・2016/04/19
Raspberry Pi 3の GPIOに I2C通信方式の3軸加速度センサー ADXL345を接続する方法
(ラズパイ3で I2Cの GY-291 ADXL345 3軸加速度センサーモジュール基板を使用する方法)
Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]
● Raspberry Pi 3 Model Bを遂に購入
Raspberry Pi3 Model B RPI2 RPI3
大人気の CPUボードの Raspberry Piに WiFiと Bluetoothが搭載されたモデルが新発売となりました。
以前から Raspberry Pi 2を買おうかどうか迷っていましたが、Raspberry Pi 3 Model Bの発売を機に購入を決意してラズベリアンになる事にしました。
※ ラズパイの OS Raspbianはバージョンが上がる毎に過去の版と OSの内部の作りが変わり、過去に書かれた製作記事(例えば Raspbian Wheezyの時代の記事)がそのままではエラーが出たりして動かない事が有ります。
※ 当方のホームページのラズパイ記事は全て Raspberry Pi 3 Model Bと Raspbian Jessieの組み合わせで動作確認をしております。
(ただし、将来的に新しい Raspbian OSが出た場合に、当方の Raspbian Jessieを基にした内容がそのままでは動かない可能性が有ります。)
※ 2017/08/16から Raspbian OSは Raspbian Jessieから Raspbian Stretchに変わりました。
※ 2019/06/20から Raspbian OSは Raspbian Stretchから Raspbian Busterに変わりました。
Download Raspbian for Raspberry Pi
ちなみに、歴代のバージョンと名称は
Debian | コードネーム | 年月 | 備考 | (参考)Ubuntuでの該当名称 |
Debian 11 | Bullseye | 2021/08/14~ | 2021/11からラズパイにリリース | Focal Fossa 20.04 LTS ? |
Debian 10 | Buster | 2019/06/20~ | 2019/06からラズパイ4対応 | Bionic 18.04 LTS |
Debian 9 | Stretch | 2017/08/16~ | 2018/03からラズパイ3B+対応 | Xenial 16.04 LTS |
Debian 8 | Jessie | 2015~ | 2016/02からラズパイ3対応 | Trusty 14.04 LTS |
Debian 7 | Wheezy | 2013~2016 | | |
Debian 6.0 | Squeeze | 2011~2014 | | |
Debian GNU/Linux 5.0 | Lenny | 2009~2012 | | |
● Raspberry Pi3の GPIO端子の I2C機能を有効化して 3軸加速度センサー ADXL345を接続する
Raspberry Pi3の GPIO端子の I2C機能を有効化して 3軸加速度センサー ADXL345を接続します。
MMA7455では秋月液晶の AQM0802Aと相性が発生するので ADXL345の加速度センサーを購入しました。
※モジュール基板側の電源レギュレータを取り除く。ラズパイ基板から直に +3.3Vを供給できるので +5Vから +3.3Vを生成する電源レギュレータを取り除き、電源レギュレータ回路の Vinと Voutを接続する。
電源レギュレータのマーキング KB33 MIC5205-3.3BM5 3.3V Reg. 150mA
MIC5205: 150mA Low-Noise LDO Regulator - Microchip Micrel
MIC5205 150mA Low-Noise LDO Regulator .
● Raspberry Pi3の GPIO端子の I2C機能を有効にする方法
まず最初に Raspberry Pi3の GPIO端子の I2C機能を有効にする必要が有ります。下記に I2C機能を有効化する手順をまとめました。
・2016/03/26
Raspberry Pi 3で GPIO端子の I2C機能を有効化する方法
ラズパイ3の GPIO端子の I2C機能を有効にして各種センサーを繋げる方法まとめ
・ADXL345 GY-291 加速度センサモジュール基板回路図
結線方法は下記の様に 4本使用してそれぞれ接続します。
(1) ADXL345モジュールの SCLを ラズパイの GPIOの SCL(GPIO3)(緑色)
(2) ADXL345モジュールの SDAを ラズパイの GPIOの SDA(GPIO2)(黄色)
(3) ADXL345モジュールの GNDを ラズパイの GPIOの GND(GND) (茶色)
(4) ADXL345モジュールの VCCを ラズパイの GPIOの +3.3V(3V3)(赤色)
・Raspberry Piの I2C機能を有効にして GPIO端子に ADXL345 GY-291 加速度センサモジュール基板を接続する
・Raspberry Piの I2C機能を有効にして GPIO端子に I2C I/Fの周辺機器を接続する
・Raspberry Piの I2C機能を有効にして GPIO端子に ADXL345 GY-291 加速度センサモジュール基板を接続する
※モジュール基板側に有る I2C制御線の SCLと SDAに有るプルアップ抵抗を取る(連結した時にプルアップ抵抗値が合成されてしまう)
※モジュール基板側の電源レギュレータを取り除く。ラズパイ基板から直に +3.3Vを供給できるので +5Vから +3.3Vを生成する電源レギュレータを取り除く。
・Raspberry Piの I2C機能を有効にして GPIO端子に ADXL345 GY-291 加速度センサモジュール基板を接続する
・Raspberry Piの I2C機能を有効にして GPIO端子に ADXL345 GY-291 加速度センサモジュール基板を接続する
