3D игрите, 3D картините и 3D видеоклиповете са модерна технология днес. За подобрено изживяване на крайния потребител производителите въвеждат много нови методи. Основните функции зад 3D технологията са откриване на въртене, разпознаване на ориентация, засичане на движение, разпознаване на жестове, както и разпознаване и др ... Устройствата, които могат да измерват тези функции, са жироскопите и акселерометрите. Тъй като размерът на крайния продукт е много малък, вградените в него сензори също трябва да отговарят на изискванията за малки размери. MPU6050 дойде като отговор на това предизвикателство. Тъй като това е най-малкото устройство, което има интегрирана в чипа жироскоп и акселерометър. Той може лесно да се вгради в смартфон поради малкия си размер.

Какво е MPU6050?

MPU6050 е 6-осно устройство за проследяване на движение, базирано на MEMS. Той има вграден жироскоп и акселерометър сензори заедно с температурен сензор . MPU6050 е цифрово устройство. Този модул е с много малки размери, има ниски изисквания за консумация на енергия, много точен, има висока повторяемост, висока устойчивост на удар, има специфична за приложението програмируемост на изпълнението и ниски точки на потребителските цени. MPU6050 може лесно да бъде свързан с други сензори като магнитометри и микроконтролери.

Блокова диаграма

Блок-диаграма-на-MPU6050

Модулът MPU6050 се състои от следните блокове и функции.

“видове грешки в науката ”

3-осен MEMS сензор за жироскоп с три 16-битови ADC и кондициониране на сигнала.
3-осен сензор за акселерометър MEMS с три 16-битови ADC и кондициониране на сигнала.
Вграден двигател за цифров процесор на движение.
Основни 12C цифрови комуникационни интерфейси.
Спомагателни I2C интерфейси за комуникация с външни сензори като магнитометър.
Вътрешен часовник.
Регистри на данни за съхранение на данни от сензора.
FIFO памет, която помага за намаляване на консумацията на енергия.
Програмируеми от потребителя прекъсвания.
Цифров сензор за изходна температура.
Самопроверка за жироскоп и акселерометър.
LDO и пристрастия.
Зареждаща помпа.
Регистри на състоянието.

Електрическа схема

Намиращият се в MPU6050 жироскоп може да открие въртене около трите оси X, Y, Z. Ефектът на Кориолис причинява вибрации, когато жиросите се въртят около някоя от осите. Тези вибрации се улавят от кондензатора. След това произведеният сигнал се усилва, демодулира и филтрира, за да се получи напрежение, пропорционално на ъгловата скорост. След това това напрежение се цифровизира с помощта на ADC.

DMP, присъстващ на MPU6050, разтоварва изчисляването на алгоритми за засичане на движение от хост процесора. DMP получава данни от всички сензори и съхранява изчислените стойности в своите регистри с данни или във FIFO. FIFO може да бъде достъпен през серийния интерфейс. Използвайки AD0 пин, повече от един модул MPU6050 може да бъде свързан с микропроцесор. MPU6050 може лесно да се използва с Arduino , тъй като MPU6050 разполага с добре документирани библиотеки.

Докато се използват в приложения, I2C линиите на MPU6050 се изтеглят високо с помощта на резистор 4.7kΩ и прекъсващият щифт се изтегля надолу с резистор 4.7kΩ. Когато данните са налични във FIFO, щифтът за прекъсване отива високо. Сега микроконтролер може да чете данните с помощта I2C комуникация автобус. Данните, предоставени от библиотеките, съдържат следните стойности на данни - компоненти на Кватернион, ъгли на Ойлер, Yaw, Pitch, Roll, реално ускорение, World frame acceleration и Teapot измислят смислени стойности.

Pin диаграма

Pin-Diagram-of-MPU-6050

MPU6050 се предлага като малък пакет 4 × 4 × 0,9 мм. Структурата на MEMS е херметически затворена и залепена на нивото на вафлите. MPU6050 се предлага като 24-пинов QFN пакет. Пиновото описание на този модул е дадено по-долу -

Pin-1- CLKIN- е незадължителен вход за външен референтен часовник. Този щифт е свързан със земята, когато не се използва.
Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 са NC щифтове. Тези щифтове не са свързани вътрешно.
ПИН-6, AUX_DA, е I2C основният сериен данни ПИН. Този щифт се използва за свързване на външни сензори.
Pin-7, AUX_CL, е основният сериен часовник на I2C. Този щифт се използва за свързване на външни сензори.
Pin-8, VLOGIC, е цифровият I / O захранващ щифт.
Pin-9, AD0, е LSB щифтът на I2C slave адрес.
Pin-10, REGOUT, е връзката на кондензатора на филтъра на регулатора.
Pin-11, FSYNC, е цифровият вход за синхронизация на кадрите. Този щифт е свързан със земята, когато не се използва.
Pin-12, INT, е прекъсващият цифров изходен щифт.
Pin-13, VDD, е щифтът на захранващото напрежение.
Pin-14, Pin-15, Pin-16, Pin-17 са NC щифт. Тези щифтове не са свързани вътрешно.
Pin-18, GND, е земята за захранване.
Pin-19 и Pin-21 са RESV щифтовете. Тези щифтове са запазени.
Pin-20, CPOUT, е кондензаторна връзка на зарядната помпа.
ПИН-22, е RESV, запазеният ПИН.
Pin-23, SCL, е серийният часовник на I2C.
ПИН-24, SDA, е I2C сериен ПИН за данни.

