MicroPythonで「ＢＭＸ０５５使用９軸センサーモジュール」を駆動するコード

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MicroPythonで「ＢＭＸ０５５使用９軸センサーモジュール」を駆動するクラス

秋月電子通商で販売されている「ＢＭＸ０５５使用９軸センサーモジュール」を「MicroPython pyboard v1.1」で動かすテストコードです。

販売ページのArduinoサンプルプログラムを移植したものになります。それらしい値は取得できているようですが、元のサンプルプログラムの実行結果と比較できていないため、同じ動作をしているのかは分かりません。

使用方法

1. ＢＭＸ０５５使用９軸センサーモジュールの裏面のJP7ジャンパをショートさせます。

2. ＢＭＸ０５５使用９軸センサーモジュールとpyboardを以下のように繋ぎます。

   [pyboard] V+  -------- VCC [AE-BMX055]
             GND -------- GND
             X10 -------- SDA
             X9  -------- SCL
   

3. main.pyをpyboardで実行します。

参考サイト

• ＢＭＸ０５５使用９軸センサーモジュール: センサ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販
• class I2C – a two-wire serial protocol — MicroPython 1.9.4 documentation
• Arduinoを30分でI2C通信する - Qiita
• python3ならintとbytesの変換が楽勝になる - BlankTar
• Arduinoでi2c通信でセンサから値をとってみる - Qiita

main.py

# 9-axis BMX055 Tester
# http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-13010/
# https://docs.micropython.org/en/latest/library/pyb.I2C.html
# https://qiita.com/hurusu1006/items/f493ee4eb9998d5bd740

#           V+  -------- VCC
# [pyboard] X9  -------- SCL [AE-BMX055] J7 ✓
#           X10 -------- SDA
#           GND -------- GND

import pyb

class AE_BMX055:
  def __init__(self, i2c, *, addr_accel=0x19, addr_gyro=0x69, addr_mag=0x13, debug=False):
    """
    BMX055を初期化する。

    :param i2c: I2Cクラスのインスタンスオブジェクトを指定する
    :param addr_accel: 加速度センサのI²Cアドレスを指定する
    :param addr_gyro: ジャイロセンサのI²Cアドレスを指定する
    :param addr_mag: 磁気センサのI²Cアドレスを指定する
    :param debug: Trueを指定すると、内部データをコンソールに出力する
    """
    self.__i2c = i2c
    self.__addr_accel = addr_accel
    self.__addr_gyro = addr_gyro
    self.__addr_mag = addr_mag
    self.__debug = debug

    self.__init_accel()
    self.__init_gyro()
    self.__init_mag()
    self.__delay(300)

  @property
  def accel(self):
    data = [None] * 6
    for i in range(6):
      # Read 6 bytes of data
      # xAccl lsb, xAccl msb, yAccl lsb, yAccl msb, zAccl lsb, zAccl msb
      data[i] = self.__read_1byte(addr=self.__addr_accel, register=(2 + i))

    if self.__debug:
      print('AE_BMX055.accel raw i2c data:', [hex(x) for x in data])

    # Convert the data to 12-bits
    xAccl = ((data[1] * 256) + (data[0] & 0xF0)) / 16
    if xAccl > 2047:
      xAccl -= 4096
    yAccl = ((data[3] * 256) + (data[2] & 0xF0)) / 16
    if yAccl > 2047:
      yAccl -= 4096
    zAccl = ((data[5] * 256) + (data[4] & 0xF0)) / 16
    if zAccl > 2047:
      zAccl -= 4096

    xAccl = xAccl * 0.0098  # renge +-2g
    yAccl = yAccl * 0.0098  # renge +-2g
    zAccl = zAccl * 0.0098  # renge +-2g

    return xAccl, yAccl, zAccl

  @property
  def gyro(self):
    data = [None] * 6
    for i in range(6):
      # Read 6 bytes of data
      # xGyro lsb, xGyro msb, yGyro lsb, yGyro msb, zGyro lsb, zGyro msb
      data[i] = self.__read_1byte(addr=self.__addr_gyro, register=(2 + i))

    if self.__debug:
      print('AE_BMX055.gyro raw i2c data:', [hex(x) for x in data])

