MPU6050 — карта регістрів і формули переводу

Швидкий довідник по MPU6050: I2C-адресація, ключові регістри, режими діапазону і формули переводу сирих значень у фізичні одиниці.

I2C-адреса

AD0 (пін)	Адреса
Підтягнутий до GND (за замовчуванням)	`0x68`
Підтягнутий до VCC	`0x69`

На модулях GY-521 AD0 зазвичай розведений на окремий пін, можна перемикати.

Ключові регістри

Адреса	Назва	Опис
`0x6B`	PWR_MGMT_1	Керування живленням. Запис `0` — будимо.
`0x1B`	GYRO_CONFIG	Діапазон гіроскопа (див. нижче)
`0x1C`	ACCEL_CONFIG	Діапазон акселерометра (див. нижче)
`0x3B`	ACCEL_XOUT_H	Початок 6 байтів даних акселерометра
`0x43`	GYRO_XOUT_H	Початок 6 байтів даних гіроскопа
`0x41`	TEMP_OUT_H	Температура (2 байти)
`0x75`	WHO_AM_I	Має повертати `0x68` — перевірка зв’язку

Дані: формат і порядок

Від 0x3B чип віддає 6 байтів акселерометра, по два на вісь, старший байт перший:

0x3B  ACCEL_XOUT_H  ┐
0x3C  ACCEL_XOUT_L  ┘ → int16 X
0x3D  ACCEL_YOUT_H  ┐
0x3E  ACCEL_YOUT_L  ┘ → int16 Y
0x3F  ACCEL_ZOUT_H  ┐
0x40  ACCEL_ZOUT_L  ┘ → int16 Z

0x3B ACCEL_XOUT_H ┐

0x3C ACCEL_XOUT_L ┘ → int16 X

0x3D ACCEL_YOUT_H ┐

0x3E ACCEL_YOUT_L ┘ → int16 Y

0x3F ACCEL_ZOUT_H ┐

0x40 ACCEL_ZOUT_L ┘ → int16 Z

Склейка двох байтів у число зі знаком:

int16_t raw = (high_byte &lt;&lt; 8) | low_byte;

1 2	int16_t raw = (high_byte << 8) \| low_byte;

Гіроскоп — аналогічно, починаючи з 0x43. Між ними (0x41–0x42) лежить температура.

Діапазони акселерометра (`ACCEL_CONFIG`, `0x1C`)

Біти [4:3] регістра задають повний діапазон. Чим ширший — тим грубіша роздільна здатність на одну одиницю.

AFS_SEL	Діапазон	Сирий діапазон	Дільник (LSB/g)
`0`	±2 g	−32768 … +32767	16384
`1`	±4 g	−32768 … +32767	8192
`2`	±8 g	−32768 … +32767	4096
`3`	±16 g	−32768 … +32767	2048

Формула переводу в g:

g = raw / дільник

1 2	g = raw / дільник

За замовчуванням — ±2 g, дільник 16384.

⚠ Звідки 16384. Діапазон ±2g розкладений на 16 біт зі знаком. Половина діапазону (2g) відповідає максимуму 32768. 32768 / 2 = 16384 одиниць на кожен g. Поміняв діапазон — поміняв дільник.

⚠ Класична граблина. Взяв чужий код з іншим діапазоном (наприклад, ±4 g), забув про дільник — і твої числа в 2 рази менші, ніж мали б бути. Модель отримує дані не того масштабу й видає сміття.

Діапазони гіроскопа (`GYRO_CONFIG`, `0x1B`)

Аналогічно, біти [4:3]:

FS_SEL	Діапазон	Дільник (LSB/°/с)
`0`	±250 °/с	131.0
`1`	±500 °/с	65.5
`2`	±1000 °/с	32.8
`3`	±2000 °/с	16.4

Формула:

°/с = raw / дільник

1 2	°/с = raw / дільник

За замовчуванням — ±250 °/с, дільник 131.0.