Спецификации на MPU6050

MPU6050 е първото в света интегрирано 6-осно устройство за проследяване на движението. Някои от спецификациите на този модул са дадени по-долу -

MPU6050 има 3-осен жироскоп, 3-осен акселерометър и цифров процесор на движение, интегриран на един чип.
Работи на захранването на 3V-5V.
MPU6050 използва протокола I2C за комуникация и трансфер на данни.
Този модул има вграден 16-битов ADC, който осигурява голяма точност.
MPU6050 може да бъде свързан с други IIC устройства като магнитометри.
MPU6050 също има вграден температурен сензор.
I2C сензорната шина му помага да събира данни директно от външен 3-осов компас, който използва, за да осигури пълен 9-ос MotionFusion изход.
За производителите MPU6050 елиминира необходимостта от подбор, квалификация и интеграция на ниво система на дискретни устройства.
Използвайки своя I2C порт, могат да се свържат неинерционни сензори като сензор за налягане.
MPU6050 се състои от три 16-битови ADC за цифровизиране на 0 изхода на жироскопа и три 16-битови ADC за цифровизиране на изходите на акселерометъра.
Програмируем от потребителя диапазон на жироскоп и програмируем от потребителя диапазон на акселерометъра са налични за прецизно проследяване както на бързи, така и на бавни движения.
Присъства вграден 1024-байтов FIFO буфер, който помага за намаляване на консумацията на енергия на модула.
Необходимостта от често обединяване на изхода на сензора е сведена до минимум с помощта на вградения DMP.
MPU6050 също има вграден осцилатор с вариация от ± 1%.
MPU6050 има нискочестотни филтри за жироскоп, акселерометър и температурен сензор.
Референтният щифт VLOGIC се използва за задаване на логическите нива на интерфейса I2C.
Програмируемият от потребителя диапазон на жироскоп, присъстващ на MPU6050, е ± 250, ± 500, ± 1000 и ± 2000 ° / сек.
Синхронизирането на изображения, видео и GPS се поддържа от външния синхронизиращ щифт на жироскопа.
Този жироскоп е подобрил нискочестотните характеристики на шума.
Жироскопът се нуждае от 3,6 mA ток за работа.
Нискочестотният филтър на жироскопа е програмируем цифрово.
Акселерометърът, присъстващ на MPU6050, работи при 500μA ток.
Програмируемият пълен обхват на този акселерометър е ± 2g, ± 4g, ± 8g и 16g.
Акселерометърът може също така да открива ориентация, разпознаване на докосване
За акселерометъра са налице програмируеми от потребителя прекъсвания.
Между осите на акселерометъра и жироскопа има минимална чувствителност на напречна ос.
За комуникация с всички регистри се използва 400kHz бърз режим I2C.
DMP, присъстващ на MPU6050, поддържа алгоритми за 3D обработка на движение и разпознаване на жестове.
За системния процесор е осигурено серийно отчитане. След четене на данни от FIFO системният процесор влиза в режим на заспиване с ниска мощност, докато MPU събира повече данни.
Функции като разпознаване на жестове, панорамиране, мащабиране, превъртане, откриване на докосване и откриване на барака се поддържат от програмируемите прекъсвания.
MPU6050 има и опционален вход за външен тактов сигнал от 32,768kHz или 19,2Mhz.

Приложения на MPU6050

Някои от приложенията на този модул са дадени по-долу -

Този модул се използва в технологията Blurfree за стабилизиране на видео или неподвижно изображение.
За разпознаване на жестове във въздуха се използва този модул.
В системите за сигурност и удостоверяване MPU6050 се използва за разпознаване на жестове.
За „без докосване“ се използва управление и навигация на потребителския интерфейс MPU6050.
В технологията за управление на движение за жестови преки пътища се използва този модул.
Този модул също е намерил приложение в платформи за игри и приложения с активирано движение.
В InstantGesture -IG MPU6050 се използва за разпознаване на жестове.
Поради малкия си размер, този модул се използва в телефони и преносими игрални съоръжения.
Контролерите за игри, базирани на движение, също имат този модул.
3D дистанционни контролери, 3D мишки също използват този модул.
Носимите материали, използвани за здраве, фитнес и спорт, също съдържат MPU6050.
Този модул може да се намери и в много играчки.
За IMU измервания се използва MPU6050.
В безпилотни летателни апарати и квадрокоптери MPU6050 се използва за контрол на позицията.
Този модул е намерил приложение и в самобалансиращите се роботи.
MPU6050 е силно предпочитан за роботизиран контрол на рамото.
Роботите хуманоиди също използват този модул за накланяне, въртене, откриване на ориентация.
В смартфоните този модул се използва за приложения като добавена реалност, игри, управление на жестови команди, панорамно заснемане на снимки и гледане.
Този модул се прилага и за услуги, базирани на местоположение.

Алтернативна IC

Някои от интегралните схеми, които могат да се използват като алтернатива на MPU6050, са ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Този модул е силно предпочитан за преносими устройства поради компактните си размери и системите, захранвани от батерии, поради изискванията за ниска консумация на енергия. MPU6050 може да превърне преносимия мобилен телефон в мощно 3D интелигентно устройство. Допълнителните подробности за електрическите характеристики и логиката на прекъсване на този модул могат да бъдат намерени в него лист с данни . Към кой микропроцесор сте свързали MPU6050?