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3.1.6 Controllo del Movimento
================================
Introduzione
--------------------
In questa lezione, realizzeremo un semplice dispositivo per rilevamento e
controllo del movimento. L’MPU6050 è utilizzato come sensore e il motore
passo-passo come dispositivo di controllo. Con l’MPU6050 montato su un guanto,
puoi controllare il motore passo-passo ruotando il polso.
Componenti
--------------
.. image:: img/list_Motion_Control.png
:align: center
Schema Elettrico
-----------------------
============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO18 Pin 12 1 18
GPIO23 Pin 16 4 23
GPIO24 Pin 18 5 24
GPIO25 Pin 22 6 25
SDA1 Pin 3
SCL1 Pin 5
============ ======== ======== ===
.. image:: img/Schematic_three_one6.png
:align: center
Procedure Sperimentali
---------------------------
**Step 1:** Costruisci il circuito.
.. image:: img/image251.png
:width: 800
:align: center
**Per gli Utenti di Linguaggio C**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
**Step 2**: Vai alla cartella del codice.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.6/
**Step 3**: Compila il codice.
.. raw:: html
.. code-block::
gcc 3.1.6_MotionControl.c -lwiringPi -lm
**Step 4**: Esegui il file eseguibile.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo ./a.out
Dopo l'esecuzione del codice, se l'angolo di inclinazione dell’
**MPU6050** sull'`Y `__-`axis `__
è superiore a **45** ℃, il motore passo-passo ruota in senso antiorario;
se è inferiore a **-45** ℃, il motore ruota in senso orario.
.. note::
Se non funziona dopo l'esecuzione o appare un messaggio di errore come: \"wiringPi.h: No such file or directory\", consulta :ref:`Il codice C non funziona?`.
**Spiegazione del Codice**
.. code-block:: c
double mpu6050(){
acclX = read_word_2c(0x3B);
acclY = read_word_2c(0x3D);
acclZ = read_word_2c(0x3F);
acclX_scaled = acclX / 16384.0;
acclY_scaled = acclY / 16384.0;
acclZ_scaled = acclZ / 16384.0;
double angle=get_y_rotation(acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled);
return angle;
}
mpu6050 ottiene l'angolo di inclinazione nella direzione dell'asse Y.
.. code-block:: c
void rotary(char direction){
if(direction == 'c'){
for(int j=0;j<4;j++){
for(int i=0;i<4;i++)
{digitalWrite(motorPin[i],0x99>>j & (0x08>>i));}
delayMicroseconds(stepSpeed);
}
}
else if(direction =='a'){
for(int j=0;j<4;j++){
for(int i=0;i<4;i++)
{digitalWrite(motorPin[i],0x99<>i));}
delayMicroseconds(stepSpeed);
}
}
}
Se la direzione ricevuta è \'**c**\', il motore passo-passo ruota in senso
orario; se la direzione è \'**a**\', il motore ruota in senso antiorario.
Per maggiori dettagli sul calcolo della direzione di rotazione del motore
passo-passo, consulta :ref:`1.3.3 Motore Passo-passo`.
.. code-block:: c
int main()
{
setup();
double angle;
while(1) {
angle = mpu6050();
if (angle >=45){rotary('a');}
else if (angle<=-45){rotary('c');}
}
return 0;
}
L'angolo di inclinazione nella direzione dell'asse Y viene letto dall'
**mpu6050** e, se è superiore a **45** ℃, il motore passo-passo ruota
in senso antiorario; se inferiore a **-45** ℃, il motore ruota in senso orario.
**Per Utenti Python**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
**Step 2**: Vai alla cartella del codice.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python/
**Step 3**: Esegui il file eseguibile.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 3.1.6_MotionControl.py
Dopo l'esecuzione del codice, se l'angolo di inclinazione dell'**mpu6050**
sull'asse `Y `__\ **-**\ `axis `__
is larger than **45** ℃, the stepper motor rotates anticlockwise; if è maggiore di **45** ℃, il motore passo-passo ruota in senso
antiorario; se inferiore a **-45** ℃, ruota in senso orario.
**Codice**
.. note::
Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Arrestare** il codice qui sotto. Prima di fare ciò, vai al percorso del codice sorgente come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``.
.. raw:: html
.. code-block:: python
import RPi.GPIO as GPIO
import smbus
import math
import time
# Registri di gestione dell'alimentazione
power_mgmt_1 = 0x6b
power_mgmt_2 = 0x6c
bus = smbus.SMBus(1)
address = 0x68
bus.write_byte_data(address, power_mgmt_1, 0)
# Pin del motore passo-passo
motorPin = (18,23,24,25)
rolePerMinute =15
stepsPerRevolution = 2048
stepSpeed = (60/rolePerMinute)/stepsPerRevolution
# mpu6050
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)
def mpu6050():
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
angle=get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled)
return angle
# Motore passo-passo
def rotary(direction):
if(direction == 'c'):
for j in range(4):
for i in range(4):
GPIO.output(motorPin[i],0x99>>j & (0x08>>i))
time.sleep(stepSpeed)
elif(direction == 'a'):
for j in range(4):
for i in range(4):
GPIO.output(motorPin[i],0x99<>i))
time.sleep(stepSpeed)
def setup():
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
for i in motorPin:
GPIO.setup(i, GPIO.OUT)
def loop():
while True:
angle=mpu6050()
if angle >=45 :
rotary('a')
elif angle <=-45:
rotary('c')
def destroy():
GPIO.cleanup()
if __name__ == '__main__':
setup()
try:
loop()
except KeyboardInterrupt:
destroy()
**Spiegazione del Codice**
.. code-block:: python
def mpu6050():
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
angle=get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled)
return angle
mpu6050 ottiene l'angolo di inclinazione nella direzione dell’asse Y.
.. code-block:: python
def rotary(direction):
if(direction == 'c'):
for j in range(4):
for i in range(4):
GPIO.output(motorPin[i],0x99>>j & (0x08>>i))
time.sleep(stepSpeed)
elif(direction == 'a'):
for j in range(4):
for i in range(4):
GPIO.output(motorPin[i],0x99<>i))
time.sleep(stepSpeed)
Se la direzione ricevuta è **c**, il motore passo-passo ruota in senso
orario; se è **a**, il motore ruota in senso antiorario. Per maggiori
dettagli sul calcolo della direzione di rotazione del motore passo-passo,
consulta :ref:`1.3.3 Motore Passo-passo`.
.. code-block:: python
def loop():
while True:
angle=mpu6050()
if angle >=45 :
rotary('a')
elif angle <=-45:
rotary('c')
L'angolo di inclinazione nella direzione dell'asse **Y** viene letto da
**mpu6050**. Se è superiore a **45** ℃, viene chiamata la funzione rotary()
per far ruotare il motore passo-passo in senso antiorario; se è inferiore a
**-45** ℃, il motore ruota in senso orario.
Immagine del Fenomeno
--------------------------
.. image:: img/image252.jpeg
:align: center