MPU6050をArduinoで使う②6軸分のデータを取得する

MPU6050というジャイロセンサーをArduino Uno互換ボードで使ってみたので、覚書として残します。
今回は、基本的に動かせるようになった状態で、6軸分のデータを出力してシリアルモニターに映すところまでを説明します。

①基本的なこと

基本事項(配線や基礎的なスケッチ等)は前回を参照してください

②スケッチ

スケッチは以下のようになります

//MPU6050 6軸分の角度・角速度を取得するサンプル
#include <Wire.h>

#define ACC_RATE_2G 1671.8 // 加速度(2G)用の変換係数(生値→[m/s2]) ※32767/2/9.8
#define GYO_RATE_250 131.1 // 角速度(250[deg/s])用の変換係数(生値→[deg/s]) ※32767/250

volatile uint8_t data[14]; //センサからのデータ格納用配列

volatile float ax = 0;   //出力データ(X軸加速度)
volatile float ay = 0;   //出力データ(Y軸加速度)
volatile float az = 0;   //出力データ(Z軸加速度)

volatile float rx = 0;   //出力データ(X軸角速度)
volatile float ry = 0;   //出力データ(Y軸角速度)
volatile float rz = 0;   //出力データ(Z軸角速度)

void setup() {
  Serial.begin(9600);//シリアル通信を開始する  
  Wire.begin();//I2C通信を開始する

  i2cWriteReg(0x68,0x6b,0x00); //センサーをONにする
  i2cWriteReg(0x68,0x1b,0x00); //角速度レンジ設定(±250[deg/s])
  i2cWriteReg(0x68,0x1c,0x00); //加速度レンジ設定(±2G)

}

void loop() {
  MPU_DATAGET();
  Serial.print("ax: ");
  Serial.print(ax);  
  
  Serial.print("\tay: ");
  Serial.print(ay);  
  
  Serial.print("\taz: ");
  Serial.print(az);  

  
  Serial.print("\trx: ");
  Serial.print(rx);  
  
  Serial.print("\try: ");
  Serial.print(ry);  
  
  Serial.print("\trz: ");
  Serial.println(rz);  
  delay(100);
}

void MPU_DATAGET() {
  Wire.beginTransmission(0x68); //送信処理を開始する
  Wire.write(0x3b);             //(取得値の先頭を指定)
  Wire.endTransmission();       //送信を終了する
  Wire.requestFrom(0x68, 14);   //データを要求する(0x3bから14バイトが6軸の値)

  uint8_t i = 0;
  while (Wire.available()) {
    data[i++] = Wire.read();//データを読み込む
  }

  
  ax = (float)((data[0] << 8) | data[1])/ACC_RATE_2G;//LowとHighを連結して、値を取得する
  ay = (float)((data[2] << 8) | data[3])/ACC_RATE_2G;//LowとHighを連結して、値を取得する
  az = (float)((data[4] << 8) | data[5])/ACC_RATE_2G;//LowとHighを連結して、値を取得する
  
  rx = (float)((data[8] << 8) | data[9])/GYO_RATE_250;//LowとHighを連結して、値を取得する
  ry = (float)((data[10] << 8) | data[11])/GYO_RATE_250;//LowとHighを連結して、値を取得する
  rz = (float)((data[12] << 8) | data[13])/GYO_RATE_250;//LowとHighを連結して、値を取得する
  
}

//レジスタ書き込み
void i2cWriteReg(uint8_t ad, uint8_t reg, volatile uint8_t data) {

  Wire.beginTransmission(ad); //送信処理を開始する
  Wire.write(reg);            //レジスタを指定
  Wire.write(data);           //データを書き込み
  Wire.endTransmission();     //送信を終了する

}

③スケッチの内容説明

レンジ設定

i2cWriteReg(0x68,0x1b,0x00); //角速度レンジ設定(±250[deg/s])
i2cWriteReg(0x68,0x1c,0x00); //加速度レンジ設定(±2G)

コメントにも書いてありますが、0x1Bが角速度、0x1Cが加速度のスケール(2バイトの値をどの範囲に割り当てている?)を定義するレジスタアドレスです。ここに設定値を書き込むことで、下の表の様にスケールを4段階に切り替えることができます。
今回のサンプルでは加速度は±2G、角速度は±250deg/sです。

「センサ値」⇔「実際の値」の変換係数設定

この部分で、センサーからの値を実際の値に設定するための変換係数を定めています。今回は角速度は±250deg/s、加速度が±2G想定です。

#define ACC_RATE_2G 1671.8 // 加速度(2G)用の変換係数(生値→[m/s2]) ※32767/2/9.8
#define GYO_RATE_250 131.1 // 角速度(250[deg/s])用の変換係数(生値→[deg/s]) ※32767/250

データ取得

値の取得については、上で設定した変換係数で割っています。
前回は生値でしたが、これで実際の単位でデータを得られます。

  ax = (float)((data[0] << 8) | data[1])/ACC_RATE_2G;//LowとHighを連結して、値を取得する
  ay = (float)((data[2] << 8) | data[3])/ACC_RATE_2G;//LowとHighを連結して、値を取得する
  az = (float)((data[4] << 8) | data[5])/ACC_RATE_2G;//LowとHighを連結して、値を取得する
  
  rx = (float)((data[8] << 8) | data[9])/GYO_RATE_250;//LowとHighを連結して、値を取得する
  ry = (float)((data[10] << 8) | data[11])/GYO_RATE_250;//LowとHighを連結して、値を取得する
  rz = (float)((data[12] << 8) | data[13])/GYO_RATE_250;//LowとHighを連結して、値を取得する

④実行してみる

実行してみるとデータ取得できます。