MPU6050 - Tappikaavio, piiri ja sovellukset

3D-pelit, 3D-kuvat ja 3D-videot ovat trenditekniikkaa tänään. Parannetun loppukäyttäjäkokemuksen saavuttamiseksi valmistajat esittävät monia uusia menetelmiä. 3D-tekniikan tärkeimmät toiminnot ovat pyörimisen havaitseminen, suunnan havaitseminen, liiketunnistus, eleentunnistus sekä tunnistus jne. ... Näitä toimintoja mittaavat laitteet ovat gyroskoopit ja kiihtyvyysanturit. Koska lopputuotteen koko on hyvin pieni, siihen upotettujen anturien tulisi myös täyttää pienikokoiset vaatimukset. MPU6050 tuli vastauksena tähän haasteeseen. Koska se on pienin laite, johon on integroitu siru sekä gyroskooppiin että kiihtyvyysanturiin. Se voidaan helposti upottaa älypuhelimeen sen pienen koon vuoksi.

Mikä on MPU6050?

MPU6050 on MEMS-pohjainen 6-akselinen liikkeenseurantalaite. Siinä on sirulla oleva gyroskooppi ja kiihtyvyysanturi anturit yhdessä lämpösensori . MPU6050 on digitaalinen laite. Tämä moduuli on kooltaan hyvin pieni, sillä on vähän virrankulutusta, erittäin tarkka, sillä on suuri toistettavuus, korkea iskunkestävyys, sillä on sovelluskohtainen suorituskyvyn ohjelmoitavuus ja alhaiset kuluttajahintapisteet. MPU6050 voidaan helposti liittää muihin antureihin, kuten magnetometrit ja mikro-ohjaimet.

Lohkokaavio

MPU6050: n lohkokaavio

MPU6050-moduuli koostuu seuraavista lohkoista ja toiminnoista.

• 3-akselinen MEMS-nopeusgyroskooppianturi, jossa on kolme 16-bittistä ADC: tä ja signaalin säätö.
• 3-akselinen MEMS-kiihtyvyysanturi, jossa on kolme 16-bittistä ADC: tä ja signaalin säätö.
• Sirulla varustettu digitaalinen liikeprosessorimoottori.
• Ensisijaiset 12C digitaalisen tiedonsiirron rajapinnat.
• I2C-apuliitännät tiedonsiirtoon ulkoisten antureiden, kuten magnetometrin, kanssa.
• Sisäinen kello.
• Tietorekisterit anturitietojen tallentamista varten.
• FIFO-muisti, joka auttaa vähentämään virrankulutusta.
• Käyttäjän ohjelmoitavat keskeytykset.
• Digitaalinen ulostulolämpötila-anturi.
• Gyroskoopin ja kiihtyvyysanturin itsetesti.
• LDO ja Bias.
• Lataa pumppu.
• Tilarekisterit.

Piirikaavio

MPU6050: ssä oleva gyroskooppi pystyy havaitsemaan pyörimisen kolmen akselin X, Y, Z ympäri. Coriolis-ilmiö aiheuttaa tärinän, kun gyrosia pyöritetään minkä tahansa akselin ympäri. Kondensaattori ottaa nämä värähtelyt vastaan. Tuotettu signaali vahvistetaan, demoduloidaan ja suodatetaan siten, että saadaan jännite, joka on verrannollinen kulmanopeuteen. Tämä jännite digitoidaan sitten ADC: n avulla.

MPU6050: ssä oleva DMP purkaa liiketunnistavien algoritmien laskennan isäntäprosessorilta. DMP hankkii tietoja kaikista antureista ja tallentaa lasketut arvot tietorekistereihin tai FIFO: han. FIFOon pääsee sarjaliitännän kautta. AD0-nastaa käyttämällä useampi kuin yksi MPU6050-moduuli voidaan liittää mikroprosessoriin. MPU6050: tä voidaan käyttää helposti Arduino , koska MPU6050: ssä on saatavilla hyvin dokumentoituja kirjastoja.

Käytettäessä sovelluksissa MPU6050: n I2C-johdot vedetään korkealle 4,7 kΩ: n vastuksella ja keskeytystappi vedetään alas 4,7 kΩ: n vastuksella. Kun tietoja on saatavana FIFO: ssa, keskeytysnasta nousee korkealle. Nyt mikro-ohjain voi lukea tietoja käyttämällä I2C-viestintä bussi. Kirjastojen toimittamat tiedot sisältävät seuraavat data-arvot: Kvaternionikomponentit, Euler-kulmat, Yaw, Pitch, Roll, Reaalimaailman kiihtyvyys, World frame -kiihtyvyys ja Teekannu keksivät mieliarvoja.

