Met behulp van de MPU-6050 met de Raspberry Pi

De MPU-6050 is een 6-assig motion tracking-apparaat met een gyroscoop en versnellingsmeter, waardoor het ideaal is voor motion-sensing-toepassingen zoals robotica, drones en IoT-projecten. In deze handleiding leert u hoe u de MPU-6050 kunt verbinding maken en gebruiken met een Raspberry Pi om bewegings- en oriëntatiegegevens vast te leggen.

Wat u nodig hebt

1. Raspberry Pi (Elk model met GPIO -ondersteuning, bijvoorbeeld PI 3, PI 4)
2. MPU-6050 module
3. Breadboard en jumper draden
4. Een computer met SSH -toegang tot de Raspberry Pi of een aangesloten toetsenbord en monitor
5. Python geïnstalleerd op de Raspberry Pi

Stap 1: De MPU-6050 bedraden naar de Raspberry Pi

De MPU-6050 communiceert met de Raspberry Pi met behulp van het I2C-protocol.

Verbindingen

Opmerking: Zorg ervoor dat de MPU-6050-module werkt op 3,3 V. De meeste modules omvatten een spanningsregelaar, waardoor ze kunnen worden aangedreven met 5V.

Stap 2: Schakel de I2C -interface in op de Raspberry Pi

1. Open de Raspberry Pi -configuratie -tool:

   sudo raspi-config
   

2. Navigeren naar Interface -opties> I2C en schakel het in.
3. Start de Raspberry Pi opnieuw op:

   sudo reboot
   

Stap 3: Installeer de vereiste tools en bibliotheken

1. Update uw Raspberry Pi:

   sudo apt update && sudo apt upgrade -y
   

2. Installeer de I2C -tools:

   sudo apt install -y i2c-tools
   

3. Installeer Python -bibliotheken voor I2C -communicatie en gegevensverwerking:

   pip install smbus2
   

Stap 4: Controleer de verbinding

1. Gebruik i2cdetect Om te verifiëren wordt de MPU-6050 gedetecteerd op de I2C-bus:

   sudo i2cdetect -y 1
   

2. U zou de MPU-6050 op adres moeten zien 0x68 (of 0x69 Als de AD0 -pin hoog wordt getrokken). Zo niet:
   • Controleer uw bedrading.
   • Zorg ervoor dat de MPU-6050 wordt aangedreven.

Stap 5: Gegevens lezen van de MPU-6050

Het volgende Python-script leest versnellingsmeter en gyroscoopgegevens van de MPU-6050.

Python Code Voorbeeld

import smbus2
import time

# MPU-6050 Registers and Address
MPU6050_ADDR = 0x68
PWR_MGMT_1 = 0x6B
ACCEL_XOUT_H = 0x3B
GYRO_XOUT_H = 0x43

# Initialize I2C bus
bus = smbus2.SMBus(1)

# Wake up the MPU-6050
bus.write_byte_data(MPU6050_ADDR, PWR_MGMT_1, 0)

def read_raw_data(addr):
    # Read two bytes of data from the given address
    high = bus.read_byte_data(MPU6050_ADDR, addr)
    low = bus.read_byte_data(MPU6050_ADDR, addr+1)
    value = (high << 8) | low
    # Convert to signed value
    if value > 32767:
        value -= 65536
    return value

try:
    while True:
        # Read accelerometer data
        accel_x = read_raw_data(ACCEL_XOUT_H)
        accel_y = read_raw_data(ACCEL_XOUT_H + 2)
        accel_z = read_raw_data(ACCEL_XOUT_H + 4)

        # Read gyroscope data
        gyro_x = read_raw_data(GYRO_XOUT_H)
        gyro_y = read_raw_data(GYRO_XOUT_H + 2)
        gyro_z = read_raw_data(GYRO_XOUT_H + 4)

        # Convert raw data to meaningful values (optional scaling may be needed)
        accel_x_scaled = accel_x / 16384.0
        accel_y_scaled = accel_y / 16384.0
        accel_z_scaled = accel_z / 16384.0

        gyro_x_scaled = gyro_x / 131.0
        gyro_y_scaled = gyro_y / 131.0
        gyro_z_scaled = gyro_z / 131.0

        print(f"Accelerometer: X={accel_x_scaled:.2f}, Y={accel_y_scaled:.2f}, Z={accel_z_scaled:.2f}")
        print(f"Gyroscope: X={gyro_x_scaled:.2f}, Y={gyro_y_scaled:.2f}, Z={gyro_z_scaled:.2f}")

        time.sleep(1)

except KeyboardInterrupt:
    print("Exiting...")

Stap 6: Toepassingen van de MPU-6050

1. Motion tracking: Volg beweging en oriëntatie in robotica of wearables.
2. Stabilisatiesystemen: Implementeer gyroscopische stabilisatie voor drones of gimbalen.
3. Gamen: Maak op beweging gebaseerde gamecontrollers.
4. IoT -projecten: Gebruik bewegingsgegevens om automatiseringsgebeurtenissen te activeren.

Problemen oplossen

1. Apparaat niet gedetecteerd:

   • Controleer SDA- en SCL -verbindingen.
   • Zorg ervoor dat de I2C -interface is ingeschakeld op de Raspberry Pi.
   • Controleer de voeding naar de MPU-6050.

2. Onnauwkeurige metingen:

   • Kalibreer de sensor door een offset voor elke as te implementeren.
   • Zorg ervoor dat de sensor op een stabiel oppervlak wordt geplaatst.

3. I2C -fouten:

   • Zorg ervoor dat er geen tegenstrijdige apparaten op de I2C -bus staan.

Conclusie

De MPU-6050 is een veelzijdige bewegingssensor die precieze motion trackingmogelijkheden kan toevoegen aan uw Raspberry PI-projecten. Door deze gids te volgen, kunt u de MPU-6050 instellen en gebruiken voor toepassingen zoals robotica, stabilisatiesystemen en IoT-automatisering. Experimenteer met het schalen en filteren van gegevens om de sensor voor uw behoeften te verfijnen!