MPU6050 - Pin-diagram, vezje in aplikacije

3D igre, 3D slike in 3D video posnetki so danes priljubljena tehnologija. Za izboljšano končno uporabniško izkušnjo proizvajalci uvajajo številne nove metode. Glavne funkcije 3D-tehnologije so zaznavanje vrtenja, zaznavanje usmerjenosti, zaznavanje gibanja, zaznavanje kretenj, prepoznavanje itd ... Naprave, ki lahko merijo te funkcije, so žiroskopi in merilniki pospeška. Ker je velikost končnega izdelka zelo majhna, bi morali tudi senzorji, vgrajeni vanj, izpolnjevati zahteve glede majhnosti. Odgovor na ta izziv je MPU6050. Ker je najmanjša naprava, ki ima na čipu integrirano tako žiroskop kot merilnik pospeška. Zaradi majhnosti ga je mogoče enostavno vgraditi v pametni telefon.

Kaj je MPU6050?

MPU6050 je 6-osna naprava za sledenje gibanja na osnovi MEMS. Ima žiroskop na čipu in merilnik pospeška senzorji skupaj z temperaturni senzor . MPU6050 je digitalna naprava. Ta modul je zelo majhne velikosti, zahteva nizko porabo energije, je zelo natančen, ima visoko ponovljivost, visoko odpornost na udarce, ima programsko izvedbo, specifično za posamezne aplikacije, in nizke točke potrošniških cen. MPU6050 je enostavno povezati z drugimi senzorji, kot je magnetometri in mikrokrmilniki.

Blok diagram

Blok-diagram-MPU6050

Modul MPU6050 je sestavljen iz naslednjih blokov in funkcij.

• 3-osni MEMS senzor žiroskopa s tremi 16-bitnimi ADC-ji in kondicioniranjem signala.
• 3-osni senzor pospeška MEMS s tremi 16-bitnimi ADC-ji in kondicioniranjem signala.
• Vgrajeni motor za digitalni procesor gibanja.
• Primarni 12C digitalni komunikacijski vmesniki.
• Pomožni vmesniki I2C za komunikacijo z zunanjimi senzorji, kot je Magnetometer.
• Notranja ura.
• Podatkovni registri za shranjevanje podatkov senzorjev.
• FIFO pomnilnik, ki pomaga zmanjšati porabo energije.
• Uporabniško programirane prekinitve.
• Digitalni izhodni temperaturni senzor.
• Samotestiranje za žiroskop in merilnik pospeška.
• LDO in pristranskost.
• Črpalka za polnjenje.
• Registri stanja.

Shema vezja

Žiroskop, ki je prisoten v MPU6050, lahko zazna vrtenje okoli treh osi X, Y, Z. Coriolisov učinek povzroči vibracije, ko se žiroskopi vrtijo okoli katere koli osi. Te vibracije pobere kondenzator. Proizvedeni signal se nato ojača, demodulira in filtrira, da se ustvari napetost, ki je sorazmerna s kotno hitrostjo. Ta napetost se nato digitalizira z uporabo ADC-jev.

DMP, prisoten na MPU6050, razbremeni izračun algoritmov za zaznavanje gibanja iz gostiteljskega procesorja. DMP pridobi podatke iz vseh senzorjev in izračunane vrednosti shrani v svoje podatkovne registre ali v FIFO. Do FIFO lahko dostopate prek serijskega vmesnika. Z uporabo zatiča AD0 je mogoče z mikroprocesorjem povezati več kot en modul MPU6050. MPU6050 je enostavno uporabiti z Arduino , saj ima MPU6050 na voljo dobro dokumentirane knjižnice.

Medtem ko se I2C linije MPU6050 uporabljajo v aplikacijah, se z uporom 4,7 kΩ potegnejo visoko, prekinitveni zatič pa se s 4,7 kΩ uporom povleče navzdol. Ko so podatki na voljo v FIFO, se prekinitveni zatič dvigne visoko. Zdaj lahko mikrokrmilnik bere podatke z uporabo I2C komunikacija avtobus. Podatki, ki jih zagotavljajo knjižnice, vsebujejo naslednje podatkovne vrednosti - Quaternion komponente, Eulerjevi koti, Yaw, Pitch, Roll, realni pospešek, World frame acceleration in Teapot izmišljene vrednosti.