Pin-kaavio

MPU-6050-tappi-kaavio

MPU6050 on saatavana pienenä 4 × 4 × 0,9 mm: n pakkauksena. MEMS-rakenne on hermeettisesti suljettu ja kiinnitetty kiekkotasolla. MPU6050 on saatavana 24-nastaisena QFN-pakettina. Tämän moduulin pin-kuvaus on annettu alla-

• Pin-1- CLKIN- on valinnainen ulkoinen referenssikellotulo. Tämä tappi on kytketty maahan, kun sitä ei käytetä.
• Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 ovat NC-nastoja. Näitä nastoja ei ole kytketty sisäisesti.
• Pin-6, AUX_DA, on I2C-sarjatietotappi. Tätä tapia käytetään ulkoisten anturien liittämiseen.
• Pin-7, AUX_CL, on I2C-master-sarjakello. Tätä tapia käytetään ulkoisten anturien liittämiseen.
• Pin-8, VLOGIC, on digitaalinen I / O-syöttöjännitetappi.
• Pin-9, AD0, on I2C-orjaosoitteen LSB-tappi.
• Napa-10, REGOUT, on säätimen suodattimen kondensaattoriliitäntä.
• Pin-11, FSYNC, on kehysten synkronoinnin digitaalinen tulo. Tämä tappi on kytketty maahan, kun sitä ei käytetä.
• Pin-12, INT, on keskeytysdigitaalilähtö.
• Tappi-13, VDD, on virtalähteen jännitetappi.
• Tappi-14, Tappi-15, Tappi-16, Tappi-17 ovat NC-nasta. Näitä nastoja ei ole kytketty sisäisesti.
• Pin-18, GND, on virtalähde.
• Pin-19 ja Pin-21 ovat RESV-nastat. Nämä nastat ovat varattuja.
• Napa-20, CPOUT, on latauspumpun kondensaattoriliitäntä.
• Tappi 22 on varattu tappi RESV.
• Pin-23, SCL, on I2C-sarjakello.
• Pin-24, SDA, on I2C-sarjatietotappi.

MPU6050: n tekniset tiedot

MPU6050 on maailman ensimmäinen integroitu 6-akselinen liikkeenseurantalaite. Jotkut tämän moduulin spesifikaatioista on annettu alla-

• MPU6050: ssä on 3-akselinen gyroskooppi, 3-akselinen kiihtyvyysmittari ja digitaalinen liikeprosessori integroituna yhteen siruun.
• Se toimii 3V-5V: n virtalähteellä.
• MPU6050 käyttää I2C-protokollaa tiedonsiirtoon ja tiedonsiirtoon.
• Tässä moduulissa on sisäänrakennettu 16-bittinen ADC, joka tarjoaa suuren tarkkuuden.
• MPU6050 voidaan liittää muihin IIC-laitteisiin, kuten magnetometreihin.
• MPU6050: ssä on myös sisäänrakennettu lämpötila-anturi.
• I2C-anturiväylä auttaa sitä keräämään tietoja suoraan ulkoisesta 3-akselisesta kompassista, jota se käyttää tarjoamaan täydellisen 9-akselisen MotionFusion-lähdön.
• Valmistajille MPU6050 poistaa erillisten laitteiden valinnan, pätevöinnin ja järjestelmätason integroinnin tarpeen.
• I2C-porttia käyttämällä voidaan liittää ei-inertiaaliset anturit, kuten paineanturi.
• MPU6050 koostuu kolmesta 16-bittisestä ADC: stä gyroskoopin 0-lähtöjen digitointiin ja kolmesta 16-bittisestä ADC: stä kiihtyvyysmittarin lähtöjen digitointiin.
• Käyttäjän ohjelmoitava gyroskooppialue ja käyttäjän ohjelmoitava kiihtyvyysmittarin alue ovat käytettävissä sekä nopean että hitaan liikkeen tarkkaan seurantaan.
• Piirissä on 1024 tavun FIFO-puskuri, joka auttaa vähentämään moduulin virrankulutusta.
• Anturilähdön toistuvan yhdistämisen tarve on minimoitu sirun sisäisen DMP: n avulla.
• MPU6050: ssä on myös sirulla oleva oskillaattori, jonka variaatio on ± 1%.
• MPU6050: ssä on alipäästösuodattimet gyroskoopille, kiihtyvyysanturille ja lämpötila-anturille.
• VLOGIC-vertailutappia käytetään I2C-liitännän logiikkatasojen asettamiseen.
• MPU6050: n käyttäjän ohjelmoiman gyroskoopin alue on ± 250, ± 500, ± 1000 ja ± 2000 ° / s.
• Gyroskoopin ulkoinen synkronointitappi tukee kuvan, videon ja GPS-synkronointia.
• Tämä gyroskooppi on parantanut matalataajuista melua.
• Gyroskooppi tarvitsee 3,6 mA virtaa.
• Gyroskoopin alipäästösuodatin on ohjelmoitavissa digitaalisesti.
• MPU6050: ssä oleva kiihtyvyysmittari toimii 500 μA virralla.
• Tämän kiihtyvyysanturin ohjelmoitava täysimittainen alue on ± 2g, ± 4g, ± 8g ja 16g.
• Kiihtyvyysanturi voi myös havaita suunnan, napautuksen tunnistuksen.
• Käyttäjä voi ohjelmoida keskeytyksiä kiihtyvyysanturille.
• Kiihtyvyysmittarin ja gyroskoopin akselien välillä on minimaalinen poikkiakseliherkkyys.
• Yhteydenpitoon kaikkien rekisterien kanssa käytetään 400 kHz: n nopeaa tilaa I2C.
• MPU6050: ssä oleva DMP tukee 3D-liikkeenkäsittelyä ja eleentunnistusalgoritmeja.
• Järjestelmän prosessorille on järjestetty purskelukema. Luettuaan tiedot FIFO: sta järjestelmän prosessori siirtyy virransäästötilaan, kun MPU kerää enemmän tietoja.
• Ohjelmoitavat keskeytykset tukevat sellaisia ​​ominaisuuksia kuin eleentunnistus, panorointi, zoomaus, vieritys, napautuksen tunnistus ja hahmontunnistus.
• MPU6050: ssä on myös valinnainen ulkoinen kellotulo 32,768 kHz tai 19,2 MHz.

