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.. _2.2.9_py:
2.2.9 Módulo MPU6050
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Introducción
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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 cuentan con estas características, incluyendo los requisitos de bajo consumo, bajo costo y alto rendimiento.
En este experimento, utiliza 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
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En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.
.. image:: ../img/list_2.2.6.png
Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí tienes el enlace:
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - Nombre
- ARTÍCULOS EN ESTE KIT
- ENLACE
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
También puedes comprarlos por separado en los siguientes enlaces.
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE
- 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
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El MPU6050 se comunica con el microcontrolador a través de la interfaz del bus I2C. Es necesario conectar el SDA1 y el SCL1 al pin correspondiente.
.. image:: ../img/image330.png
Procedimientos experimentales
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**Paso 1:** Construye el circuito.
.. image:: ../img/image227.png
**Paso 2**: Configura el I2C (consulta el Apéndice :ref:`i2c_config`. Si ya has configurado el I2C, omite este paso.)
**Paso 3:** Ve a la carpeta del código.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python
**Paso 4:** Ejecuta el archivo ejecutable.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 2.2.9_mpu6050.py
Al ejecutar el código, el ángulo de deflexión del eje x y el eje y, y la aceleración, velocidad angular en cada eje leídos por el MPU6050 se calcularán y se imprimirán en la pantalla.
.. note::
* Si obtienes el error ``FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1'``, necesitas consultar :ref:`i2c_config` para habilitar el I2C.
* Si obtienes el error ``ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2'``, por favor ejecuta ``sudo pip3 install smbus2``.
* Si aparece el error ``OSError: [Errno 121] Remote I/O error``, significa que el módulo está mal cableado o que el módulo está roto.
**Code**
.. note::
You can **Modify/Reset/Copy/Run/Stop** the code below. But before that, you need to go to source code path like ``raphael-kit/python``. After modifying the code, you can run it directly to see the effect.
.. raw:: html
.. code-block:: python
import smbus
import math
import time
# 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)
bus = smbus.SMBus(1) # or bus = smbus.SMBus(1) for Revision 2 boards
address = 0x68 # This is the address value read via the i2cdetect command
# Now wake the 6050 up as it starts in sleep mode
bus.write_byte_data(address, power_mgmt_1, 0)
while True:
time.sleep(0.1)
gyro_xout = read_word_2c(0x43)
gyro_yout = read_word_2c(0x45)
gyro_zout = read_word_2c(0x47)
print ("gyro_xout : ", gyro_xout, " scaled: ", (gyro_xout / 131))
print ("gyro_yout : ", gyro_yout, " scaled: ", (gyro_yout / 131))
print ("gyro_zout : ", gyro_zout, " scaled: ", (gyro_zout / 131))
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 ("accel_xout: ", accel_xout, " scaled: ", accel_xout_scaled)
print ("accel_yout: ", accel_yout, " scaled: ", accel_yout_scaled)
print ("accel_zout: ", accel_zout, " scaled: ", accel_zout_scaled)
print ("x rotation: " , get_x_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled))
print ("y rotation: " , get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled))
time.sleep(1)
**Code Explanation**
.. code-block:: python
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
Read sensor data sent from MPU6050.
.. code-block:: python
def get_y_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(x, dist(y,z))
return -math.degrees(radians)
Calculate the deflection angle of the y-axis.
.. code-block:: python
def get_x_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(y, dist(x,z))
return math.degrees(radians)
Calculate the deflection angle of the x-axis.
.. code-block:: python
gyro_xout = read_word_2c(0x43)
gyro_yout = read_word_2c(0x45)
gyro_zout = read_word_2c(0x47)
print ("gyro_xout : ", gyro_xout, " scaled: ", (gyro_xout / 131))
print ("gyro_yout : ", gyro_yout, " scaled: ", (gyro_yout / 131))
print ("gyro_zout : ", gyro_zout, " scaled: ", (gyro_zout / 131))
Read the values of the x axis, y axis and z axis on the gyroscope sensor,
convert the metadata to angular velocity values, and then print them.
.. code-block:: python
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 ("accel_xout: ", accel_xout, " scaled: ", accel_xout_scaled)
print ("accel_yout: ", accel_yout, " scaled: ", accel_yout_scaled)
print ("accel_zout: ", accel_zout, " scaled: ", accel_zout_scaled)
Read the values of the x axis, y axis and z axis on the acceleration sensor,
convert the elements to accelerated speed value (gravity unit), and print
them.
.. code-block:: python
print ("x rotation: " , get_x_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled))
print ("y rotation: " , get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled))
Print the deflection angles of the x-axis and y-axis.
Phenomenon Picture
---------------------
.. image:: ../img/image228.jpeg