ラズパイ日記...esp32(arduino)+mpu6050

# esp32で6軸センサー読み出し esp32で6軸センサーを読み出し、値をグラフ表示して動作を確認します。 ## 準備 ハード的な接続は、センサーが3.3V駆動できるので、3.3VとGNDの2線で電源供給します。I2C用にSDAとSCLのデータ線が必要ですが、esp32では基本IO21とIO22だそうです。 <div class="separator" style="clear: both;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhNlrbtQk8fDkjz7asT0Ixqtk84vy_2J26TMlxY2KveWUdhJ_artFd39GZ6hIKIU7YoNevT8j5VdEEoqLjr4tkLH54Jhd-PTsYiQR0UK3_NJBAaEEUiortJyFh7sVwUlwB5WqgtN77cs8GA/s1341/rps20210213_084616.jpg" style="display: block; padding: 1em 0; text-align: center; "><img alt="" border="0" width="320" data-original-height="1079" data-original-width="1341" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhNlrbtQk8fDkjz7asT0Ixqtk84vy_2J26TMlxY2KveWUdhJ_artFd39GZ6hIKIU7YoNevT8j5VdEEoqLjr4tkLH54Jhd-PTsYiQR0UK3_NJBAaEEUiortJyFh7sVwUlwB5WqgtN77cs8GA/s320/rps20210213_084616.jpg"/></a></div> mpu6050を読み出すためのライブラリがGithubにあったのでcloneしました。 [mohamed-elsabagh/esp32-mpu6050](https://github.com/mohamed-elsabagh/esp32-mpu6050) 四苦八苦しましたがesp-idfでは、コンパイルできず。微妙に関数名が変わっていて、引数の数も変わった模様。これを修正するのは大変です。以下を参考にお気軽arduinoで試してみます。 [こじ研（ESP センシング編）](https://www.ei.tohoku.ac.jp/xkozima/lab/espTutorial2.html) ## esp32+arduino+VScode arduinoIDEはarduinoにしか使えないので、VScode上に新しいworkspaceをarduinoで作成します。とりあえずrawデータを取り出すソースです。arduino的にはスケッチですね。VScodeを使って、buildとUSB経由書き込み問題なくできます。シリアルモニターも可能です。 ```arduino // // MPU6050 on ESP8266 -> esp32 // SDA->IO21 SCL->IO22 #include <Arduino.h> #include <Wire.h> #define MPU6050_ADDR 0x68 #define MPU6050_AX 0x3B #define MPU6050_AY 0x3D #define MPU6050_AZ 0x3F #define MPU6050_TP 0x41 // data not used #define MPU6050_GX 0x43 #define MPU6050_GY 0x45 #define MPU6050_GZ 0x47 short int AccX, AccY, AccZ; short int Temp; short int GyroX, GyroY, GyroZ; void setup() { // serial for debugging Serial.begin(115200); Serial.println("*** started"); // i2c as a master Wire.begin(); // wake it up Wire.beginTransmission(MPU6050_ADDR); Wire.write(0x6B); Wire.write(0); Wire.endTransmission(); } void loop() { // send start address Wire.beginTransmission(MPU6050_ADDR); Wire.write(MPU6050_AX); Wire.endTransmission(); // request 14bytes (int16 x 7) Wire.requestFrom(MPU6050_ADDR, 14); // get 14bytes AccX = Wire.read() << 8; AccX |= Wire.read(); AccY = Wire.read() << 8; AccY |= Wire.read(); AccZ = Wire.read() << 8; AccZ |= Wire.read(); Temp = Wire.read() << 8; Temp |= Wire.read(); // (Temp-12421)/340.0 [degC] GyroX = Wire.read() << 8; GyroX |= Wire.read(); GyroY = Wire.read() << 8; GyroY |= Wire.read(); GyroZ = Wire.read() << 8; GyroZ |= Wire.read(); // debug monitor Serial.print(" "); Serial.print(AccX); Serial.print(" "); Serial.print(AccY); Serial.print(" "); Serial.print(AccZ); Serial.print(" "); Serial.print(GyroX); Serial.print(" "); Serial.print(GyroY); Serial.print(" "); Serial.print(GyroZ); Serial.println(""); delay(20); } ``` シリアルモニターで出力を確認します。 ```arduino Executing task: C:\Users\kaji\.platformio\penv\Scripts\pio.exe device monitor < --- Available filters and text transformations: colorize, debug, default, direct, esp32_exception_decoder, hexlify, log2file, nocontrol, printable, send_on_enter, time --- More details at http://bit.ly/pio-monitor-filters --- Miniterm on COM4 115200,8,N,1 --- --- Quit: Ctrl+C | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H --- ets Jun 8 2016 00:22:57 rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT) configsip: 0, SPIWP:0xee clk_drv:0x00,q_drv:0x00,d_drv:0x00,cs0_drv:0x00,hd_drv:0x00,wp_drv:0x00 mode:DIO, clock div:2 load:0x3fff0018,len:4 load:0x3fff001c,len:1044 load:0x40078000,len:8896 load:0x40080400,len:5828 entry 0x400806ac *** started 972 636 15336 -178 -102 -18 924 724 15404 -168 -127 -12 968 716 15400 -181 -104 -8 880 748 15352 -156 -107 24 904 716 15396 -178 -103 2 868 784 15248 -212 -114 -2 884 700 15572 -195 -101 -2 908 668 15480 -193 -104 -3 800 764 15480 -202 -106 1 868 768 15376 -185 -111 -12 936 848 15528 -205 -82 1 832 692 15488 -182 -102 27 880 688 15476 -175 -105 -1 828 704 15424 -197 -91 16 860 844 15456 -186 -102 -3 804 672 15444 -181 -104 -9 1008 712 15392 -187 -98 -1 896 744 15360 -187 -120 -3 784 708 15460 -199 -96 -8 872 676 15372 -180 -111 -4 852 708 15492 -170 -92 14 912 748 15464 -169 -97 -10 996 668 15368 -182 -105 2 860 720 15428 -180 -97 -2 976 760 15284 -177 -100 20 980 764 15396 -207 -98 -14 900 748 15380 -193 -87 -6 824 728 15428 -162 -89 7 896 788 15460 -179 -95 9 836 724 15484 -199 -125 -3 844 680 15500 -205 -103 -4 872 652 15212 -197 -88 11 1012 812 15408 -212 -118 5 ``` 加速度x,y,zとジャイロx,y,zがの値がそれぞれ出力されています。arduinoIDEのシリアルプロッターでグラフにするとこんな感じです。センサーを動かすとそれなりに値が出力されているようです。 <div class="separator" style="clear: both;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiy0k-Pu10969VlIQh4Xl0FwnnN_H0ZrUdDA21PJ0Q0YO0iKcTWMReLxHitLv-puZ0DDAB5uAlc61NFpRRTWYk1EGGb-CDrY6bJN7ZEd2iaYav4Q4xdiKFeXM6w6ITRYGuLR2my1AlepW2q/s978/raw_plot.jpg" style="display: block; padding: 1em 0; text-align: center; "><img alt="" border="0" width="320" data-original-height="368" data-original-width="978" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiy0k-Pu10969VlIQh4Xl0FwnnN_H0ZrUdDA21PJ0Q0YO0iKcTWMReLxHitLv-puZ0DDAB5uAlc61NFpRRTWYk1EGGb-CDrY6bJN7ZEd2iaYav4Q4xdiKFeXM6w6ITRYGuLR2my1AlepW2q/s320/raw_plot.jpg"/></a></div> 出力がセンシティブに反応しているのでLPFで滑らかにします。 ```arduino float AccX_f = 0.0f, AccY_f = 0.0f, AccZ_f = 0.0f; float GyroX_f = 0.0f, GyroY_f = 0.0f, GyroZ_f = 0.0f; void loop() { // send start address Wire.beginTransmission(MPU6050_ADDR); Wire.write(MPU6050_AX); Wire.endTransmission(); // request 14bytes (int16 x 7) Wire.requestFrom(MPU6050_ADDR, 14); // get 14bytes AccX = Wire.read() << 8; AccX |= Wire.read(); AccY = Wire.read() << 8; AccY |= Wire.read(); AccZ = Wire.read() << 8; AccZ |= Wire.read(); Temp = Wire.read() << 8; Temp |= Wire.read(); GyroX = Wire.read() << 8; GyroX |= Wire.read(); GyroY = Wire.read() << 8; GyroY |= Wire.read(); GyroZ = Wire.read() << 8; GyroZ |= Wire.read(); // filtering AccX_f = 0.9 * AccX_f + 0.1 * (AccX - ACC_X_OFS); AccY_f = 0.9 * AccY_f + 0.1 * (AccY - ACC_Y_OFS); AccZ_f = 0.9 * AccZ_f + 0.1 * (AccZ - ACC_Z_OFS); GyroX_f = 0.9 * GyroX_f + 0.1 * (GyroX - GYRO_X_OFS); GyroY_f = 0.9 * GyroY_f + 0.1 * (GyroY - GYRO_Y_OFS); GyroZ_f = 0.9 * GyroZ_f + 0.1 * (GyroZ - GYRO_Z_OFS); // debug monitor Serial.print(" "); Serial.print(AccX_f, 5); Serial.print(" "); Serial.print(AccY_f, 5); Serial.print(" "); Serial.print(AccZ_f, 5); Serial.print(" "); Serial.print(GyroX_f, 5); Serial.print(" "); Serial.print(GyroY_f, 5); Serial.print(" "); Serial.print(GyroZ_f, 5); Serial.println(""); delay(20); } ``` 出力が滑らかになりました。 <div class="separator" style="clear: both;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiTZs-pgle3yl3UVEAfHrEFBbEH-zK8Pf3GQxsV91eNFB3B9q9ewCorhBySij4wGbbNZDRCQiDwxFFeXYwRmmYn4_3pO_-ol8tByQoFO7U390AekZsOmApuKlre781dj4OQJ9UopBLiLDPA/s978/filter_plot.jpg" style="display: block; padding: 1em 0; text-align: center; "><img alt="" border="0" width="320" data-original-height="368" data-original-width="978" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiTZs-pgle3yl3UVEAfHrEFBbEH-zK8Pf3GQxsV91eNFB3B9q9ewCorhBySij4wGbbNZDRCQiDwxFFeXYwRmmYn4_3pO_-ol8tByQoFO7U390AekZsOmApuKlre781dj4OQJ9UopBLiLDPA/s320/filter_plot.jpg"/></a></div> ## 今日のまとめ 6軸センサーmpu6050の値をesp32を用いて読み出しました。プラットフォームをesp-idfで頑張る予定でしたが、すんなり動くライブラリを見つけられませんでした。arduinoに変更すると問題なく読み出すことができました。