MPU6050: n sovellukset

Jotkut tämän moduulin sovelluksista on esitetty alla-

• Tätä moduulia käytetään Blurfree-tekniikassa video- tai still-kuvan vakauttamiseen.
• Tätä moduulia käytetään ilmassa olevien eleiden tunnistamiseen.
• Turva- ja todennusjärjestelmissä MPU6050: tä käytetään eleiden tunnistamiseen.
• 'Kosketusvapaa' käyttöliittymän ohjaukseen ja navigointiin käytetään MPU6050: tä.
• Tätä moduulia käytetään liikkeen komentotekniikassa eleiden pikavalintoja varten.
• Tämä moduuli on löytänyt sovelluksen myös liikkumismahdollisissa peli- ja sovelluskehyksissä.
• InstantGesture -IG: ssä MPU6050: tä käytetään eleiden tunnistamiseen.
• Pienen koonsa vuoksi tätä moduulia käytetään matkapuhelimissa ja kannettavissa pelilaitteissa.
• Liikepohjaisissa peliohjaimissa on myös tämä moduuli.
• 3D-kaukosäätimet, 3D-hiiret käyttävät myös tätä moduulia.
• Terveydenhuoltoon, kuntoiluun ja liikuntaan käytettävät vaatteet sisältävät myös MPU6050: tä.
• Tämä moduuli löytyy myös monista leluista.
• IMU-mittauksiin käytetään MPU6050: tä.
• Drooneissa ja nelikoptereissa MPU6050: tä käytetään paikannukseen.
• Tämä moduuli on löytänyt sovelluksen myös itsetasapainottavissa robotteissa.
• MPU6050 on erittäin suositeltava robottiohjauksessa.
• Humanoidirobotit käyttävät tätä moduulia myös kallistuksen, pyörimisen ja suunnan havaitsemiseen.
• Älypuhelimissa tätä moduulia käytetään esimerkiksi lisätyn todellisuuden, pelaamisen, elekomennon hallinnan, panoraamakuvien ottamisen ja katselun kannalta.
• Tätä moduulia on sovellettu myös sijaintipohjaisiin palveluihin.

Vaihtoehtoinen IC

Jotkut IC: stä, joita voidaan käyttää vaihtoehtona MPU6050: lle, ovat ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Tämä moduuli on erittäin suositeltava kannettaville laitteille, koska se on pienikokoinen ja paristokäyttöinen, koska se kuluttaa vähän virtaa. MPU6050 voi muuttaa kannettavan matkapuhelimen tehokkaaksi 3D-älylaitteeksi. Lisätietoja tämän moduulin sähköisistä ominaisuuksista ja keskeytyslogiikasta löytyy sen moduulista tietolomake . Mihin mikroprosessoriin olet liittänyt MPU6050: n?