IOT:加速度センサMPU-6050をラズパイ pythonで動かしてみる（１）

こんにちは、加速度センサーのMPU-6050を買ったので、試運転してみます。

Contents

下記webを参考にさせていただきました。

まずは配線しましょう。

使用するピンは 1 , 3 , 5 , 6 です。

MPU-6050の電源電圧は 3.3[V] ですが、GY-521に3.3[V]のレギュレータICが載っていて、I2Cバスのプルアップ抵抗が 3.3[V] へ繋がっているので、5[V]電源の Arduino に直接つないで使うことが出来ます。

という記述を見つけましたが、おとなしく+3.3Vに接続します。

ラズパイをネットワークにつないでVNC接続します。

ラズパイの設定でSSH,VNC,I2C,SPIとか全部　有効にします。

ターミナルで >ifconfigして　アドレスを確認します。

192.168.10.xxx

ウィンドウズマシン上でVNC Viewerから新規コネクト作成で192.168.10.114します。

このとき、重要なのは　ユーザーネームは自分で設定したIDではなくて pi です！！で、パスワードは自分で設定したやつです。

非常に紛らわしいですね。毎回詰まります。

GPIOでI2Cが有効になっているか確認

$ gpio readall

すると、GPIOの一覧が確認できます。

 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B--+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
 |   2 |   8 |   SDA.1 | ALT0 | 1 |  3 || 4  |   |      | 5v      |     |     |
 |   3 |   9 |   SCL.1 | ALT0 | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 0 |  7 || 8  | 1 | ALT5 | TxD     | 15  | 14  |
 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | ALT5 | RxD     | 16  | 15  |
 |  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 0 | 11 || 12 | 0 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
 |  10 |  12 |    MOSI | ALT0 | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
 |   9 |  13 |    MISO | ALT0 | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
 |  11 |  14 |    SCLK | ALT0 | 0 | 23 || 24 | 1 | OUT  | CE0     | 10  | 8   |
 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | OUT  | CE1     | 11  | 7   |
 |   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
 |   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
 |   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
 |  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
 |  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
 |  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
 |     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 0 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B--+---+------+---------+-----+-----+

+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B--+---+------+---------+-----+-----+

| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |

+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+

| | | 3.3v | | | 1 || 2 | | | 5v | | |

| 2 | 8 | SDA.1 | ALT0 | 1 | 3 || 4 | | | 5v | | |

| 3 | 9 | SCL.1 | ALT0 | 1 | 5 || 6 | | | 0v | | |

| 4 | 7 | GPIO. 7 | IN | 0 | 7 || 8 | 1 | ALT5 | TxD | 15 | 14 |

| | | 0v | | | 9 || 10 | 1 | ALT5 | RxD | 16 | 15 |

| 17 | 0 | GPIO. 0 | IN | 0 | 11 || 12 | 0 | IN | GPIO. 1 | 1 | 18 |

| 27 | 2 | GPIO. 2 | IN | 0 | 13 || 14 | | | 0v | | |

| 22 | 3 | GPIO. 3 | IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN | GPIO. 4 | 4 | 23 |

| | | 3.3v | | | 17 || 18 | 0 | IN | GPIO. 5 | 5 | 24 |

| 10 | 12 | MOSI | ALT0 | 0 | 19 || 20 | | | 0v | | |

| 9 | 13 | MISO | ALT0 | 0 | 21 || 22 | 0 | IN | GPIO. 6 | 6 | 25 |

| 11 | 14 | SCLK | ALT0 | 0 | 23 || 24 | 1 | OUT | CE0 | 10 | 8 |

| | | 0v | | | 25 || 26 | 1 | OUT | CE1 | 11 | 7 |

| 0 | 30 | SDA.0 | IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN | SCL.0 | 31 | 1 |

| 5 | 21 | GPIO.21 | IN | 1 | 29 || 30 | | | 0v | | |

| 6 | 22 | GPIO.22 | IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN | GPIO.26 | 26 | 12 |

| 13 | 23 | GPIO.23 | IN | 0 | 33 || 34 | | | 0v | | |

| 19 | 24 | GPIO.24 | IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN | GPIO.27 | 27 | 16 |

| 26 | 25 | GPIO.25 | IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN | GPIO.28 | 28 | 20 |

| | | 0v | | | 39 || 40 | 0 | IN | GPIO.29 | 29 | 21 |

+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+

| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |

+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B--+---+------+---------+-----+-----+

