ใช้ MPU-6050 กับ Raspberry Pi

MPU-6050 เป็นอุปกรณ์ติดตามการเคลื่อนไหว 6 แกนที่มีเครื่องไจโรสโคปและ accelerometer ทำให้เหมาะสำหรับการตรวจจับการเคลื่อนไหวเช่นหุ่นยนต์โดรนและโครงการ IoT ในคู่มือนี้คุณจะได้เรียนรู้วิธีการเชื่อมต่อและใช้ MPU-6050 ด้วย Raspberry Pi เพื่อจับภาพการเคลื่อนไหวและการวางแนว

สิ่งที่คุณต้องการ

Raspberry Pi (รุ่นใด ๆ ที่มีการสนับสนุน GPIO เช่น PI 3, PI 4)
โมดูล MPU-6050
เครื่องหั่นขนมปังและสายจัมเปอร์
คอมพิวเตอร์ที่มีการเข้าถึง SSH ไปยัง Raspberry Pi หรือแป้นพิมพ์และจอภาพที่เชื่อมต่อ
Python ติดตั้งบน Raspberry Pi

ขั้นตอนที่ 1: การเดินสาย MPU-6050 ไปยัง Raspberry Pi

MPU-6050 สื่อสารกับ Raspberry Pi โดยใช้โปรโตคอล I2C

การเชื่อมต่อ

MPU-6050 PIN	Raspberry Pi Pin
VCC	3.3V (พิน 1)
gnd	พื้นดิน (พิน 6)
SDA	SDA (พิน 3, GPIO2)
SCL	SCL (PIN 5, GPIO3)

บันทึก: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโมดูล MPU-6050 ทำงานที่ 3.3V โมดูลส่วนใหญ่รวมถึงตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าทำให้สามารถขับเคลื่อนด้วย 5V

ขั้นตอนที่ 2: เปิดใช้งานอินเทอร์เฟซ I2C บน Raspberry Pi

เปิดเครื่องมือกำหนดค่า Raspberry Pi:
```
sudo raspi-config
```
นำทางไปยัง ตัวเลือกอินเตอร์เฟส> i2c และเปิดใช้งาน
รีบูตราสเบอร์รี่ pi:
```
sudo reboot
```

ขั้นตอนที่ 3: ติดตั้งเครื่องมือและไลบรารีที่จำเป็น

อัปเดต Raspberry Pi ของคุณ:
```
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
```
ติดตั้งเครื่องมือ I2C:
```
sudo apt install -y i2c-tools
```
ติดตั้งไลบรารี Python สำหรับการสื่อสาร I2C และการประมวลผลข้อมูล:
```
pip install smbus2
```

ขั้นตอนที่ 4: ตรวจสอบการเชื่อมต่อ

ใช้ i2cdetect ในการตรวจสอบ MPU-6050 จะถูกตรวจพบบนบัส I2C:
```
sudo i2cdetect -y 1
```
คุณควรเห็น MPU-6050 ตามที่อยู่ 0x68 (หรือ 0x69 หากดึง AD0 PIN สูง) ถ้าไม่:
- ตรวจสอบสายไฟของคุณ
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่า MPU-6050 ใช้พลังงาน

ขั้นตอนที่ 5: การอ่านข้อมูลจาก MPU-6050

สคริปต์ Python ต่อไปนี้อ่านข้อมูล accelerometer และ gyroscope จาก MPU-6050

ตัวอย่างรหัส Python

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...")

ขั้นตอนที่ 6: แอปพลิเคชันของ MPU-6050

การติดตามการเคลื่อนไหว: ติดตามการเคลื่อนไหวและการปฐมนิเทศในหุ่นยนต์หรืออุปกรณ์สวมใส่
ระบบการรักษาเสถียรภาพ: ใช้การรักษาเสถียรภาพของการหมุนเวียนสำหรับโดรนหรือ gimbals
เกม: สร้างตัวควบคุมเกมที่ใช้การเคลื่อนไหว
โครงการ IoT: ใช้ข้อมูลการเคลื่อนไหวเพื่อเรียกเหตุการณ์ระบบอัตโนมัติ

การแก้ไขปัญหา

ไม่พบอุปกรณ์:
- ตรวจสอบการเชื่อมต่อ SDA และ SCL
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอินเทอร์เฟซ I2C เปิดใช้งานบน Raspberry Pi
- ตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟไปยัง MPU-6050
การอ่านที่ไม่ถูกต้อง:
- ปรับเทียบเซ็นเซอร์โดยใช้การชดเชยสำหรับแต่ละแกน
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์วางอยู่บนพื้นผิวที่มั่นคง
ข้อผิดพลาด I2C:
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีอุปกรณ์ที่ขัดแย้งกันบนรถบัส I2C

บทสรุป

MPU-6050 เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวอเนกประสงค์ที่สามารถเพิ่มความสามารถในการติดตามการเคลื่อนไหวที่แม่นยำให้กับโครงการ Raspberry Pi ของคุณ โดยทำตามคำแนะนำนี้คุณสามารถตั้งค่าและใช้ MPU-6050 สำหรับแอพพลิเคชั่นเช่นหุ่นยนต์ระบบรักษาเสถียรภาพและระบบอัตโนมัติ IoT ทดลองกับการปรับขนาดและการกรองข้อมูลเพื่อปรับแต่งเซ็นเซอร์สำหรับความต้องการของคุณ!