3D žaidimai, 3D nuotraukos ir 3D vaizdo įrašai šiandien yra populiarūs. Norėdami pagerinti galutinio vartotojo patirtį, gamintojai pristato daug naujų metodų. Pagrindinės 3D technologijos funkcijos yra sukimosi aptikimas, orientacijos nustatymas, judesio jutimas, gestų aptikimas, taip pat atpažinimas ir kt. ... Prietaisai, galintys išmatuoti šias funkcijas, yra giroskopai ir akselerometrai. Kadangi galutinio produkto dydis yra labai mažas, į jį įtaisyti jutikliai taip pat turėtų atitikti mažo dydžio reikalavimus. MPU6050 buvo atsakymas į šį iššūkį. Kadangi tai yra mažiausias įtaisas, integruotas tiek į žiroskopą, tiek į akselerometrą. Dėl mažo dydžio jį galima lengvai įterpti į išmanųjį telefoną.

Kas yra MPU6050?

MPU6050 yra 6 ašių judesio stebėjimo įrenginys, pagrįstas MEMS. Jis turi mikroschemoje esantį giroskopą ir akselerometras jutikliai kartu su temperatūros jutiklis . MPU6050 yra skaitmeninis prietaisas. Šis modulis yra labai mažo dydžio, turi mažus energijos suvartojimo reikalavimus, yra labai tikslus, pasižymi dideliu pakartojamumu, dideliu atsparumu smūgiams, jis gali būti programuojamas pagal programą ir žemas vartotojų kainų taškus. MPU6050 galima lengvai susieti su kitais jutikliais, tokiais kaip magnetometrai ir mikrovaldikliai.

Bloko schema

MPU6050 blokinė schema

MPU6050 modulį sudaro šie blokai ir funkcijos.

“kaip belaidė žiniasklaida paveikė telekomunikacijas ”

3 ašių MEMS spartos giroskopo jutiklis su trimis 16 bitų ADC ir signalo kondicionavimu.
3 ašių MEMS akselerometro jutiklis su trimis 16 bitų ADC ir signalo kondicionavimu.
Lusto skaitmeninio judesio procesoriaus variklis.
Pirminės 12C skaitmeninio ryšio sąsajos.
Papildomos I2C sąsajos ryšiui su išoriniais jutikliais, tokiais kaip magnetometras.
Vidinis laikrodis.
Duomenų registrai jutiklių duomenims laikyti.
FIFO atmintis, kuri padeda sumažinti energijos suvartojimą.
Vartotojo programuojami pertraukimai.
Skaitmeninis išėjimo temperatūros jutiklis.
Giroskopo ir akselerometro savikontrolė.
LDO ir šališkumas.
Įkrovimo siurblys.
Būsenos registrai.

Grandinės schema

MPU6050 esantis giroskopas gali aptikti sukimąsi aplink tris ašis X, Y, Z. Coriolio efektas sukelia vibraciją, kai giroskopai sukami apie bet kurią ašį. Šias vibracijas sugeria kondensatorius. Tada sukurtas signalas sustiprinamas, demoduliuojamas ir filtruojamas, kad būtų sukurta įtampa, proporcinga kampiniam greičiui. Tada ši įtampa skaitmeninama naudojant ADC.

MPU6050 esantis DMP išskiria judesio jutimo algoritmų apskaičiavimą iš pagrindinio kompiuterio procesoriaus. DMP renka duomenis iš visų jutiklių ir apskaičiuotas vertes saugo savo duomenų registruose arba FIFO. Su FIFO galima patekti per nuosekliąją sąsają. Naudojant AD0 kaištį, su mikroprocesoriumi gali būti sąsaja daugiau nei vienas MPU6050 modulis. MPU6050 galima lengvai naudoti su Arduino , nes MPU6050 yra gerai dokumentuotų bibliotekų.

Naudojant programas, MPU6050 I2C linijos yra ištrauktos aukštai naudojant 4,7 kΩ rezistorių, o pertraukimo kaištis - 4,7 kΩ rezistorių. Kai duomenų yra FIFO, pertraukimo kaištis pakyla aukštai. Dabar mikrovaldiklis gali nuskaityti duomenis naudodamas I2C komunikacija autobusas. Bibliotekų pateiktuose duomenyse yra šios duomenų vertės: „Quaternion“ komponentai, „Euler“ kampai, „Yaw“, „Pitch“, „Roll“, realaus pasaulio pagreitis, „World frame“ pagreitis ir „Teapot“.