ラズパイ日記...番外編...esp32-camを試す

電車好きな職場の上司とだべっていたところ「模型の先頭にカメラをつけて見てみたい。市販品は2万円もする」とのこと。
ラズパイだと本体大きすぎて模型電車には載らないけど、esp32ならできるのではと調べてみました。

昨年の夏に発売されたこちら。ということで、

今日は、

esp32-camを使って動画を携帯等のブラウザーで確認するまでを試してみます。

 ボードは、27x40mmの基盤両面にesp32と2Mpixelのカメラモジュールが付いてます。Amazonで在庫してたのでポチ。1,240円です。

母艦PCと接続するためにUSB-serial変換器は別途用意する必要があります。

接続配線

USB-serial変換器と接続はVCC,GNDにTx,Rxと4線です。

あと、プログラム書き込み時にesp32を書き込みモードにするためにIO0をGNDに接続する必要があります。

ソフトウェア等

サンプルはArduinoで書かれたものがあります。git cloneして取ってきます。
https://github.com/igrr/esp32-cam-demo
いつもはArduno使ってないのでArduino IDEをインストール。
USB-serial変換器FT232RLのFTDIチップドライバーを母艦PCにインストール必要があります。

構築

makeして

flashしてmonitorすると動かない。WiFiのセットアップで止まっているようです。
いろいろと調べていると電圧が足りないようです。確かにFT232RLの3.3V出力をテスターで測ってみると3.22V。これをesp32-camの3.3Vへ入力してさらにレギュレータを通るようです。ということで電源を5Vにして配線変更しました。結果、無事解決です。
esp32-camがWebcameraサーバーとなり待ち受けるので、ブラウザーでアドレスたたくと設定画面と動画が飛んできます。

このままだと、家のWiFiルータ環境でしか使えません。esp32-camをアクセスポイントにして直接携帯電話等からアクセスできる方法を検討します。

WiFiのAP化

参考はこちら
http://rikoubou.hatenablog.com/entry/2017/05/09/180847
結構esp32の記事を探すとsoftAP化というサンプルが結構あります。それとdemoプログラムのソースを見比べて、10行ほど書き換えます。
make→flash→monitorすると問題なく動いてます。携帯電話からも動画が見られることを確認できました。

携帯電話使ってるので動画はありません。スクリーンショットです。

あとは連続運用の試験とか電池運用できるか等を調べていきたいと思います。

まとめ

esp32-camを使って動画を撮影し携帯等のブラウザーで確認するところまで確認できました。

ラズパイ日記...５日目

夏休みの宿題は、引き続き調子よく稼働中です。

 部屋の温度湿度１週間の状況です。エアコンつけると湿度が下がる状況がよくわかります。

 ラズパイにArduinoIDEをインストールすると。
X window上にスケッチエディターがWindowsと同じように出てきます。

 ラズパイ→Arduino→LEDと接続してLチカ試してみました。

Windows版と同じようにスケッチ描いてビルドして転送するとArduinoは問題なく動いてくれます。USBシリアルも自動認識でした。

さらにinoというArduino CLI版開発環境があるそうです。emacsでスケッチ描いて、コマンドラインでビルドできるそうです。こちらは、そのうち確認してみます。

btシールドSPP（その３）

arduino →　androidへの通信も確認するために、arduinoで受信した回数を返す行をスケッチに追加しました。これで、双方向確認OKです。

arduinoのスケッチにandroidへ返す仕組みを最後の３行へ追加しました。



















androidから入力した文字は、LCDへ表示されます。送信した回数をarduinoからandroidへ"recv arduino 数字"で返信されます。

btシールドSPP(その２)

