Gry 3D, zdjęcia 3D i filmy 3D to obecnie popularne technologie. Aby zwiększyć wygodę użytkownika końcowego, producenci wprowadzają wiele nowych metod. Głównymi funkcjami technologii 3D są wykrywanie obrotu, wykrywanie orientacji, wykrywanie ruchu, wykrywanie gestów, a także rozpoznawanie itp.… Urządzenia, które mogą mierzyć te funkcje, to żyroskopy i akcelerometry. Ponieważ rozmiar produktu końcowego jest bardzo mały, czujniki w nim osadzone powinny również spełniać wymagania dotyczące małego rozmiaru. MPU6050 przyszedł jako odpowiedź na to wyzwanie. Ponieważ jest to najmniejsze urządzenie, które ma integrację na chipie zarówno żyroskopu, jak i akcelerometru. Dzięki niewielkim rozmiarom można go łatwo osadzić w smartfonie.

Co to jest MPU6050?

MPU6050 to 6-osiowe urządzenie do śledzenia ruchu oparte na technologii MEMS. Ma żyroskop na chipie i akcelerometr czujniki wraz z czujnik temperatury . MPU6050 to urządzenie cyfrowe. Ten moduł ma bardzo małe rozmiary, ma niskie wymagania dotyczące zużycia energii, jest bardzo dokładny, ma wysoką powtarzalność, wysoką tolerancję na wstrząsy, ma specyficzną dla aplikacji wydajność programowania i niskie ceny konsumenckie. MPU6050 można łatwo połączyć z innymi czujnikami, takimi jak magnetometry i mikrokontrolery.

Schemat blokowy

Schemat blokowy MPU6050

Moduł MPU6050 składa się z następujących bloków i funkcji.

“jak działa silnik indukcyjny prądu przemiennego? ”

3-osiowy czujnik żyroskopowy MEMS z trzema 16-bitowymi przetwornikami ADC i kondycjonowaniem sygnału.
3-osiowy czujnik akcelerometru MEMS z trzema 16-bitowymi przetwornikami ADC i kondycjonowaniem sygnału.
Wbudowany silnik cyfrowego procesora ruchu.
Podstawowe cyfrowe interfejsy komunikacyjne 12C.
Pomocnicze interfejsy I2C do komunikacji z zewnętrznymi czujnikami, takimi jak magnetometr.
Zegar wewnętrzny.
Rejestry danych do przechowywania danych z czujników.
Pamięć FIFO, która pomaga zmniejszyć zużycie energii.
Przerwania programowane przez użytkownika.
Cyfrowy czujnik temperatury na wyjściu.
Autotest dla żyroskopu i akcelerometru.
LDO i odchylenie.
Pompa zasilająca.
Rejestry statusu.

Schemat obwodu

Żyroskop obecny w MPU6050 może wykryć obrót wokół trzech osi X, Y, Z. Efekt Coriolisa powoduje wibracje, gdy żyroskopy obracają się wokół którejkolwiek z osi. Te wibracje są wychwytywane przez kondensator. Wytworzony sygnał jest następnie wzmacniany, demodulowany i filtrowany w celu wytworzenia napięcia proporcjonalnego do prędkości kątowej. To napięcie jest następnie digitalizowane za pomocą przetworników ADC.

DMP obecny w MPU6050 odciąża obliczenia algorytmów wykrywania ruchu z procesora hosta. DMP pobiera dane ze wszystkich czujników i przechowuje obliczone wartości w swoich rejestrach danych lub w FIFO. Dostęp do FIFO można uzyskać przez interfejs szeregowy. Używając pin AD0 więcej niż jeden moduł MPU6050 może być połączony z mikroprocesorem. MPU6050 może być łatwo używany z Arduino , ponieważ MPU6050 ma dobrze udokumentowane dostępne biblioteki.

W zastosowaniach linie I2C MPU6050 są podciągane do góry za pomocą rezystora 4,7 kΩ, a pin przerwania jest obniżany za pomocą rezystora 4,7 kΩ. Gdy dane są dostępne w FIFO, pin przerwania przechodzi w stan wysoki. Teraz mikrokontroler może odczytać dane za pomocą Komunikacja I2C autobus. Dane dostarczone przez biblioteki zawierają następujące wartości danych - składowe Quaternion, kąty Eulera, odchylenie, nachylenie, przechylenie, przyspieszenie w świecie rzeczywistym, przyspieszenie klatek na świecie i wartości wyczuwalne Teapot wymyślają.

Schemat pinów

Schemat-pinów-MPU-6050

MPU6050 jest dostępny w małym opakowaniu 4 × 4 × 0,9 mm. Struktura MEMS jest hermetycznie uszczelniona i sklejona na poziomie wafli. MPU6050 jest dostępny jako 24-pinowy pakiet QFN. Opis pinów tego modułu znajduje się poniżej-

Pin-1-CLKIN- jest opcjonalnym wejściem zewnętrznego zegara odniesienia. Ten pin jest podłączony do masy, gdy nie jest używany.
Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 to piny NC. Te Piny nie są połączone wewnętrznie.
Pin-6, AUX_DA, to pin danych głównych I2C. Ten pin służy do podłączenia zewnętrznych czujników.
Pin-7, AUX_CL, jest głównym zegarem szeregowym I2C. Ten pin służy do podłączenia zewnętrznych czujników.
Pin-8, VLOGIC, jest pinem napięcia zasilania cyfrowego wejścia / wyjścia.
Pin-9, AD0, to pin LSB adresu slave I2C.
Pin-10, REGOUT, jest połączeniem kondensatora filtru regulatora.
Pin-11, FSYNC, to cyfrowe wejście synchronizacji ramek. Ten pin jest podłączony do masy, gdy nie jest używany.
Pin-12, INT, jest pinem wyjścia cyfrowego przerwania.
Pin-13, VDD, jest pinem napięcia zasilania.
Pin-14, Pin-15, Pin-16, Pin-17 to pin NC. Te piny nie są połączone wewnętrznie.
Pin-18, GND, to masa zasilania.
Pin-19 i Pin-21 to piny RESV. Te szpilki są zarezerwowane.
Pin-20, CPOUT, jest połączeniem kondensatora pompy ładującej.
Pin-22 to RESV, zarezerwowany pin.
Pin-23, SCL, to zegar szeregowy I2C.
Pin-24, SDA, to pin danych szeregowych I2C.

Specyfikacje MPU6050

MPU6050 to pierwsze na świecie zintegrowane 6-osiowe urządzenie do śledzenia ruchu. Niektóre specyfikacje tego modułu podano poniżej:

MPU6050 ma 3-osiowy żyroskop, 3-osiowy akcelerometr i cyfrowy procesor ruchu zintegrowany na jednym chipie.
Działa na zasilaniu 3V-5V.
MPU6050 wykorzystuje protokół I2C do komunikacji i przesyłania danych.
Ten moduł ma wbudowany 16-bitowy przetwornik ADC, który zapewnia dużą dokładność.
MPU6050 może współpracować z innymi urządzeniami IIC, takimi jak magnetometry.
MPU6050 ma również wbudowany czujnik temperatury.
Magistrala czujnika I2C pomaga gromadzić dane bezpośrednio z zewnętrznego 3-osiowego kompasu, którego używa, aby zapewnić pełne 9-osiowe wyjście MotionFusion.
Z punktu widzenia producentów, MPU6050 eliminuje potrzebę selekcji, kwalifikacji i integracji na poziomie systemu urządzeń dyskretnych.
Używając portu I2C, można połączyć czujniki nieinercyjne, takie jak czujnik ciśnienia.
MPU6050 składa się z trzech 16-bitowych przetworników ADC do digitalizacji wyjść żyroskopu i trzech 16-bitowych przetworników ADC do digitalizacji wyjść akcelerometru.
Programowalny przez użytkownika zakres żyroskopu i programowalny przez użytkownika zakres akcelerometru zapewnia precyzyjne śledzenie zarówno szybkich, jak i wolnych ruchów.
Obecny jest 1024-bajtowy bufor FIFO na chipie, który pomaga obniżyć zużycie energii przez moduł.
Potrzeba częstego łączenia danych wyjściowych czujnika jest zminimalizowana za pomocą wbudowanego DMP.
MPU6050 ma również wbudowany oscylator z odchyleniem ± 1%.
MPU6050 posiada filtry dolnoprzepustowe do żyroskopu, akcelerometru i czujnika temperatury.
Pin odniesienia VLOGIC służy do ustawiania poziomów logicznych interfejsu I2C.
Programowalny przez użytkownika zakres żyroskopu obecny w MPU6050 to ± 250, ± 500, ± 1000 i ± 2000 ° / sek.
Synchronizacja obrazu, wideo i GPS jest obsługiwana przez zewnętrzny pin synchronizacyjny żyroskopu.
Ten żyroskop ma ulepszone działanie w zakresie szumów o niskiej częstotliwości.
Żyroskop do działania potrzebuje prądu 3,6 mA.
Filtr dolnoprzepustowy żyroskopu jest programowalny cyfrowo.
Akcelerometr obecny w MPU6050 działa na prądzie 500μA.
Programowalny zakres pełnej skali tego akcelerometru to ± 2g, ± 4g, ± 8g i 16g.
Akcelerometr może również wykrywać orientację, wykrywanie dotknięcia.
Akcelerometr posiada programowalne przez użytkownika przerwania.
Między osiami akcelerometru i żyroskopu występuje minimalna czułość poprzeczna.
Do komunikacji ze wszystkimi rejestrami używany jest szybki tryb 400kHz I2C.
DMP obecny w MPU6050 obsługuje algorytmy przetwarzania ruchu 3D i rozpoznawania gestów.
Odczyt seryjny jest dostępny dla procesora systemowego. Po odczytaniu danych z FIFO procesor systemowy przechodzi w tryb uśpienia o niskim poborze mocy, podczas gdy MPU zbiera więcej danych.
Funkcje takie jak rozpoznawanie gestów, przesuwanie, powiększanie, przewijanie, wykrywanie stuknięć i wykrywanie szopy są obsługiwane przez programowalne przerwania.
MPU6050 ma również opcjonalne wejście zegara zewnętrznego 32,768 kHz lub 19,2 MHz.

Zastosowania MPU6050

Niektóre aplikacje tego modułu podano poniżej:

Ten moduł jest używany w technologii Blurfree do stabilizacji wideo lub nieruchomego obrazu.
Ten moduł jest używany do rozpoznawania gestów w powietrzu.
W systemach bezpieczeństwa i uwierzytelniania MPU6050 służy do rozpoznawania gestów.
Do sterowania aplikacjami i nawigacji w interfejsie użytkownika „bezdotykowy” używany jest MPU6050.
Moduł ten jest używany w technologii poleceń ruchu dla skrótów gestów.
Ten moduł znalazł również zastosowanie w grach i strukturach aplikacji z obsługą ruchu.
W InstantGesture -IG MPU6050 służy do rozpoznawania gestów.
Ze względu na niewielkie rozmiary moduł ten jest stosowany w słuchawkach i przenośnym sprzęcie do gier.
Kontrolery gier oparte na ruchu również mają ten moduł.
Piloty 3D i myszy 3D również używają tego modułu.
Urządzenia do noszenia używane dla zdrowia, sprawności i sportu również zawierają MPU6050.
Ten moduł można również znaleźć w wielu zabawkach.
Do pomiarów IMU używany jest MPU6050.
W dronach i quadkopterach MPU6050 służy do kontroli pozycji.
Moduł ten znalazł również zastosowanie w robotach samobalansujących.
MPU6050 jest wysoce preferowany do sterowania ramionami robotów.
Roboty humanoidalne również używają tego modułu do wykrywania pochylenia, obrotu i orientacji.
W smartfonach moduł ten jest używany do takich zastosowań, jak rzeczywistość rozszerzona, gry, sterowanie gestami, robienie zdjęć panoramicznych i przeglądanie.
Ten moduł jest również stosowany do usług opartych na lokalizacji.

Alternatywne układy scalone

Niektóre z układów scalonych, które mogą być używane jako alternatywa dla MPU6050, to ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Ten moduł jest bardzo preferowany do urządzeń przenośnych ze względu na niewielkie rozmiary i systemy zasilane bateryjnie ze względu na niskie wymagania dotyczące zużycia energii. MPU6050 może zmienić przenośny telefon komórkowy w potężne inteligentne urządzenie 3D. Dalsze szczegóły dotyczące charakterystyk elektrycznych i logiki przerwań tego modułu można znaleźć w jego arkusz danych . Z którym mikroprocesorem podłączyłeś MPU6050?