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.. _2.2.9_c:

2.2.9 Modulo MPU6050
=============================

Introduzione
---------------

L'MPU-6050 è il primo e unico dispositivo di tracciamento del movimento a 6 
assi al mondo (3 assi giroscopio e 3 assi accelerometro) progettato per smartphone, 
tablet e sensori indossabili che richiedono tali funzionalità, inclusi bassi consumi 
energetici, basso costo e alte prestazioni.

In questo esperimento, utilizzeremo l'I2C per ottenere i valori del sensore di 
accelerazione a tre assi e del giroscopio a tre assi per l'MPU6050 e visualizzarli 
sullo schermo.

Componenti Necessari
------------------------------

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti. 

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

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link: 

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

    *   - Nome	
        - COMPONENTI IN QUESTO KIT
        - LINK
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Puoi anche acquistarli separatamente dai link seguenti.

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

    *   - INTRODUZIONE AI COMPONENTI
        - LINK PER L'ACQUISTO

    *   - :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|

Schema Elettrico
----------------------

MPU6050 comunica con il microcontrollore tramite l'interfaccia bus I2C. È 
necessario collegare SDA1 e SCL1 al pin corrispondente.

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


Procedure Sperimentali
-----------------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

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


**Passo 2**: Configura l'I2C (vedi Appendice :ref:`i2c_config`. Se hai già configurato l'I2C, salta questo passaggio.)

**Passo 3:** Vai alla cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.2.9/

**Passo 4:** Compila il codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.2.9_mpu6050.c -lwiringPi -lm

**Passo 5:** Esegui il file eseguibile.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Dopo l'esecuzione del codice, l'angolo di deflessione degli assi x e y, 
l'accelerazione e la velocità angolare su ciascun asse rilevati dall'MPU6050 
verranno stampati sullo schermo dopo essere stati calcolati.

.. note::

    * Se appare un errore come ``wiringPi.h: No such file or directory``, fai riferimento a :ref:`install_wiringpi`.
    * Se ricevi l'errore ``Unable to open I2C device: No such file or directory``, devi fare riferimento a :ref:`i2c_config` per abilitare l'I2C e verificare se il cablaggio è corretto.


**Codice**

.. 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);//disabilita la modalità sleep 
    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;

        //Stampa i valori degli assi X, Y e Z del sensore giroscopico.
        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;
        
        //Stampa i valori X, Y e Z del sensore di accelerazione.
        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;
    }

**Spiegazione del Codice**

.. 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;
    }

Leggi i dati del sensore inviati dall'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));
    }

Ottieni l'angolo di deflessione sull'asse 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));
    }

Calcola l'angolo di deflessione dell'asse 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;

    //Stampa i valori degli assi X, Y e Z del sensore giroscopico.
    printf("My gyroX_scaled: %f\n", gyroX_scaled);
    printf("My gyroY_scaled: %f\n", gyroY_scaled);
    printf("My gyroZ_scaled: %f\n", gyroZ_scaled);

Leggi i valori degli assi x, y e z sul sensore giroscopico, 
converti i metadati in valori di velocità angolare e quindi stampali.

.. 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;
        
    //Stampa i valori X, Y e Z del sensore di accelerazione.
    printf("My acclX_scaled: %f\n", acclX_scaled);
    printf("My acclY_scaled: %f\n", acclY_scaled);
    printf("My acclZ_scaled: %f\n", acclZ_scaled);

Leggi i valori degli assi x, y e z sul sensore di accelerazione,
converti i metadati in valori di accelerazione (unità gravitazionale), 
e stampali.

.. 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));

Stampa gli angoli di deflessione degli assi x e y.

Immagine del Fenomeno
------------------------------

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