※モジュール基板側の電源レギュレータを取り除き、電源レギュレータの配線をショートさせる。
※プルアップ抵抗はまだ外していません。
・Raspberry Piの I2C機能を有効にして GPIO端子に ADXL345 GY-291 加速度センサモジュール基板を接続する
・Raspberry Piの I2C機能を有効にして GPIO端子に ADXL345 GY-291 加速度センサモジュール基板を接続する
$ sudo i2cdetect -y 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- 53 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
0x53に存在するのを確認する
● ラズパイの Pythonで 3軸加速度センサモジュール ADXL345 GY-291を制御するサンプルプログラム
ADXL345.py
# -*- coding: utf-8 -*-
#!/usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO
import os
import smbus
import time
# ADXL345 Class
class ADXL345():
DevAdr = 0x53
myBus = ""
if GPIO.RPI_INFO['P1_REVISION'] == 1:
myBus = 0
else:
myBus = 1
b = smbus.SMBus(myBus)
def setUp(self):
self.b.write_byte_data(self.DevAdr, 0x2C, 0x0B) # BandwidthRate
self.b.write_byte_data(self.DevAdr, 0x31, 0x00) # DATA_FORMAT 10bit 2g
self.b.write_byte_data(self.DevAdr, 0x38, 0x00) # FIFO_CTL OFF
self.b.write_byte_data(self.DevAdr, 0x2D, 0x08) # POWER_CTL Enable
def getValueX(self):
return self.getValue(0x32)
def getValueY(self):
return self.getValue(0x34)
def getValueZ(self):
return self.getValue(0x36)
def getValue(self, adr):
tmp = self.b.read_byte_data(self.DevAdr, adr+1)
sign = tmp & 0x80
tmp = tmp & 0x7F
tmp = tmp<<8
tmp = tmp | self.b.read_byte_data(self.DevAdr, adr)
# print '%4x' % tmp # debug
if sign > 0:
tmp = tmp - 32768
return tmp
# tmp = self.b.read_word_data(self.DevAdr, adr)
# MAIN
myADXL345 = ADXL345()
myADXL345.setUp()
# LOOP
for a in range(1000):
x = myADXL345.getValueX()
y = myADXL345.getValueY()
z = myADXL345.getValueZ()
os.system("clear")
print("X=", x)
print("Y=", y)
print("Z=", z)
time.sleep(0.5)
$ sudo apt-get -y install python-smbus i2c-tools
$ nano ADXL345.py
$ python ADXL345.py
● Raspbian OS Stretchで I2C-I/Fを有効にする方法
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ラズパイの I2C機能を有効にして各種センサーを繋げる方法まとめ
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ラズパイ3の GPIO23と GPIO24で I2C機能を有効にする方法まとめ
● センサデバイスの I2Cアドレス一覧 IICアドレス一覧と使用方法
加速度センサ | MMA7455L NXP | 使い方の説明
| 0x1D | (W:0x32 R:0x33) | MMA7455 三軸加速度センサモジュール AQM0802Aと一緒に使えない相性? |
地磁気センサ | HMC5883L Honeywell | 使い方の説明
| 0x1E | (W:0x3C R:0x3D) | CJ-M49 デジタルコンパスモジュール 3軸地磁気センサ |
RFID NFCリーダライタ | NXP PN532 | 使い方の説明
| 0x24 | (W:0x48 R:0x49) | ELECHOUSE NFC MODULE V3 |
8ビット I/Oエクスパンダ | PCF8574 Texas Instruments | 使い方の説明
| 0x2F | (W:0x5E R:0x5F) | FC-113 PCF8574 キャラクタ液晶モジュール接続用 |
キャラクタ液晶 8文字x2行 | 秋月 AQM0802A ST7032 Sitronix | 使い方の説明
| 0x3E | (W:0x7E R:0x7F) | 秋月の AQM0802液晶はラズパイ側の回路が原因の癖が有ります。 MMA7455と一緒に使えない相性? PCA9515AD I2Cバスリピーターとの併用を推奨 |
キャラクタ液晶モジュール 16文字×2行 | 秋月 AQM1602A ST7032 Sitronix | 使い方の説明
| 0x3E | (W:0x7E R:0x7F) | 秋月の AQM1602A液晶モジュール |
湿度センサ | HTU21D TE Connectivity | 使い方の説明
| 0x40 | (W:0x80 R:0x81) | GY-21 温度、湿度センサーモジュール |