$ sudo i2cdetect -y 1

すると、I2Cが接続されているのが確認できます。

     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f

00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- --

70: -- -- -- -- -- -- -- --

実行スクリプト

では、加速度を取得してみましょう。ベタ貼りしてみました。

# -*- coding: utf-8 -*-

import smbus
import math
from time import sleep
import time

DEV_ADDR = 0x68

ACCEL_XOUT = 0x3b
ACCEL_YOUT = 0x3d
ACCEL_ZOUT = 0x3f
TEMP_OUT = 0x41
GYRO_XOUT = 0x43
GYRO_YOUT = 0x45
GYRO_ZOUT = 0x47

PWR_MGMT_1 = 0x6b
PWR_MGMT_2 = 0x6c   

bus = smbus.SMBus(1)
bus.write_byte_data(DEV_ADDR, PWR_MGMT_1, 0)

def read_word(adr):
    high = bus.read_byte_data(DEV_ADDR, adr)
    low = bus.read_byte_data(DEV_ADDR, adr+1)
    val = (high << 8) + low
    return val

def read_word_sensor(adr):
    val = read_word(adr)
    if (val >= 0x8000):  return -((65535 - val) + 1)
    else:  return val

def get_temp():
    temp = read_word_sensor(TEMP_OUT)
    x = temp / 340 + 36.53      # data sheet(register map)記載の計算式.
    return x

def getGyro():
    x = read_word_sensor(GYRO_XOUT)/ 131.0
    y = read_word_sensor(GYRO_YOUT)/ 131.0
    z = read_word_sensor(GYRO_ZOUT)/ 131.0
    return [x, y, z]


def getAccel():
    x = read_word_sensor(ACCEL_XOUT)/ 16384.0
    y= read_word_sensor(ACCEL_YOUT)/ 16384.0
    z= read_word_sensor(ACCEL_ZOUT)/ 16384.0
    return [x, y, z]


while 1:
    ax, ay, az = getAccel()
    gx, gy, gz = getGyro()
    print ('{0:4.3f},{0:4.3f},{0:4.3f},{0:4.3f},{0:4.3f},{0:4.3f},' .format(gx, gy, gz, ax, ay, az))

# -*- coding: utf-8 -*-

import smbus

import math

from time import sleep

import time

DEV_ADDR = 0x68

ACCEL_XOUT = 0x3b

ACCEL_YOUT = 0x3d

ACCEL_ZOUT = 0x3f

TEMP_OUT = 0x41

GYRO_XOUT = 0x43

GYRO_YOUT = 0x45

GYRO_ZOUT = 0x47

PWR_MGMT_1 = 0x6b

PWR_MGMT_2 = 0x6c

bus = smbus.SMBus(1)

bus.write_byte_data(DEV_ADDR, PWR_MGMT_1, 0)

def read_word(adr):

high = bus.read_byte_data(DEV_ADDR, adr)

low = bus.read_byte_data(DEV_ADDR, adr+1)

val = (high << 8) + low

return val

def read_word_sensor(adr):

val = read_word(adr)

if (val >= 0x8000): return -((65535 - val) + 1)

else: return val

def get_temp():

temp = read_word_sensor(TEMP_OUT)

x = temp / 340 + 36.53 # data sheet(register map)記載の計算式.

return x

def getGyro():

x = read_word_sensor(GYRO_XOUT)/ 131.0

y = read_word_sensor(GYRO_YOUT)/ 131.0

z = read_word_sensor(GYRO_ZOUT)/ 131.0

return [x, y, z]

def getAccel():

x = read_word_sensor(ACCEL_XOUT)/ 16384.0

y= read_word_sensor(ACCEL_YOUT)/ 16384.0

z= read_word_sensor(ACCEL_ZOUT)/ 16384.0

return [x, y, z]

while 1:

ax, ay, az = getAccel()

gx, gy, gz = getGyro()

print ('{0:4.3f},{0:4.3f},{0:4.3f},{0:4.3f},{0:4.3f},{0:4.3f},' .format(gx, gy, gz, ax, ay, az))

結果

ちゃんと動いていますね。

次回

数値データをグラフ化して見ましょう。

動的にmatplotlibを利用する必要がありますので、ちょっと考えなくてはなりません。

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下記webを参考にさせていただきました。

まずは配線しましょう。

ラズパイをネットワークにつないでVNC接続します。

GPIOでI2Cが有効になっているか確認

実行スクリプト

結果

次回

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