라즈베리 파이에서 MPU-6050 자이로 가속도 센서 모듈 제어하기

GY-521모듈은 MPU-6050 칩 기반으로 만들어진 가속도와 자이로 센서 모듈이다. 가속도와 각속도를 측정할 수 있다. 6축 – X, Y, Z축 자이로스코프 + 3축 – 가속도를 측정한다. 최근엔 주로 드론의 자세제어용으로 많이 사용한다고 한다. 나도 드론의 자세를 제어 할 수 있다는 말을 듣고 구입했다. 구입은 아래 링크에서 했고 가격은 1,600원이다. 무지 싸다.

https://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=1247052

라즈베리파이와의 연결은 아래와 같다.

Pin No.1 –> VCC

Pin No.3 –> SDA

Pin No.5 –> SCL

Pin No.6 –> GND

라즈베리파이에서 이 모듈과 통신을 하기 위해서는 I2C 통신을 이용하는데 이게 뭔지는 (https://m.blog.naver.com/yuyyulee/220323559541) 여기서 보고 라즈베리파이에는 I2C통신을 위한 모듈을 설치하면 데이터를 받을 수 있다. 커맨드 라인에서 아래와 같이 설치한다.

> sudo apt-get install i2c-tools

제대로 연결이 되었는지는 아래의 커맨드로 확인 가능하다.

> sudo i2cdetect -y 1

위 그림과 같은 결과가 나타나면 제대로 연결된 것이다. 파이썬으로 이 모듈과 통신하려면 파이썬 라이브러리가 필요한데 아래와 같이 설치 할 수 있다

> sudo apt-get install python-smbus

데이터를 얻기 위해 사용한 코드는 아래와 같다. 대략 웹서핑해서 얻은 코드인데 문제없이 잘 작동 했다.

import smbus
import math

# Power management registers
power_mgmt_1 = 0x6b
power_mgmt_2 = 0x6c

def read_byte(adr):
    return bus.read_byte_data(address, adr)

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

def read_word_2c(adr):
    val = read_word(adr)
    if (val >= 0x8000):
        return -((65535 - val) + 1)
    else:
        return val

def dist(a,b):
    return math.sqrt((a*a)+(b*b))

def get_y_rotation(x,y,z):
    radians = math.atan2(x, dist(y,z))
    return -math.degrees(radians)

def get_x_rotation(x,y,z):
    radians = math.atan2(y, dist(x,z))
    return math.degrees(radians)



bus = smbus.SMBus(1) 
address = 0x68       

# Now wake the 6050 up as it starts in sleep mode

bus.write_byte_data(address, power_mgmt_1, 0)

while True:
    print "gyro data"
    print "---------"
    gyro_xout = read_word_2c(0x43)
    gyro_yout = read_word_2c(0x45)
    gyro_zout = read_word_2c(0x47)

    print "gyro_xout: ", gyro_xout, " scaled: ", (gyro_xout / 131)
    print "gyro_yout: ", gyro_yout, " scaled: ", (gyro_yout / 131)
    print "gyro_zout: ", gyro_zout, " scaled: ", (gyro_zout / 131)

    print
    print "accelerometer data"
    print "------------------"

    accel_xout = read_word_2c(0x3b)
    accel_yout = read_word_2c(0x3d)
    accel_zout = read_word_2c(0x3f)

    accel_xout_scaled = accel_xout / 16384.0
    accel_yout_scaled = accel_yout / 16384.0
    accel_zout_scaled = accel_zout / 16384.0

    print "accel_xout: ", accel_xout, " scaled: ", accel_xout_scaled
    print "accel_yout: ", accel_yout, " scaled: ", accel_yout_scaled

    print "accel_zout: ", accel_zout, " scaled: ", accel_zout_scaled
    print "x rotation: " , get_x_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled)
    print "y rotation: " , get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled)

코드의 결과로 아래와 같은 화면을 연속적으로 얻을 수 있었다.

그런데 코드에서 상수로 표현된 131과 16384가 무었인지 궁금했다. 검색을 해보니 자이로센서, 가속센서 Scale Factor가 센싱범위가 +/- 250 degree/second, 2g일때 131, 16384 상수라고 한다. 무슨말인지 모르겠지만 이 값으로 나눠주면 된단다. 좀더 자세한 내용은 아래 링크 참조

https://github.com/FabLabSeoul/WingProject/wiki/Gyro-Accel-MPU-6050