i2c - Prática

Neste laboratório iremos substituir o joystick analógico por uma IMU para implementarmos um "pointer" (esses usados para apresentacão!). Como o spotlight da logitech.

Para isso, vocês precisarão de:

Requisitos

Fazer a leitura da IMU6050 formatar os dados corretamente e enviar via serial para a leitura do programa python.

Mouse click

Vocês precisarão implementar um "mouse click", que deve ser acionado quando o sistema embarcado perceber uma movimentação repentina na horizontal no sentido para frente, como se estivesse cutucando o ar. Para isso vão precisar identificar esse tipo de movimentação e fazer o envio para o python (que deverá ser modificado).

Firmware fornecido

O Firmware fornecido é inspirado no exemplo oficial da raspberrypi pico para o sensor MPU6050, modificado para fazer uso do Freertos, a conexão deve ser a mesma da indicada no repositório do fabricante:

O firmware faz leituras periódicas do sensor e imprime os valores de aceleração, giro e temperatura (interna do chip) no terminal:

while(1) {
    mpu6050_read_raw(acceleration, gyro, &temp);
    printf("Acc. X = %d, Y = %d, Z = %d\n", acceleration[0], acceleration[1], acceleration[2]);
    printf("Gyro. X = %d, Y = %d, Z = %d\n", gyro[0], gyro[1], gyro[2]);
    printf("Temp. = %f\n", (temp / 340.0) + 36.53);

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
}

Fusão de dados

Os dados brutos de aceleração e giro não são muito fáceis de se usar, pois precisam ser "fundidos" para fornecerem informacoes mais úteis, uma dessas informacoes que podemos obter da fusão dos dados é chamada de "orientacão" (roll, pitch e yaw).

Existem diversos algortímos que realizam essa fusão de dados, e IMUs mais poderosas podem fazer isso internamente, mas não é o caso da nossa (IMUs que fazem fusão são um pouco mais caras!). Para obtermos a orientacão iremos usar uma biblioteca escrita em C para sistemas embarcados chamada de xioTechnologies/Fusion. A biblioteca já foi importada para vocês, ser necessário apenas utilizar.

Consulte o exemplo fornecido pelo desenvolvedor de como utilizar a lib:

• https://github.com/xioTechnologies/Fusion/blob/main/Examples/Simple/main.c

#define SAMPLE_PERIOD (0.01f) // replace this with actual sample period

int main() {
  FusionAhrs ahrs;
  FusionAhrsInitialise(&ahrs);

  while (true) { // this loop should repeat each time new gyroscope data is available
      const FusionVector gyroscope = {0.0f, 0.0f, 0.0f}; // replace this with actual gyroscope data in degrees/s
      const FusionVector accelerometer = {0.0f, 0.0f, 1.0f}; // replace this with actual accelerometer data in g

      FusionAhrsUpdateNoMagnetometer(&ahrs, gyroscope, accelerometer, SAMPLE_PERIOD);

      const FusionEuler euler = FusionQuaternionToEuler(FusionAhrsGetQuaternion(&ahrs));

      printf("Roll %0.1f, Pitch %0.1f, Yaw %0.1f\n", euler.angle.roll, euler.angle.pitch, euler.angle.yaw);
  }

Os dados do acc e do giro não estão em unidades de gravidade e de aceleracao, como necessitado para o algortímo de fusão de dados, use a conversão a seguir para fazer a compatibiliade:

FusionVector gyroscope = {
    .axis.x = gyro[0] / 131.0f, // Conversão para graus/s
    .axis.y = gyro[1] / 131.0f,
    .axis.z = gyro[2] / 131.0f,
};

FusionVector accelerometer = {
    .axis.x = acceleration[0] / 16384.0f, // Conversão para g
    .axis.y = acceleration[1] / 16384.0f,
    .axis.z = acceleration[2] / 16384.0f,
};