Obsługa żyroskopu/akcelerometru MPU-6050
Posted: 20 March 2016, 18:37 - Sun
Wstęp
Dziś chciałbym przedstawić kolejny czujnik MEMS MPU-6050 z magistralą I2C, którego wykorzystać można do pomiaru odchylenia i przyspieszenia w trzech osiach. Opis dotyczy 2 modułów dostępnych na portalach aukcyjnych w niewygórowanej cenie 3-5$. Pierwszy GY-521 zawiera układ MPU-6050 (adres I2C: 0x68), drugi GY-87 oprócz układu MPU-6050 zawiera również barometr BMP180 (pomiar ciśnienia i temperatury). GY-87 korzysta z dwóch adresów I2C: 0x68 (MPU) i 0x77 (BMP). Z punktu widzenia sterowania i odczytu MPU oba moduły niczym się nie różnią a BMP180 należy traktować jak osobne urządzenie przypięte do wspólnej magistrali I2c.
Założenia:
- Cubietruck/Cubieboard/Raspberry Pi
- DVK570 (niewymagana, jednak jeśli nie masz kitu - musisz sam zadbać o odpowiednie parametry prądowe np dla diod LED)
- CTdebian 4.1 lub nowszy (do pobrania ze strony Igora Pecovnik-a lub z działu Wsady). W przypadku Raspberry Pi użyć można dystrybucji Raspian.
- Czujnik GY-87 lub GY-521 lub ... dowolny klon z układem MPU-6050
Przestroga 1.
Wszystkie operacje wykonuję jako uprzywilejowany użytkownik root . Nie jest to dobra praktyka więc proponuję używać sudo i wykonywać wszystkie komendy z poziomu normalnego użytkownika...
Uwaga.
Dystrybucja, której używam to kompilacja ze źródeł CTDebian Igora Pecovnik-a. Możesz pobrać najnowszą wersję ze strony Igora lub skorzystać z mojej kompilacji.
Przestroga 2
Wszystko co robisz - robisz na własną odpowiedzialność. W trakcie tutoriala wykonywane są czynności, które mogą uszkodzić twoje urządzenie...
Zaczynamy
Jak każde urządzenie z magistralą I2C, nasz GY-87/521 wymaga tylko 2 linii sterujących i zasilania 3.3V do 5V. Ja wykorzystuję napięcie 3V3 gdyżnie ma wymogu dopasowania napięć pomiędzy CT a MPU, pamiętaj jednak, że podnosząc napięcie zasilania MPU musisz dopasować poziom linii SCL i SDA za pomocą odpowiedniego konwertera.
Poniższy skrypt jest modyfikacją programu artykułu Reading data from the MPU-6050 on the Raspberry Pi blogu Andrew Birkett-a do którego z przyjemnością odsyłam po więcej szczegółów...
Powyższy kod skopiuj i zapisz np jako mpu6050.py i uruchom. Wynik powinien na bieżąco prezentować pomiary akcelerometru i żyroskopu:
A tak wygląda zestaw pomiarowy:
Dziś chciałbym przedstawić kolejny czujnik MEMS MPU-6050 z magistralą I2C, którego wykorzystać można do pomiaru odchylenia i przyspieszenia w trzech osiach. Opis dotyczy 2 modułów dostępnych na portalach aukcyjnych w niewygórowanej cenie 3-5$. Pierwszy GY-521 zawiera układ MPU-6050 (adres I2C: 0x68), drugi GY-87 oprócz układu MPU-6050 zawiera również barometr BMP180 (pomiar ciśnienia i temperatury). GY-87 korzysta z dwóch adresów I2C: 0x68 (MPU) i 0x77 (BMP). Z punktu widzenia sterowania i odczytu MPU oba moduły niczym się nie różnią a BMP180 należy traktować jak osobne urządzenie przypięte do wspólnej magistrali I2c.
Założenia:
- Cubietruck/Cubieboard/Raspberry Pi
- DVK570 (niewymagana, jednak jeśli nie masz kitu - musisz sam zadbać o odpowiednie parametry prądowe np dla diod LED)
- CTdebian 4.1 lub nowszy (do pobrania ze strony Igora Pecovnik-a lub z działu Wsady). W przypadku Raspberry Pi użyć można dystrybucji Raspian.
- Czujnik GY-87 lub GY-521 lub ... dowolny klon z układem MPU-6050
Przestroga 1.
Wszystkie operacje wykonuję jako uprzywilejowany użytkownik root . Nie jest to dobra praktyka więc proponuję używać sudo i wykonywać wszystkie komendy z poziomu normalnego użytkownika...
Uwaga.
Dystrybucja, której używam to kompilacja ze źródeł CTDebian Igora Pecovnik-a. Możesz pobrać najnowszą wersję ze strony Igora lub skorzystać z mojej kompilacji.
Przestroga 2
Wszystko co robisz - robisz na własną odpowiedzialność. W trakcie tutoriala wykonywane są czynności, które mogą uszkodzić twoje urządzenie...
Zaczynamy
Jak każde urządzenie z magistralą I2C, nasz GY-87/521 wymaga tylko 2 linii sterujących i zasilania 3.3V do 5V. Ja wykorzystuję napięcie 3V3 gdyżnie ma wymogu dopasowania napięć pomiędzy CT a MPU, pamiętaj jednak, że podnosząc napięcie zasilania MPU musisz dopasować poziom linii SCL i SDA za pomocą odpowiedniego konwertera.
Poniższy skrypt jest modyfikacją programu artykułu Reading data from the MPU-6050 on the Raspberry Pi blogu Andrew Birkett-a do którego z przyjemnością odsyłam po więcej szczegółów...
Code: Select all
#!/usr/bin/python
import smbus
import math
#bus number and I2C address
bus = smbus.SMBus(1) # bus number (check which number do you have by using i2cdetect)
address = 0x68 # This is the address value read via the i2cdetect command
# Power management registers
power_mgmt_1 = 0x6b
power_mgmt_2 = 0x6c
def read_byte(adr):
return bus.read_byte_data(address, adr)
def read_word(adr):
high = bus.read_byte_data(address, adr)
low = bus.read_byte_data(address, adr+1)
val = (high << 8) + low
return val
def read_word_2c(adr):
val = read_word(adr)
if (val >= 0x8000):
return -((65535 - val) + 1)
else:
return val
def dist(a,b):
return math.sqrt((a*a)+(b*b))
def get_y_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(x, dist(y,z))
return -math.degrees(radians)
def get_x_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(y, dist(x,z))
return math.degrees(radians)
while(1):
# Now wake the 6050 up as it starts in sleep mode
bus.write_byte_data(address, power_mgmt_1, 0)
gyro_xout = read_word_2c(0x43)
gyro_yout = read_word_2c(0x45)
gyro_zout = read_word_2c(0x47)
#read raw accelerometer value:
accel_xout = read_word_2c(0x3b)
accel_yout = read_word_2c(0x3d)
accel_zout = read_word_2c(0x3f)
accel_xout_scaled = accel_xout / 16384.0
accel_yout_scaled = accel_yout / 16384.0
accel_zout_scaled = accel_zout / 16384.0
print("x rotation: %6.3f, y rotation: %6.3f, gyroX: %6.2f, gyroY: %6.2f, gyroZ: %6.2f " %
( get_x_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled),
get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled),
gyro_xout / 131,
gyro_yout / 131,
gyro_zout / 131)
)
print("accel_xout: %6.2f, accel_yout: %6.2f, accel_zout: %6.2f " %
( accel_xout_scaled,
accel_yout_scaled,
accel_zout_scaled)
)
A tak wygląda zestaw pomiarowy: