Raspberry Pi Pico: Diebstahl erkennen mit MPU-6050

Mithilfe eines Raspberry Pi Pico und eines MPU-6050 soll ein Gegenstand oder ein elektronisches Gerät mit einer Funktion ausgestattet werden, um Diebstähle zu erkennen und zu alarmieren.

Der MPU-6050 ist ein Sensor, der ein Gyroskop enthält. Dieses Gyroskop wird verwendet, um eine Bewegung zu detektieren. Wenn der Raspberry Pi Pico aus den Sensordaten eine Bewegung registriert, wird die Onboard-LED aktiviert, um den Diebstahl optisch anzuzeigen. Sobald der Sensor wieder in Ruhe ist und keine Bewegung mehr erkannt wird, geht die Onboard-LED wieder aus.

Idee für eine Erweiterung: Zusätzlich kann der Programmcode so erweitert werden, dass ein Summer, der an einem separaten GPIO-Pin angeschlossen ist, ebenfalls aktiviert und deaktiviert wird.

Dieses System bietet eine einfache und effektive Möglichkeit, Diebstahl zu erkennen und den Besitzer zu alarmieren.

Aufbau und Bauteile

Raspberry Pi Pico: MPU-6050 programmieren

Raspberry Pi Pico		MPU-6050
Pin 38	GND	GND
Pin 36	VCC +3,3V	VCC
Pin 27	GPIO 21	SCL
Pin 26	GPIO 20	SDA

Hinweis: Man sollte beachten, dass das MPU-6050-Modul nur an einer Seite eine Steckleiste hat. Wenn man es auf einem Steckbrett befestigt, dann besteht die Gefahr, dass es schief steckt. Dadurch können die Werte des Beschleunigungssensors von den erwarteten Werten abweichen.

MicroPython-Bibliothek für MPU-6050

Damit der MPU-6050 programmiert werden kann, müssen zwei externe Bibliotheken auf dem Raspberry Pi Pico geladen und im Verzeichnis lib gespeichert werden.

Download: https://github.com/micropython-IMU/micropython-mpu9x50/blob/master/imu.py unter /lib/imu.py speichern
Download: https://github.com/micropython-IMU/micropython-mpu9x50/blob/master/vector3d.py unter /lib/vector3d.py speichern

I2C verbinden und programmieren

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Programmcode

Der Programmcode liest die Sensordaten des Gyroskops und wertet sie aus. Wenn ein Objekt geklaut oder entwendet wird, dann geht man davon aus, dass das relativ schnell und unter Umständen hektisch erfolgt. Zum Messzeitpunkt kann man das in den Daten erkennen. Die 3 Werte der X-/Y- und Z-Achse werden multipliziert. Wenn ein Wert größer als 0 ist, kann man von einer Bewegung ausgehen.

Im Programmcode ist die Onboard-LED als Anzeige der Bewegung programmiert, die an- oder ausgeht. Man kann aber auch einen Summer an einen separaten GPIO -Pin anschließen. Dann ertönt ein Ton, wenn eine Bewegung eintritt.

# Bibliotheken laden
import machine
import time
from imu import MPU6050

# Wert bei dem ein Diebstahl erkannt wird
theft = 250000

# Initialisierung: Onboard-LED
force = machine.Pin('LED', machine.Pin.OUT, value=0)

# I2C-Pins
i2c_sda = machine.Pin(20)
i2c_scl = machine.Pin(21)

# Initialisierung I2C
i2c = machine.I2C(0, sda=i2c_sda, scl=i2c_scl, freq=100000)

# Initialisierung MPU-6050
imu = MPU6050(i2c)
time.sleep(2) # Warten bis Initialisierung fertig ist

# Wiederholung (Endlos-Schleife)
while True:
    # Messwerte für X, Y und Z
    gyr_raw_x = int(imu.gyro.x)
    gyr_raw_y = int(imu.gyro.y)
    gyr_raw_z = int(imu.gyro.z)
    # Bewegung/Erschütterung ermitteln
    gyr_force = gyr_raw_x * gyr_raw_y * gyr_raw_z
    # Werte anzeigen
    print('gyr_force:', gyr_force, "\t\t\t\t", end = "\r")
    if gyr_force < theft:
        force.off()
        time.sleep(.2)
    else:
        force.on()
        time.sleep(2)

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