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.. _2.2.9_c:

2.2.9 Módulo MPU6050
=============================

Introducción
---------------

El MPU-6050 es el primer y único dispositivo de seguimiento de movimiento de 6 ejes del 
mundo (Giroscopio de 3 ejes y Acelerómetro de 3 ejes) diseñado para teléfonos inteligentes, 
tabletas y sensores portátiles que tienen estas características, incluyendo requisitos de 
bajo consumo, bajo costo y alto rendimiento.

En este experimento, utilizaremos I2C para obtener los valores del sensor de aceleración de 
tres ejes y el giroscopio de tres ejes del MPU6050 y mostrarlos en la pantalla.


Componentes Necesarios
------------------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes. 

.. image:: ../img/list_2.2.6.png

Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace: 

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Nombre	
        - ARTÍCULOS EN ESTE KIT
        - ENLACE
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - INTRODUCCIÓN DE COMPONENTES
        - ENLACE DE COMPRA

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_mpu6050`
        - |link_mpu6050_buy|

Diagrama Esquemático
--------------------------

El MPU6050 se comunica con el microcontrolador a través de la interfaz de bus I2C. 
El SDA1 y SCL1 deben estar conectados al pin correspondiente.

.. image:: ../img/image330.png


Procedimientos Experimentales
----------------------------------

**Paso 1:** Construir el circuito.

.. image:: ../img/image227.png


**Paso 2**: Configurar I2C (ver Apéndice :ref:`i2c_config`. Si ya has configurado 
I2C, omite este paso.)

**Paso 3:** Ir a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.2.9/

**Paso 4:** Compilar el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.2.9_mpu6050.c -lwiringPi -lm

**Paso 5:** Ejecutar el archivo ejecutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Con el código ejecutándose, el ángulo de deflexión del eje x, el eje y y la aceleración, 
la velocidad angular en cada eje leída por el MPU6050 se imprimirá en la pantalla después 
de ser calculada.

.. note::

    * Si aparece el mensaje de error ``wiringPi.h: No such file or directory``, por favor consulta :ref:`install_wiringpi`.
    * Si obtienes el error ``Unable to open I2C device: No such file or directory``, necesitas consultar :ref:`i2c_config` para habilitar I2C y verificar si el cableado es correcto.


**Código**

.. code-block:: c

    #include  <wiringPiI2C.h>
    #include <wiringPi.h>
    #include  <stdio.h>
    #include  <math.h>
    int fd;
    int acclX, acclY, acclZ;
    int gyroX, gyroY, gyroZ;
    double acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled;
    double gyroX_scaled, gyroY_scaled, gyroZ_scaled;

    int read_word_2c(int addr)
    {
    int val;
    val = wiringPiI2CReadReg8(fd, addr);
    val = val << 8;
    val += wiringPiI2CReadReg8(fd, addr+1);
    if (val >= 0x8000)
        val = -(65536 - val);
    return val;
    }

    double dist(double a, double b)
    {
    return sqrt((a*a) + (b*b));
    }

    double get_y_rotation(double x, double y, double z)
    {
    double radians;
    radians = atan2(x, dist(y, z));
    return -(radians * (180.0 / M_PI));
    }

    double get_x_rotation(double x, double y, double z)
    {
    double radians;
    radians = atan2(y, dist(x, z));
    return (radians * (180.0 / M_PI));
    }

    int main()
    {
    fd = wiringPiI2CSetup (0x68);
    wiringPiI2CWriteReg8 (fd,0x6B,0x00);//disable sleep mode 
    printf("set 0x6B=%X\n",wiringPiI2CReadReg8 (fd,0x6B));
    
    while(1) {

        gyroX = read_word_2c(0x43);
        gyroY = read_word_2c(0x45);
        gyroZ = read_word_2c(0x47);

        gyroX_scaled = gyroX / 131.0;
        gyroY_scaled = gyroY / 131.0;
        gyroZ_scaled = gyroZ / 131.0;

        //Print values for the X, Y, and Z axes of the gyroscope sensor.
        printf("My gyroX_scaled: %f\n", gyroY X_scaled);
        printf("My gyroY_scaled: %f\n", gyroY Y_scaled);
        printf("My gyroZ_scaled: %f\n", gyroY Z_scaled);

        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;
        
        //Print the X, Y, and Z values of the acceleration sensor.
        printf("My acclX_scaled: %f\n", acclX_scaled);
        printf("My acclY_scaled: %f\n", acclY_scaled);
        printf("My acclZ_scaled: %f\n", acclZ_scaled);

        printf("My X rotation: %f\n", get_x_rotation(acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled));
        printf("My Y rotation: %f\n", get_y_rotation(acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled));
        
        delay(100);
    }
    return 0;
    }

**Explicación del Código**

.. code-block:: c

    int read_word_2c(int addr)
    {
    int val;
    val = wiringPiI2CReadReg8(fd, addr);
    val = val << 8;
    val += wiringPiI2CReadReg8(fd, addr+1);
    if (val >= 0x8000)
        val = -(65536 - val);
    return val;
    }

Leer datos del sensor enviados desde el MPU6050.

.. code-block:: c

    double get_y_rotation(double x, double y, double z)
    {
    double radians;
    radians = atan2(x, dist(y, z));
    return -(radians * (180.0 / M_PI));
    }

Obtenemos el ángulo de deflexión en el eje Y.

.. code-block:: c

    double get_x_rotation(double x, double y, double z)
    {
    double radians;
    radians = atan2(y, dist(x, z));
    return (radians * (180.0 / M_PI));
    }

Calcular el ángulo de deflexión del eje X.

.. code-block:: c

    gyroX = read_word_2c(0x43);
    gyroY = read_word_2c(0x45);
    gyroZ = read_word_2c(0x47);

    gyroX_scaled = gyroX / 131.0;
    gyroY_scaled = gyroY / 131.0;
    gyroZ_scaled = gyroZ / 131.0;

    //Print values for the X, Y, and Z axes of the gyroscope sensor.
    printf("My gyroX_scaled: %f\n", gyroY X_scaled);
    printf("My gyroY_scaled: %f\n", gyroY Y_scaled);
    printf("My gyroZ_scaled: %f\n", gyroY Z_scaled);

Leer los valores de los ejes x, y y z en el sensor de giroscopio, 
convertir los metadatos en valores de velocidad angular y luego imprimirlos.

.. code-block:: c

    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;
        
    //Print the X, Y, and Z values of the acceleration sensor.
    printf("My acclX_scaled: %f\n", acclX_scaled);
    printf("My acclY_scaled: %f\n", acclY_scaled);
    printf("My acclZ_scaled: %f\n", acclZ_scaled);

Leer los valores de los ejes x, y y z en el sensor de aceleración, convertir los metadatos 
en valores de velocidad acelerada (unidad de gravedad) y luego imprimirlos.

.. code-block:: c

    printf("My X rotation: %f\n", get_x_rotation(acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled));
    printf("My Y rotation: %f\n", get_y_rotation(acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled));

Imprimir los ángulos de deflexión de los ejes x e y.

Imagen del Fenómeno
------------------------

.. image:: ../img/image228.jpeg