AD/DA変換 | PCF8591 NXP | 使い方の説明
| 0x48 | (W:0x90 R:0x91) | YL-40 8ビットA/D & D/Aコンバータ |
温度センサ | LM75A Texas Instruments | 使い方の説明
| 0x4F A0-A2=H | (W:0x9E R:0x9F) | A0~A2を "H"に設定で 0x4F デフォルト 0x48 |
3軸加速度センサ | ADXL345 Analog Devices | 使い方の説明
| 0x53 | (W:0xA6 R:0xA7) | GY-291 3軸加速度センサモジュール |
I2Cメモリ | AT24C32 (4KBメモリ) | | 0x57 | (W:0xAE R:0xAF) | ZS-042 下記の RTCモジュールに搭載 |
RTC リアルタイムクロック | DS3231 現 Maxim 旧 Dallas Semiconductor | 使い方の説明
| 0x68 | (W:0xD0 R:0xD1) | ZS-042 温度補償水晶発振器(TCXO)および水晶を内蔵する低コスト、 超高精度 I2Cリアルタイムクロック(RTC) |
赤外線アレイセンサ | AMG8833 Panasonic | 使い方の説明
| 0x68 | (W:0xD0 R:0xD1) | AMG8833 赤外線アレイセンサ Grid-EYEモジュール サーモグラフィーごっこが可能 |
6軸 ジャイロ+加速度センサ | MPU-6050 InvenSense | 使い方の説明
| 0x68 ADO=L | (W:0xD0 R:0xD1) | GY-521 三軸加速度センサ・三軸ジャイロセンサモジュール、 AD0端子 プルアップ時=0x69、 AD0端子 プルダウン時=0x68 |
9軸 ジャイロ+加速度+地磁気センサ | MPU-9150 InvenSense | | 0x69 | (W:0xD0 R:0xD1) | MPU-6050に地磁気センサーを追加した最強センサー |
9軸 ジャイロ+加速度+地磁気センサ | MPU-9250 InvenSense | | 0x69 | (W:0xD0 R:0xD1) | MPU-9150の改良型、3軸加速度 + 3軸ジャイロ + 3軸コンパス |
気圧/気温/高度センサ | BMP180 Bosch Sensortec | | 0x77 | (W:0xEE R:0xEF) | BMP085の改良型 |
気圧/温度/高度センサ | BMP280 Bosch Sensortec | 使い方の説明
| 0x76 SDO=L | (W:0xEC R:0xED) | BMP180の改良型、温度・気圧(高度)センサー SDO端子 プルアップ時=0x77、 SDO端子 プルダウン時=0x76 |
湿度/気圧/温度/高度センサ | BME280 Bosch Sensortec | | 0x76 SDO=L | (W:0xEC R:0xED) | BMP280の進化型、湿度・温度・気圧(高度)の 4種類の環境情報を取得できる(湿度が追加になった) SDO端子 プルアップ時=0x77、 SDO端子 プルダウン時=0x76 |
照度、近接センサ | APDS-9930 Broadcom | 使い方の説明
| 0x39 | (W:0x72 R:0x73) | |
RGB色センサ、ジェスチャー、照度、近接センサ | APDS-9960 Broadcom | 使い方の説明
| 0x39 | (W:0x72 R:0x73) | |
RGB色センサ | TCS34725 TAOS | 使い方の説明
| 0x29 | (W:0x52 R:0x53) | |
12点 静電タッチセンサ | MPR121 Freescale Semiconductor | 使い方の説明
| 0x5A | (W:0xB4 R:0xB5) | |
有機LEDモジュール 128x64 0.96インチ | SSD1306 SOLOMON SYSTECH | 使い方の説明
| 0x3C | (W:0x78 R:0x79) | DC='L'で 0x3C、DC='H'で 0x3D |
センサー類は必要な GPIOピンが 2本で済む I2C通信方式のデバイスで揃えました。
また、全てのデバイスの信号電圧レベルは +3.3Vです。
制御アドレスが異なるセンサーモジュール同士は同一の I2Cバスに接続してラズパイで使用する事ができます。
※ MMA7455と一緒に使用すると ST7032iコントローラが認識されない。I2Cデバイス間の相性? I2C配線の引き回し?
※ ST7032iには STARTコンディションの前に、バス調停のSCLパルスがあると、誤動作してACKを返さないバグが有るそうです。
ストロベリー・リナックス ST7032 低電圧I2C液晶モジュール アプリケーションノート
ごみが直前にあるとその後正しいシーケンスで通信しても ST7032は通信に失敗します。
※ AQM0802A液晶モジュール使用時のI2Cバスのプルアップ抵抗は10kΩを推奨いたします。(ラズパイ側で 1.8kΩでプルアップされているのが問題)
※ Raspberry Pi 全シリーズに共通する仕様の制約から、AQMシリーズの液晶を接続する場合にはバッファ(I2Cバスリピーター、例:PCA9515AD)を介して接続してください。
I2C接続小型LCDモジュール(8x2行)ピッチ変換キットの質問と回答
● Raspberry Piのコンソール上で使用する各種コマンド
Raspberry Piのコンソール上で使用する各種コマンドは下記にまとめました。
・2016/03/26
Raspberry Pi 3の Linuxコンソール上で使用する各種コマンドまとめ
ラズパイの Raspbian OSのコマンドラインで使用する便利コマンド、負荷試験や CPUシリアル番号の確認方法等も
Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]
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下記以外にも多数のラズパイ関係の記事が有ります。
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