【ラズパイ】BMX055でジャイロ・加速度の測定

準備

ラズパイでBMX055センサを使うための準備を行います。

ラズパイでI2C通信をつかえるようにする

ラズパイでI2C通信を行うには、初期設定が必要です。詳しくは【ラズパイ】はじめてのI2C設定に書きましたので、初期設定を済ませておいてください。

BMX055のピン役割

BMX055のピン役割はこちらの図のとおりです。

9軸センサモジュール（BMX055）のピン役割

ジャンパーピンの設定

ラズパイでBMX055を使用する場合、ジャンパーピンのはんだ付けが必要です。センサの電源電圧が3.3V、データ信号の電圧は3.3Vで使いますので、JP7をはんだ付けしてショートさせます。

ラズパイとBMX055の配線

次のようにして、ラズパイとBMX055を配線します。

ラズパイとBMX055の配線図

BMX055ピン	役割	ラズパイ接続先
1	GND	GND
2	SDA	GPIO2
3	SCL	GPIO3
4	3V3	+3.3V
5	VCCIO	+3.3V
6	VCC	+3.3V

I2Cアドレスの確認

ラズパイとセンサの配線が完了しましたら、i2cdetect -y 1コマンドを実行してI2Cアドレスの確認を行います。センサが認識できていれば、3つのアドレスが表示されるはずです。

$ sudo i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- 13 -- -- -- -- -- 19 -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- 69 -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --                         

I2Cアドレスの意味

それぞれのアドレスは、次ように加速度・ジャイロ・磁気の各種センサに対応しています。

センサー	アドレス
加速度センサー	0x19
ジャイロセンサー	0x69
磁気センサー	0x13

ラズパイでジャイロ・加速度センサの値を読み取る

さいごに、ラズパイでジャイロ・加速度センサの値を読み取ってみましょう。

ソースコード

# -*- coding: utf-8 -*-
import smbus
import time

ACCL_ADDR = 0x19
GYRO_ADDR = 0x69

bus = smbus.SMBus(1)

# 加速度センサーの設定
# Select PMU_Range register, 0x0F(15)
#       0x03(03)    Range = +/- 2g
bus.write_byte_data(ACCL_ADDR, 0x0F, 0x03)
# Select PMU_BW register, 0x10(16)
#       0x08(08)    Bandwidth = 7.81 Hz
bus.write_byte_data(ACCL_ADDR, 0x10, 0x08)
# Select PMU_LPW register, 0x11(17)
#       0x00(00)    Normal mode, Sleep duration = 0.5ms
bus.write_byte_data(ACCL_ADDR, 0x11, 0x00)

time.sleep(0.5)


# ジャイロセンサーの設定
# Select Range register, 0x0F(15)
#       0x04(04)    Full scale = +/- 125 degree/s
bus.write_byte_data(GYRO_ADDR, 0x0F, 0x04)
# Select Bandwidth register, 0x10(16)
#       0x07(07)    ODR = 100 Hz
bus.write_byte_data(GYRO_ADDR, 0x10, 0x07)
# Select LPM1 register, 0x11(17)
#       0x00(00)    Normal mode, Sleep duration = 2ms
bus.write_byte_data(GYRO_ADDR, 0x11, 0x00)
time.sleep(0.5)


def accl():
    xA = yA = zA = 0

    try:
        data = bus.read_i2c_block_data(0x19, 0x02, 6)
        # Convert the data to 12-bits
        xA = ((data[1] * 256) + (data[0] & 0xF0)) / 16
        if xA > 2047:
            xA -= 4096
        yA = ((data[3] * 256) + (data[2] & 0xF0)) / 16
        if yA > 2047:
            yA -= 4096
        zA = ((data[5] * 256) + (data[4] & 0xF0)) / 16
        if zA > 2047:
            zA -= 4096
    except IOError as e:
        print("I/O error({0}): {1}".format(e.errno, e.strerror))

    return xA, yA, zA


def gyro():
    xG = yG = zG = 0

    try:
        data = bus.read_i2c_block_data(GYRO_ADDR, 0x02, 6)
        # Convert the data
        xG = (data[1] * 256) + data[0]
        if xG > 32767:
            xG -= 65536

        yG = (data[3] * 256) + data[2]
        if yG > 32767:
            yG -= 65536

        zG = (data[5] * 256) + data[4]
        if zG > 32767:
            zG -= 65536

    except IOError as e:
        print("I/O error({0}): {1}".format(e.errno, e.strerror))

    return xG, yG, zG




if __name__ == "__main__":

    while True:
        xAccl, yAccl, zAccl = accl()
        xGyro, yGyro, zGyro = gyro()

        print("acceleration -> x:{}, y:{}, z: {}".format(xAccl, yAccl, zAccl))
        print("Gyro -> x:{}, y:{}, z: {}".format(xGyro, yGyro, zGyro))

        time.sleep(0.1)

プログラムの実行

次のようにして、プログラムを実行してみてください。BMX055センサをいろいろな方向に動かすと、加速度やジャイロの値が変化するはずです。

$ python bmx055.py 
Accl -> x:10, y:-290, z: 969
Gyro -> x:217, y:94, z: -314
Accl -> x:29, y:-286, z: 1017
Gyro -> x:1710, y:117, z: -64
Accl -> x:15, y:-280, z: 969
Gyro -> x:3480, y:320, z: -582
Accl -> x:23, y:-260, z: 1010
Gyro -> x:3054, y:247, z: -341