Pin Diagram

Pin-Diagram-of-MPU-6050

MPU6050 je na voljo v majhnem paketu 4 × 4 × 0,9 mm. Struktura MEMS je hermetično zaprta in vezana na ravni rezin. MPU6050 je na voljo v obliki 24-polnega paketa QFN. Pin opis tega modula je podan spodaj -

• Pin-1- CLKIN- je neobvezen vhod zunanje referenčne ure. Ta zatič je povezan z maso, kadar ga ne uporabljate.
• Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 so NC nožice. Ti zatiči niso povezani notranje.
• Pin-6, AUX_DA, je glavni serijski podatkovni zatič I2C. Ta zatič se uporablja za priključitev zunanjih senzorjev.
• Pin-7, AUX_CL, je glavna serijska ura I2C. Ta zatič se uporablja za priključitev zunanjih senzorjev.
• Pin-8, VLOGIC, je digitalni I / O napajalni zatič.
• Pin-9, AD0, je LSB-naslov podrejenega naslova I2C.
• Pin-10, REGOUT, je povezava kondenzatorja regulatorja filtra.
• Pin-11, FSYNC, je digitalni vhod za sinhronizacijo sličic. Ta zatič je povezan z maso, kadar ga ne uporabljate.
• Pin-12, INT, je prekinitveni digitalni izhodni zatič.
• Pin-13, VDD, je napajalni napetostni zatič.
• Pin-14, Pin-15, Pin-16, Pin-17 so NC pin. Ti nožici niso medsebojno povezani.
• Pin-18, GND, je osnova za napajanje.
• Pin-19 in Pin-21 sta zatiča RESV. Ti zatiči so rezervirani.
• Pin-20, CPOUT, je priključek kondenzatorja polnilne črpalke.
• Pin-22, je RESV, rezervirani pin.
• Pin-23, SCL, je serijska ura I2C.
• Pin-24, SDA, je zaporedni podatkovni zatič I2C.

Specifikacije MPU6050

MPU6050 je prva integrirana šestosna naprava za sledenje gibanju na svetu. Nekatere specifikacije tega modula so podane spodaj -

• MPU6050 ima 3-osni žiroskop, 3-osni merilnik pospeška in digitalni procesor gibanja, integriran na enem čipu.
• Deluje na napajalnik 3V-5V.
• MPU6050 uporablja protokol I2C za komunikacijo in prenos podatkov.
• Ta modul ima vgrajen 16-bitni ADC, ki zagotavlja veliko natančnost.
• MPU6050 je mogoče povezati z drugimi napravami IIC, kot so magnetometri.
• MPU6050 ima tudi vgrajen temperaturni senzor.
• I2C vodilo senzorja mu pomaga zbirati podatke neposredno iz zunanjega 3-osni kompasa, ki ga uporablja za zagotavljanje celotnega 9-osni MotionFusion izhoda.
• Za proizvajalce MPU6050 odpravlja potrebo po izbiri, kvalifikacijah in sistemski integraciji diskretnih naprav.
• Z vhodom I2C je mogoče povezati neercialne senzorje, kot je tlačni senzor.
• MPU6050 je sestavljen iz treh 16-bitnih ADC-jev za digitalizacijo 0-izhodov žiroskopa in treh 16-bitnih ADC-jev za digitalizacijo izhodov merilnika pospeška.
• Za natančno sledenje tako hitrih kot počasnih gibanj sta na voljo uporabniško programiran obseg žiroskopov in uporabniško programiran merilnik pospeška.
• Prisoten je 1024-bajtni vmesni pomnilnik FIFO, ki pomaga zmanjšati porabo energije modula.
• Potreba po pogostnem združevanju izhodov senzorja je s pomočjo vgrajenega DMP-ja čim manjša.
• MPU6050 ima tudi oscilator na čipu z odstopanjem ± 1%.
• MPU6050 ima nizkopasovne filtre za žiroskop, merilnik pospeška in temperaturni senzor.
• Referenčni zatič VLOGIC se uporablja za nastavitev logičnih ravni vmesnika I2C.
• Uporabniški program žiroskopa, ki je prisoten na MPU6050, je ± 250, ± 500, ± 1000 in ± 2000 ° / sek.
• Sinhronizacija slike, videa in GPS podpira zunanji sinhronizacijski zatič žiroskopa.
• Ta žiroskop je izboljšal delovanje nizkofrekvenčnega hrupa.
• Žiroskop za delovanje potrebuje 3,6 mA toka.
• Nizkoprepustni filter žiroskopa je digitalno programabilen.
• Merilnik pospeška, prisoten na MPU6050, deluje na 500μA toka.
• Programabilni obseg tega merilnika pospeška je ± 2g, ± 4g, ± 8g in 16g.
• Merilec pospeška lahko zazna tudi orientacijo, zaznavanje tapkanja.
• Za merilnik pospeška so na voljo uporabniško programirane prekinitve.
• Med osmi merilnika pospeška in žiroskopa je minimalna občutljivost navzkrižne osi.
• Za komunikacijo z vsemi registri se uporablja 400kHz hiter način I2C.
• DMP, prisoten na MPU6050, podpira 3D-obdelavo gibanja in algoritme za prepoznavanje kretenj.
• Za sistemski procesor je na voljo serijsko branje. Po branju podatkov iz FIFO sistemski procesor preide v način spanja z nizko porabo energije, medtem ko MPU zbere več podatkov.
• Funkcije, kot so prepoznavanje kretenj, premikanje, povečava, pomikanje, zaznavanje tapkanja in zaznavanje barake, podpirajo programabilne prekinitve.
• MPU6050 ima tudi neobvezni vhod za zunanjo uro 32,768kHz ali 19,2Mhz.