やっとですが、GALAXY sII(android端末) →　bluetooth → arduino(LCD)への通信が出来ることを確認できました。arduinoにbtシールドを接続したまま、スケッチを書き込もうとするとerrorが出てましたが、シリアル接続を外してスケッチをダウンロード、その後接続とすると問題なくスケッチが動作しました。基盤にするときは、シリアル関連は電源切れるようにしておかないと、スケッチの更新が大変です。やってみないとわからないことで、結構悩まされました。

 android ADKに含まれているBluetooth chatの機器UIDを書き換えて、実行ファイルを作成しました。btシールドの通信速度を9,600bpsにしないと駄目と書いてあったのですが、arduino側をbtシールドデフォルトの115200bpsに合わせてあげると問題なく接続できました。

bluetoothを経由して、arduinoに接続してあるLCDに表示されました。(^^)/

bluetoothシールド接続完了

昨日到着のbluetoothシールドですが、端子を取り付けようと思いましたが、今度のことを考えて着脱可能なコネクターにしました。VCCとGND,TXとRXの計４本を接続です。フロー制御をとりあえずオーぷのまま。

とりあえず電源を入れたらbluetoothシールドのLEDは点滅して、スマホからbluetoothデバイスとしては認識でき、ペアリングまでは完了しました。

あとは、ソフト的なことを色々と詰めていきたいと思います。

コネクターを半田付けしました。

arduino unoとLCDパネル、bluetoothシールドは、ブレッドボードを介して、それぞれつながってます。

bluetoothシールド到着です

bluetoothシールド取りに行きました。小さいくせに、本体の約倍のお値段(6.5k円)。ヘッダーも付いてなしいし。と、6pinなヘッダー探したのですが、売り切れ。またそれだけ注文するのもなんなので、7pinヘッダーを購入して、1本切ります。今日は、昨日の飲みすぎ後遺症のためここまで。作業は、明日にします。

 大きさは、arduino本体と比べると半分もありません。

部品は、すべて表面実装されてます。

LCDキット（その４）

VR取り付けまちのLCDでしたが、昨日購入し、調整用の精密ドライバーも本日ゲットしLCDについては、ほぼ一件落着です。arduino IDEに入っているサンプルを利用して、任意文字をPCから入力すると、LCDに表示されます。

 VR取り付けて、配線しました。




















PC上でarduino IDEに入っているサンプルを動かしてシリアルモニターから任意の文字を入力します。

ちゃんと、LCDに表示されました。

LCDキット（その２）

とりあえずは、端子を半田付けです。

半田付けグッズとりあえず買ってきました。




















端子は、問題なく半田付け完了。

arduino IDEにLCDサンプルがあるので、そのとおり配線して、ゴーと思ったのですが、液晶がうんともすんとも言いません。配線を確認して、接続を確認して等々頑張ってみたのですが、今日は「Hello world」までたどり着きませんでした。う～ん。残念ながら今日はここまで。

arduino+android+bluetooth...

すでに先人がいますね。　WiFiシールドは国産ものがないとのこと。電波機器の許可が難しいとか。

でも、bluetoothシールド6.5k円とは、本体の倍。もう少し探してみます。

http://www.swingingblue.net/mt/archives/003319.html

arduino unoは...

トランプの箱みたいなのには入っているのですが、ホント本体だけです。

紙の箱の中には、本体と以下の説明書らしきものと、シールが入っているだけです。

中に入っているのは、説明書らしきもの（左）とシール（右）だけです。

 本体と関連部品は、部品ケースを購入して、持ち運べるようにしました。非常にコンパクトです。

 本体には、高さ８ｍｍのスペースを入れてそれっぽくしました。

どこにおいてもショートしないでしょう。

arduino LEDチカチカ

arduinoの賛否両論は、なんとなくわかるような気もします。
買ってきてものの1hもしないうちに、

１　開発環境install
２　USBドライバーinstall
３　サンプルプログラムの実行

ということで、以下のように表記は完了してしまいました。
LED直結はだめでしょうは、目をつぶって(^^;

arduino uno 買っちゃいました

賛否両論なarduinoですが、実物見たら予想以上の小ささで気づいたときにはレジで支払いをしてました。その他、小さなブレッドボードとかジャンパー線、青色と赤色のLED、抵抗等を購入。しめて6k円。お勉強のための先行投資です。

arduino unoです。店の説明にもWWWを見て独自で頑張ってくださいと注意書きがありました。

本日の購入物品。とりあえず、LEDチカチカからですね。