Beweging volgen met behulp van MPU-6000 en Raspberry Pi - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

MPU-6000 is een 6-assige bewegingsvolgsensor met daarin een 3-assige versnellingsmeter en een 3-assige gyroscoop. Deze sensor is in staat om de exacte positie en locatie van een object in het driedimensionale vlak efficiënt te volgen. Het kan worden gebruikt in de systemen die positieanalyse met de hoogste precisie vereisen.

In deze tutorial is de interface van de MPU-6000 sensormodule met Raspberry Pi geïllustreerd. Om de waarden van versnelling en draaihoek af te lezen hebben we raspberry pi gebruikt met een I2c-adapter. Deze I2C-adapter maakt de aansluiting op de sensormodule eenvoudig en betrouwbaarder.

Stap 1: Benodigde hardware:

De materialen die we nodig hebben om ons doel te bereiken, omvatten de volgende hardwarecomponenten:

1. MPU-6000

2. Raspberry Pi

3. I2C-kabel

4. I2C Shield voor Raspberry Pi

5. Ethernet-kabel

Stap 2: Hardware-aansluiting:

De hardware-aansluitingssectie legt in feite de bedradingsverbindingen uit die nodig zijn tussen de sensor en de Raspberry Pi. Zorgen voor correcte verbindingen is de basisbehoefte bij het werken aan elk systeem voor de gewenste output. De vereiste verbindingen zijn dus als volgt:

De MPU-6000 werkt via I2C. Hier is het voorbeeldbedradingsschema, dat laat zien hoe elke interface van de sensor moet worden aangesloten.

Out-of-the-box, het bord is geconfigureerd voor een I2C-interface, daarom raden we aan om deze aansluiting te gebruiken als je verder agnostisch bent.

Alles wat je nodig hebt zijn vier draden! Er zijn slechts vier aansluitingen nodig Vcc, Gnd, SCL en SDA-pinnen en deze worden verbonden met behulp van I2C-kabel.

Deze verbindingen worden gedemonstreerd in de bovenstaande afbeeldingen.

Stap 3: Code voor bewegingsregistratie:

Het voordeel van het gebruik van raspberry pi is dat het je de flexibiliteit biedt van de programmeertaal waarin je het bord wilt programmeren om de sensor ermee te verbinden. Gebruikmakend van dit voordeel van dit bord, demonstreren we hier de programmering in de python. Python is een van de gemakkelijkste programmeertalen met de gemakkelijkste syntaxis. De python-code voor MPU-6000 kan worden gedownload van onze GitHub-community, de Dcube Store

Naast het gemak van de gebruikers leggen we de code hier ook uit:

Als eerste stap bij het coderen moet u de SMBus-bibliotheek downloaden in het geval van python, omdat deze bibliotheek de functies ondersteunt die in de code worden gebruikt. Dus om de bibliotheek te downloaden, kunt u de volgende link bezoeken:

pypi.python.org/pypi/smbus-cffi/0.5.1

U kunt de werkcode hier ook kopiëren:

import smbus

import tijd

# Haal I2C busbus = smbus. SMBus(1)

# MPU-6000 adres, 0x68(104)

# Selecteer gyroscoopconfiguratieregister, 0x1B(27)

# 0x18(24) Volledig schaalbereik = 2000 dps

bus.write_byte_data(0x68, 0x1B, 0x18)

# MPU-6000 adres, 0x68(104)

# Selecteer accelerometer configuratieregister, 0x1C (28)

# 0x18(24) Volledig schaalbereik = +/-16g

bus.write_byte_data(0x68, 0x1C, 0x18)

# MPU-6000 adres, 0x68(104)

# Selecteer energiebeheerregister1, 0x6B(107)

# 0x01(01) PLL met xGyro-referentie

bus.write_byte_data(0x68, 0x6B, 0x01)

tijd.slaap(0.8)

# MPU-6000 adres, 0x68(104)

# Lees gegevens terug van 0x3B (59), 6 bytes

# Versnellingsmeter X-as MSB, X-as LSB, Y-as MSB, Y-as LSB, Z-as MSB, Z-as LSB

data = bus.read_i2c_block_data(0x68, 0x3B, 6)

# Converteer de gegevens

xAccl = gegevens[0] * 256 + gegevens[1]

als xAccl > 32767:

xAccl -= 65536

yAccl = gegevens[2] * 256 + gegevens[3]

indien yAccl > 32767:

yAccl -= 65536

zAccl = gegevens[4] * 256 + gegevens[5]

als zAccl > 32767:

zAccl -= 65536

# MPU-6000 adres, 0x68(104)

# Lees gegevens terug van 0x43 (67), 6 bytes

# Gyrometer X-as MSB, X-as LSB, Y-as MSB, Y-as LSB, Z-as MSB, Z-as LSB

data = bus.read_i2c_block_data(0x68, 0x43, 6)

# Converteer de gegevens

xGyro = gegevens[0] * 256 + gegevens[1]

als xGyro > 32767:

xGyro -= 65536

yGyro = gegevens[2] * 256 + gegevens[3]

indien yGyro > 32767:

yGyro -= 65536

zGyro = gegevens[4] * 256 + gegevens[5]

als zGyro > 32767:

zGyro -= 65536

# Gegevens uitvoeren naar scherm

print "Versnelling in X-as: %d" %xAccl

print "Versnelling in Y-as: %d" %yAccl

print "Versnelling in Z-as: %d" %zAccl

print "X-as van rotatie: %d" %xGyro

print "Y-as van rotatie: %d" %yGyro

print "Z-as van rotatie: %d" %zGyro

De code wordt uitgevoerd met het volgende commando:

$> python MPU-6000.py gt; python MPU-6000.py

De output van de sensor wordt getoond in de afbeelding hierboven voor de referentie van de gebruiker.

Stap 4: Toepassingen:

MPU-6000 is een bewegingsvolgsensor, die zijn toepassing vindt in de bewegingsinterface van smartphones en tablets. In smartphones kunnen deze sensoren worden gebruikt in toepassingen zoals gebarencommando's voor toepassingen en telefoonbediening, verbeterde gaming, augmented reality, het maken en bekijken van panoramische foto's, en voetgangers- en voertuignavigatie. MotionTracking-technologie kan handsets en tablets omzetten in krachtige 3D-intelligente apparaten die kunnen worden gebruikt in toepassingen variërend van gezondheids- en fitnessmonitoring tot locatiegebaseerde services.