Smeigtukų schema

MPU-6050 kaiščių schema

MPU6050 galima įsigyti kaip mažą 4 × 4 × 0,9 mm pakuotę. MEMS struktūra yra hermetiškai uždaryta ir sujungta plokščių lygiu. MPU6050 galima įsigyti kaip 24 kontaktų QFN paketą. Šio modulio kaiščių aprašymas pateiktas žemiau-

PIN-1 - CLKIN- yra pasirinktinis išorinio atskaitos laikrodžio įėjimas. Kai kaištis nenaudojamas, jis yra prijungtas prie žemės.
Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 yra NC kaiščiai. Šie smeigtukai nėra prijungti viduje.
PIN-6, AUX_DA, yra I2C pagrindinis serijos duomenų kaištis. Šis kaištis naudojamas išoriniams jutikliams prijungti.
Pin-7, AUX_CL, yra I2C pagrindinis serijinis laikrodis. Šis kaištis naudojamas išoriniams jutikliams prijungti.
Pin-8, VLOGIC, yra skaitmeninis įvesties / išvesties maitinimo įtampos kaištis.
PIN-9, AD0, yra I2C vergo adreso LSB kaištis.
PIN-10, REGOUT, yra reguliatoriaus filtro kondensatoriaus jungtis.
„Pin-11“, FSYNC, yra kadro sinchronizavimo skaitmeninė įvestis. Šis kaištis yra prijungtas prie žemės, kai jis nenaudojamas.
Pin-12, INT, yra pertraukiamo skaitmeninio išvesties kaištis.
Pin-13, VDD, yra maitinimo įtampos kaištis.
Pin-14, Pin-15, Pin-16, Pin-17 yra NC kaiščiai. Šie kaiščiai nėra prijungti viduje.
Pin-18, GND, yra maitinimo šaltinis.
Pin-19 ir Pin-21 yra RESV kaiščiai. Šie kaiščiai yra rezervuoti.
Pin-20, CPOUT, yra įkrovimo siurblio kondensatoriaus jungtis.
PIN-22 yra rezervuotas kaištis RESV.
„Pin-23“, SCL, yra I2C nuoseklusis laikrodis.
„Pin-24“, SDA, yra I2C serijos duomenų kaištis.

MPU6050 specifikacijos

MPU6050 yra pirmasis pasaulyje integruotas 6 ašių judesio stebėjimo prietaisas. Kai kurios šio modulio specifikacijos pateikiamos žemiau-

MPU6050 turi 3 ašių giroskopą, 3 ašių akselerometrą ir skaitmeninį judesio procesorių, integruotą į vieną mikroschemą.
Jis veikia maitinant 3V-5V.
MPU6050 naudoja I2C protokolą ryšiui ir duomenims perduoti.
Šiame modulyje yra įmontuotas 16 bitų ADC, kuris užtikrina didelį tikslumą.
MPU6050 gali būti sąsaja su kitais IIC įrenginiais, tokiais kaip magnetometrai.
MPU6050 taip pat turi įmontuotą temperatūros jutiklį.
„I2C“ jutiklio magistralė padeda jai rinkti duomenis tiesiai iš išorinio 3 ašių kompaso, kurį naudoja visapusiškam 9 ašių „MotionFusion“ išėjimui.
Gamintojams MPU6050 pašalina poreikį pasirinkti, kvalifikuoti ir sistemos lygmeniu integruoti atskirus įrenginius.
Naudojant jo I2C prievadą, galima susieti neinercinius jutiklius, tokius kaip slėgio jutiklis.
MPU6050 sudaro trys 16 bitų ADC, skirti skaitmeninti giroskopo 0 išėjimus, ir trys 16 bitų ADC, skirti skaitmeninti akselerometro išėjimus.
Vartotojo programuojamas giroskopo diapazonas ir vartotojo programuojamas akselerometro diapazonas yra tiksliam greitų ir lėtų judesių sekimui.
Yra luste esantis 1024 baitų FIFO buferis, kuris padeda sumažinti modulio energijos suvartojimą.
Poreikis dažnai kaupti jutiklio išvestį yra sumažintas naudojant lustą esantį DMP.
MPU6050 taip pat turi lustinį osciliatorių, kurio variacija yra ± 1%.
MPU6050 turi žemo dažnio filtrus giroskopui, akselerometrui ir temperatūros jutikliui.
VLOGIC atskaitos kaištis naudojamas nustatyti I2C sąsajos loginius lygius.
Vartotojo programuojamas giroskopo diapazonas, esantis MPU6050, yra ± 250, ± 500, ± 1000 ir ± 2000 ° / sek.
Vaizdų, vaizdo įrašų ir GPS sinchronizavimą palaiko išorinis giroskopo sinchronizavimo kaištis.
Šis giroskopas pagerino žemo dažnio triukšmo rodiklius.
Giroskopui veikti reikia 3,6 mA srovės.
Giroskopo žemų dažnių filtras yra programuojamas skaitmeniniu būdu.
MPU6050 esantis akselerometras veikia esant 500μA srovei.
Šio akselerometro programuojamas viso diapazono diapazonas yra ± 2g, ± 4g, ± 8g ir 16g.
Akselerometras taip pat gali aptikti orientaciją, bakstelėjimo aptikimą.
Akselerometrui yra vartotojo programuojami pertraukimai.
Tarp akselerometro ir giroskopo ašių yra minimalus kryžminis ašių jautrumas.
Ryšiui su visais registrais naudojamas 400 kHz greitasis režimas I2C.
DMP, esantis MPU6050, palaiko 3D judesio apdorojimo ir gestų atpažinimo algoritmus.
Sistemos procesoriui pateikiamas serijos nuskaitymas. Perskaičius duomenis iš FIFO, sistemos procesorius persijungia į mažos galios miego režimą, o MPU renka daugiau duomenų.
Programuojamos pertraukos palaiko tokias funkcijas kaip gestų atpažinimas, panoraminis vaizdas, mastelio keitimas, slinkimas, bakstelėjimo aptikimas ir lūžio aptikimas.
MPU6050 taip pat turi papildomą išorinį laikrodžio įėjimą 32,768 kHz arba 19,2 MHz.

