Använda MPU-6050 med Raspberry Pi

MPU-6050 är en 6-axlig rörelsespårningsanordning med ett gyroskop och accelerometer, vilket gör det idealiskt för rörelseavkännande applikationer som robotik, drönare och IoT-projekt. I den här guiden kommer du att lära dig att ansluta och använda MPU-6050 med en Raspberry Pi för att fånga rörelse- och orienteringsdata.

Vad du behöver

1. Hallon (Varje modell med GPIO -stöd, t.ex. PI 3, PI 4)
2. MPU-6050-modul
3. Breadboard och jumpertrådar
4. En dator med SSH -åtkomst till Raspberry Pi eller ett anslutet tangentbord och monitor
5. Python installerad på Raspberry Pi

Steg 1: Koppling av MPU-6050 till Raspberry Pi

MPU-6050 kommunicerar med Raspberry PI med I2C-protokollet.

Anslutningar

Notera: Se till att MPU-6050-modulen fungerar vid 3,3V. De flesta moduler inkluderar en spänningsregulator, vilket gör att de kan drivas med 5V.

Steg 2: Aktivera I2C -gränssnittet på Raspberry Pi

1. Öppna Raspberry PI -konfigurationsverktyget:

   sudo raspi-config
   

2. Navigera till Gränssnittsalternativ> i2c och aktivera det.
3. Starta om Raspberry Pi:

   sudo reboot
   

Steg 3: Installera nödvändiga verktyg och bibliotek

1. Uppdatera din Raspberry Pi:

   sudo apt update && sudo apt upgrade -y
   

2. Installera I2C -verktygen:

   sudo apt install -y i2c-tools
   

3. Installera pythonbibliotek för I2C -kommunikation och databehandling:

   pip install smbus2
   

Steg 4: Verifiera anslutningen

1. Använda i2cdetect För att verifiera MPU-6050 upptäcks på i2C-bussen:

   sudo i2cdetect -y 1
   

2. Du bör se MPU-6050 på adressen 0x68 (eller 0x69 Om AD0 -stiftet dras högt). Om inte:
   • Kontrollera dina ledningar.
   • Se till att MPU-6050 drivs.

Steg 5: Läsa data från MPU-6050

Följande Python-skript läser accelerometer och gyroskopdata från MPU-6050.

Python -kodexempel

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...")

Steg 6: Tillämpningar av MPU-6050

1. Rörelsespårning: Spåra rörelse och orientering i robotik eller bärbara.
2. Stabiliseringssystem: Implementera gyroskopisk stabilisering för drönare eller gimbaler.
3. Spel: Skapa rörelsebaserade spelkontroller.
4. IoT -projekt: Använd rörelsedata för att utlösa automatiseringshändelser.

Felsökning

1. Enheten inte upptäckt:

   • Verifiera SDA- och SCL -anslutningar.
   • Se till att I2C -gränssnittet är aktiverat på Raspberry Pi.
   • Kontrollera strömförsörjningen till MPU-6050.

2. Felaktiga avläsningar:

   • Kalibrera sensorn genom att implementera en offset för varje axel.
   • Se till att sensorn placeras på en stabil yta.

3. I2C -fel:

   • Se till att det inte finns några motstridiga enheter på I2C -bussen.

Slutsats

MPU-6050 är en mångsidig rörelsessensor som kan lägga till exakta rörelsespårningsfunktioner till dina Raspberry PI-projekt. Genom att följa den här guiden kan du ställa in och använda MPU-6050 för applikationer som robotik, stabiliseringssystem och IoT-automatisering. Experimentera med skalning och filtrering av data för att finjustera sensorn för dina behov!