Aplikacije MPU6050

Nekatere aplikacije tega modula so navedene spodaj -

• Ta modul se uporablja v tehnologiji Blurfree za stabilizacijo videa ali slike.
• Ta modul se uporablja za prepoznavanje potez v zraku.
• V sistemih za zaščito in preverjanje pristnosti se MPU6050 uporablja za prepoznavanje kretenj.
• Za upravljanje in navigacijo uporabniškega vmesnika brez dotika se uporablja MPU6050.
• Ta modul se uporablja v ukazni tehnologiji za bližnjice z gestami.
• Ta modul je našel aplikacijo tudi v igrah in aplikacijskih okvirih, ki omogočajo gibanje.
• V InstantGesture -IG se MPU6050 uporablja za prepoznavanje kretenj.
• Zaradi svoje majhnosti se ta modul uporablja v prenosnih enotah in prenosni igralni opremi.
• Ta modul imajo tudi krmilniki iger, ki temeljijo na gibanju.
• Ta daljinski upravljalniki, 3D miši uporabljajo tudi ta modul.
• Nosljivi materiali, ki se uporabljajo za zdravje, fitnes in šport, vsebujejo tudi MPU6050.
• Ta modul lahko najdete tudi v številnih igračah.
• Za meritve IMU se uporablja MPU6050.
• V brezpilotnih letalih in quadcopterjih se MPU6050 uporablja za nadzor položaja.
• Ta modul je našel aplikacijo tudi pri samoravnotežnih robotih.
• MPU6050 je zelo zaželen za robotsko krmiljenje roke.
• Humanoidni roboti ta modul uporabljajo tudi za zaznavanje nagiba, vrtenja in usmerjanja.
• V pametnih telefonih se ta modul uporablja za aplikacije, kot so razširjena resničnost, igranje iger, nadzor ukazov z gestami, panoramsko zajemanje fotografij in ogled.
• Ta modul se uporablja tudi za lokacijske storitve.

Alternativni IC

Nekateri IC, ki jih je mogoče uporabiti kot alternativo MPU6050, so ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Ta modul je zelo primeren za prenosne naprave zaradi svoje kompaktne velikosti in baterijskih sistemov zaradi zahtev po nizki porabi energije. MPU6050 lahko ročni mobilni telefon spremeni v močno 3D inteligentno napravo. Nadaljnje podrobnosti o električnih značilnostih in logiki prekinitev tega modula najdete v njegovem podatkovni list . Na kateri mikroprocesor ste povezali MPU6050?