Температура

Регістр	Що
`0x41-0x42`	TEMP_OUT (2 байти, int16)

Формула:

°C = (raw / 340.0) + 36.53

1 2	°C = (raw / 340.0) + 36.53

Це температура самого чипа, не оточення. Зміни значущі переважно для калібрування датчика.

Послідовність ініціалізації (мінімальна)

// 1. Розбудити MPU6050
Wire.beginTransmission(0x68);
Wire.write(0x6B);   // PWR_MGMT_1
Wire.write(0x00);   // не спати
Wire.endTransmission();

// (опційно) 2. Перевірити WHO_AM_I
Wire.beginTransmission(0x68);
Wire.write(0x75);
Wire.endTransmission(false);
Wire.requestFrom(0x68, 1);
uint8_t whoami = Wire.read();  // має бути 0x68

// 1. Розбудити MPU6050

Wire.beginTransmission(0x68);

Wire.write(0x6B); // PWR_MGMT_1

Wire.write(0x00); // не спати

Wire.endTransmission();

// (опційно) 2. Перевірити WHO_AM_I

Wire.beginTransmission(0x68);

Wire.write(0x75);

Wire.endTransmission(false);

Wire.requestFrom(0x68, 1);

uint8_t whoami = Wire.read(); // має бути 0x68

Читання акселерометра — повний код

const int MPU = 0x68;

void readAccel(float* ax, float* ay, float* az) {
    Wire.beginTransmission(MPU);
    Wire.write(0x3B);                  // починаємо з ACCEL_XOUT_H
    Wire.endTransmission(false);        // не відпускаємо шину
    Wire.requestFrom(MPU, 6, true);    // просимо 6 байтів

    int16_t raw_x = (Wire.read() &lt;&lt; 8) | Wire.read();
    int16_t raw_y = (Wire.read() &lt;&lt; 8) | Wire.read();
    int16_t raw_z = (Wire.read() &lt;&lt; 8) | Wire.read();

    *ax = raw_x / 16384.0;   // ±2g за замовчуванням
    *ay = raw_y / 16384.0;
    *az = raw_z / 16384.0;
}

const int MPU = 0x68;

void readAccel(float* ax, float* ay, float* az) {

Wire.beginTransmission(MPU);

Wire.write(0x3B); // починаємо з ACCEL_XOUT_H

Wire.endTransmission(false); // не відпускаємо шину

Wire.requestFrom(MPU, 6, true); // просимо 6 байтів

int16_t raw_x = (Wire.read() << 8) | Wire.read();

int16_t raw_y = (Wire.read() << 8) | Wire.read();

int16_t raw_z = (Wire.read() << 8) | Wire.read();

*ax = raw_x / 16384.0; // ±2g за замовчуванням

*ay = raw_y / 16384.0;

*az = raw_z / 16384.0;

}

Типові значення в спокої

При нерухомому датчику, рівно покладеному:

Вісь	Очікуване значення (g)
X	≈ 0
Y	≈ 0
Z	≈ 1.0 (земне тяжіння)

Сума √(ax² + ay² + az²) має бути близько 1.0 — це постійний орієнтир, корисний для самоперевірки калібрування.

Підказки з власного досвіду

WHO_AM_I — перший крок діагностики. Якщо чип повертає не 0x68 (або не 0x69 для AD0=VCC) — далі читати марно. Спершу перевір живлення, GND, дроти SDA/SCL.

Регістри прокидаються один раз. Якщо змінив діапазон через ACCEL_CONFIG — він тримається до наступного reset або перезапису.

Внутрішня температура зростає при роботі. Якщо тренуєш модель на даних і не дав чипу прогрітись — реальні значення в нормальному режимі будуть трохи інакші. Дай йому хвилину постояти перед збором датасету.

Шум живлення = шум даних. MPU6050 чутливий до якості 3.3 В. Якщо живиш від «брудного» USB-хаба — на високих діапазонах побачиш дрейф навіть у спокої. Конденсатор 100 нФ на VCC поряд з чипом — і простіше, і чесніше.