MPU6050 programos

Kai kurios šio modulio programos pateikiamos žemiau -

Šis modulis naudojamas „Blurfree“ technologijoje vaizdo ar nejudančio vaizdo stabilizavimui.
Šis modulis naudojamas atpažinti ore esančius gestus.
Apsaugos ir autentifikavimo sistemose MPU6050 naudojamas gestų atpažinimui.
„Lietimui neliečiamam“ vartotojo valdymui ir naršymui naudojamas MPU6050.
Judėjimo komandų technologija, skirta gestų nuorodoms, naudojamas šis modulis.
Šis modulis taip pat rado pritaikymą žaidimų ir programų sistemose, kuriose įgalintas judėjimas.
Programoje „InstantGesture -IG“ gestams atpažinti naudojamas MPU6050.
Dėl mažo dydžio šis modulis naudojamas telefonuose ir nešiojamoje žaidimų įrangoje.
Judesio žaidimų valdikliai taip pat turi šį modulį.
3D pulteliai, 3D pelės taip pat naudoja šį modulį.
Sveikatos, kūno rengybos ir sporto drabužiams taip pat yraMPU6050.
Šį modulį taip pat galima rasti daugelyje žaislų.
IMU matavimams naudojamas MPU6050.
Bepiločiuose orlaiviuose ir keturračiuose automobiliuose MPU6050 naudojamas padėties valdymui.
Šis modulis taip pat buvo pritaikytas savaime balansuojančiuose robotuose.
MPU6050 yra labai pageidaujamas valdant robotą.
Humanoidiniai robotai taip pat naudoja šį modulį pasvirimui, sukimui, orientacijai nustatyti.
Išmaniuosiuose telefonuose šis modulis naudojamas tokioms programoms kaip papildyta realybė, žaidimai, gestų komandų valdymas, panoraminis nuotraukų fiksavimas ir peržiūra.
Šis modulis taip pat taikomas vietovės paslaugoms.

Alternatyvus IC

Kai kurie IC, kurie gali būti naudojami kaip alternatyva MPU6050, yra ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Šis modulis yra labai pageidaujamas nešiojamiesiems prietaisams dėl kompaktiško dydžio ir su baterijomis varomų sistemų dėl mažų energijos sąnaudų. MPU6050 rankinį mobilųjį telefoną gali pakeisti galingu 3D išmaniuoju įrenginiu. Daugiau informacijos apie šio modulio elektrines charakteristikas ir pertraukimo logiką galite rasti modulyje duomenų lapas . Su kuriuo mikroprocesoriumi esate prijungę MPU6050?