소개

M5Stack gray에 들어있는 9축 IMU의 MPU9250을 움직여 보았습니다.
조금 빠진 점이 있었으므로 내용을 남겨 둡니다.
다만, 시도한 시기에 의존한 문제도 있으므로 그 점은 양해 바랍니다.

MPU9250

3축 가속도, 3축 자이로, 3축 지자기가 결합된 9축 센서입니다.
이른바 자주 있는 x, y, z축의 가속도 센서입니다.
이 기사에서는 가속도만 다룹니다.

데이터시트
레지스터 맵

개발 환경

Arduino IDE

M5Stack 라이브러리 얻기

Arduino IDE의 보드 관리자에서 얻은 M5Stack-Core-ESP32에서는 MPU9250이 작동하지 않았습니다. (2018/10/18 현재 정보)

참고
Doesn't work sample sketch "MP9250BasicAHRS" on M5Stack Gray

I2C 주위에 트러블이 있는 것 같기 때문에, 최신을 gitHub로부터 clone 해 넣습니다. (안정판이 아니므로 다른 문제가 발생할 가능성이 있습니다.)
htps : // 기주 b. 코 m / 에 sp 레시 f / 아 r 즈이 노 에 sp32

설치 방법은 아래 참조
arduino-esp32 설치 방법 (Windows)

clone 대상C:\Users\UserName\Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32

샘플을 움직여보세요

우선은 M5Stack의 스케치 예에 MPU9250을 움직일 수 있는 것이 있기 때문에 그것을 실제로 움직여 보겠습니다.

스케치 예/M5Stack/Modules/MPU9250/MPU9250BasicAHRS

MPU9250의 센서값이 LCD에 표시되면 OK입니다.

교정

calibrateMPU9250() 가 캘리브레이션을 실행하고 있습니다.
샘플에서는 setup() 안에서 불립니다.

// Calibrate gyro and accelerometers, load biases in bias registers
IMU.calibrateMPU9250(IMU.gyroBias, IMU.accelBias);

이 함수를 호출하면 MPU9250의 비 휘발 영역에 오프셋 값을 저장하기 때문에 일단 보정 실행 후 호출 할 필요가 없습니다.
나는 캘리브레이션시에는 X, Y를 수평(M5Stack의 LED를 상향)으로 해 실행했습니다. 그 후는 기본 calibrateMPU9250() 는 코멘트 아웃하고 있습니다.

가속도 획득

MPU9250은 자이로·지자기도 취할 수 있습니다만, 우선 가속도만 사용해 봅니다.
가속도는 IMU.ax,ay,az에 저장됩니다.

IMU.ax = (float)IMU.accelCount[0]*IMU.aRes;
IMU.ay = (float)IMU.accelCount[1]*IMU.aRes;
IMU.az = (float)IMU.accelCount[2]*IMU.aRes;

M5Stack이 놓은 방향 감지

여기까지 가속도가 검출되어 있으므로 M5Stack을 둔 방향을 검출하는 코드를 씁니다.

예를 들어, 정지 상태에서 LCD 위로 향하면 이상적으로
Z : 1000mG, X,Y : 0mG
됩니다.
단, 오차가 있으므로 적당하게 임계값을 마련하여 어느 쪽을 향하고 있는지 확인합니다.

ACCEL_THR_MAX 는 하향(거의 1000mG) 걸리는 방향을 검출하기 위한 임계치.

const static uint32_t ACCEL_THR_MAX = 700;
const static uint32_t ACCEL_THR_MIN = 300;

if(az >=  ACCEL_THR_MAX && abs(ax) <= ACCEL_THR_MIN && abs(ay) <= ACCEL_THR_MIN){
  //DETECT_FRONT
}

이것을 전방향분 쓰면 M5Stack를 쓰러뜨린 방향을 가속도 센서로 검출할 수 있습니다.

      if(      ax >=  ACCEL_THR_MAX && abs(ay) <= ACCEL_THR_MIN && abs(az) <= ACCEL_THR_MIN){
        //DETECT_LEFT
      }else if(ax <= -ACCEL_THR_MAX && abs(ay) <= ACCEL_THR_MIN && abs(az) <= ACCEL_THR_MIN){
        //DETECT_RIGHT
      }else if(ay >=  ACCEL_THR_MAX && abs(ax) <= ACCEL_THR_MIN && abs(az) <= ACCEL_THR_MIN){
        //DETECT_TOP
      }else if(ay <= -ACCEL_THR_MAX && abs(ax) <= ACCEL_THR_MIN && abs(az) <= ACCEL_THR_MIN){
        //DETECT_BOTTOM
      }else if(az >=  ACCEL_THR_MAX && abs(ax) <= ACCEL_THR_MIN && abs(ay) <= ACCEL_THR_MIN){
        //DETECT_FRONT
      }else if(az <= -ACCEL_THR_MAX && abs(ax) <= ACCEL_THR_MIN && abs(ay) <= ACCEL_THR_MIN){
        //DETECT_BACK
      }else{
        //not update
      }

샘플

검출하는 M5Stack의 방향에 의해 Avatar로 말하는 표정이 바뀌는 샘플을 만들었습니다.