    # Convert the data
    xGyro = (data[1] * 256) + data[0]
    if xGyro > 32767:
      xGyro -= 65536
    yGyro = (data[3] * 256) + data[2]
    if yGyro > 32767:
      yGyro -= 65536
    zGyro = (data[5] * 256) + data[4]
    if zGyro > 32767:
      zGyro -= 65536

    xGyro = xGyro * 0.0038  # Full scale = +/- 125 degree/s
    yGyro = yGyro * 0.0038  # Full scale = +/- 125 degree/s
    zGyro = zGyro * 0.0038  # Full scale = +/- 125 degree/s

    return xGyro, yGyro, zGyro

  @property
  def mag(self):
    data = [None] * 8
    for i in range(8):
      # Read 6 bytes of data
      # xMag lsb, xMag msb, yMag lsb, yMag msb, zMag lsb, zMag msb
      data[i] = self.__read_1byte(addr=self.__addr_mag, register=(0x42 + i))

    if self.__debug:
      print('AE_BMX055.mag raw i2c data:', [hex(x) for x in data])

    # Convert the data
    xMag = ((data[1]<<8) | (data[0]>>3))
    if xMag > 4095:
      xMag -= 8192
    yMag = ((data[3]<<8) | (data[2]>>3))
    if yMag > 4095:
      yMag -= 8192
    zMag = ((data[5]<<8) | (data[4]>>3))
    if zMag > 16383:
      zMag -= 32768

    return xMag, yMag, zMag

  def __init_accel(self):
    """
    BMX055の加速度センサを初期化する。
    """
    self.__i2c.mem_write(
      0x03,  # Range = +/- 2g
      self.__addr_accel,
      0x0F   # Select PMU_Range register
    )
    self.__delay(100)

    self.__i2c.mem_write(
      0x08,  # Bandwidth = 7.81 Hz
      self.__addr_accel,
      0x10   # Select PMU_BW register
    )
    self.__delay(100)

    self.__i2c.mem_write(
      0x00,  # Normal mode, Sleep duration = 0.5ms
      self.__addr_accel,
      0x11   # Select PMU_LPW register
    )
    self.__delay(100)

  def __init_gyro(self):
    """
    BMX055のジャイロセンサを初期化する。
    """
    self.__i2c.mem_write(
      0x04,  # Full scale = +/- 125 degree/s
      self.__addr_gyro,
      0x0F   # Select Range register
    )
    self.__delay(100)

    self.__i2c.mem_write(
      0x07,  # ODR = 100 Hz
      self.__addr_gyro,
      0x10   # Select Bandwidth register
    )
    self.__delay(100)

    self.__i2c.mem_write(
      0x00,  # Normal mode, Sleep duration = 2ms
      self.__addr_gyro,
      0x11   # Select LPM1 register
    )
    self.__delay(100)

  def __init_mag(self):
    """
    BMX055の磁気センサを初期化する。
    """
    self.__i2c.mem_write(
      0x83,  # Soft reset
      self.__addr_mag,
      0x4B   # Select Mag register
    )
    self.__delay(100)

    self.__i2c.mem_write(
      0x01,  # Soft reset
      self.__addr_mag,
      0x4B   # Select Mag register
    )
    self.__delay(100)

    self.__i2c.mem_write(
      0x00,  # Normal Mode, ODR = 10 Hz
      self.__addr_mag,
      0x4C   # Select Mag register
    )
    self.__delay(100)

    self.__i2c.mem_write(
      0x84,  # X, Y, Z-Axis enabled
      self.__addr_mag,
      0x4E   # Select Mag register
    )
    self.__delay(100)

    self.__i2c.mem_write(
      0x04,  # No. of Repetitions for X-Y Axis = 9
      self.__addr_mag,
      0x51   # Select Mag register
    )
    self.__delay(100)

    self.__i2c.mem_write(
      0x16,  # No. of Repetitions for Z-Axis = 15
      self.__addr_mag,
      0x52   # Select Mag register
    )
    self.__delay(100)

  def __read_1byte(self, *, addr, register):
    return int.from_bytes(self.__i2c.mem_read(1, addr, register), 'big')

  def __delay(self, ms):
    pyb.delay(ms)

# ----- ----- ----- ----- ----- #

i2c = pyb.I2C(1, pyb.I2C.MASTER)
bmx055 = AE_BMX055(i2c)

while True:
  print('--------------------------------------')

  # BMX055 加速度の読み取り
  xAccl, yAccl, zAccl = bmx055.accel
  print('Accl= ({:>+13.4f}, {:>+13.4f}, {:>+13.4f})'.format(xAccl, yAccl, zAccl))

  # BMX055 ジャイロの読み取り
  xGyro, yGyro, zGyro = bmx055.gyro
  print('Gyro= ({:>+13.4f}, {:>+13.4f}, {:>+13.4f})'.format(xGyro, yGyro, zGyro))

  # BMX055 磁気の読み取り
  xMag, yMag, zMag = bmx055.mag
  print('Mag=  ({:>+13.4f}, {:>+13.4f}, {:>+13.4f})'.format(xMag, yMag, zMag))

  pyb.delay(100)