Accelerometru și giroscop mpu6050
Înainte de a trece la luarea în considerare a giroscopului modul și accelerometru, cred, nu va fi mai mult decât să înțeleagă pe scurt ceea ce este. Un giroscop este un dispozitiv care detectează o schimbare a unghiurilor de orientare ale corpului controlat. Prezentarea clasica este un anumit obiect de inerție care se rotește rapid în suspensie. Ca rezultat al rotirea obiectului va menține întotdeauna direcția, și statutul suspensiilor este posibilă determinarea unghiului de deviere. De fapt, giroscoape electronice construite în conformitate cu un alt sistem și, aranjat un pic (Cram titirez în cip nu ar fi ușor) mai greu. Accelerometru - un dispozitiv care măsoară proiecția accelerației aparentă, adică diferența dintre adevărata accelerația a obiectului și accelerația gravitațională. Într-un exemplu simplu, un astfel de sistem este o anumită greutate fixată la suspensie, având elasticitate (un arc pentru un bun exemplu). Deci, dacă un astfel de sistem este activat de un anumit unghi, sau iesi sau livra accelerare liniara, suspensia elastică reacționează la mișcarea sub acțiunea maselor și deviate și aici această deviere este determinată de accelerația. Astfel, giroscopul reacționează la schimbările în spațiu, indiferent de direcția de mișcare de accelerometru poate măsura accelerația liniară a obiectului, precum și ca obiect artificial poziție distanță în spațiu. Fiecare dispozitiv are avantaje și dezavantaje.
Circuit MPU6050 cuprinde accelerometru la bord și un giroscop, și chiar dincolo de aceasta, iar senzorul de temperatură. MPU6050 este elementul principal al modulului GY-531. În plus, acest modul placă de circuit este necesar MPU6050 conducte, inclusiv pull-up interfață rezistențe I 2 C, precum și un regulator de tensiune cu o 3.3 volți de tensiune joasă dropout (pentru nutriție au 3.3 volți pe ieșirea stabilizatorului exact va fi de 3 volți ) cu condensatori de filtrare. Ei bine, placa de bonus cositorite SMD LED-uri cu un rezistor de limitare a curentului ca un indicator de tensiune. Dimensiunea de bord modulului GY-521 10 x 20 mm.
Modulul de circuit este prezentat mai jos (valori nominale pot fi ușor diferite în diferite versiuni ale modulului):
- tensiune 2,375 - 3,46 volți
- alimentare cu curent 4mA
- Interfață de date - I2C
- I2C viteză maximă - 400 kHz
- I2C de intrare pentru alți senzori
- oscilator intern este de 8 MHz (unitatea este capabil să se conecteze la un rezonator cristal extern 32.768 kHz sau 19,2 MHz)
Trebuie remarcat MPU6050 posibilitate funcționa în modul master pentru pini I2C AUX la care poate fi conectat un senzor extern (de exemplu, magnetometru). Sincer, eu nu înțeleg ce este tot ce aveți nevoie, dacă este mai ușor pentru a conecta senzori suplimentari la un autobuz I2C comun al microcontrolerului.
- trei axe MEMS giroscop 16 biți ADC
- trei axe MEMS accelerometru 16 biți ADC
- Digital Motion Procesor (DMP)
- slave I 2 C pentru conectarea la microcontroler
- maestru I 2 C cip pentru conectare la senzor suplimentar
- registre de date senzor
- FIFO
- întrerupe
- senzor de temperatură
- giroscoape de auto-test și accelerometre
- înregistrați identificarea dispozitivului
Modul Aspect GY-521:
Sunt incluse unghiuri drepte și conexiune tip fișă. A fost sudat conector tată drept.
Acești senzori de măsurare pot fi citite din ambele registre de stocare și funcții FIFO de a utiliza. Există un registru separat numit Cine sunt eu, valoarea scrisă în acest registru permanent și pot fi luate în considerare doar poate fi folosit ca un identificator de dispozitiv, valoarea în registrul 104 sau 0h68. Un știft separat este de întrerupere, care este configurat prin setarea registre anumite evenimente.
Senzorii giroscop și accelerometru fabricat ca (sistem microelectromechanical) MEMS - stimul extern la senzor modifică prima stare a pieselor mecanice, urmată de schimbarea mecanică a stat determină o schimbare în semnal electric. Un cuvânt este asamblat într-o singură carcasă, nu numai electronica, ci mecanica. În MPU6050 cip conține doar doi senzori MEMS, producătorul susține că influența lor reciprocă pe fiecare parte, este redusă la minimum. Ei bine, nu-i rău pentru prețul modulului finit este de ordinul a 2 UE. De altfel, aceste module pot fi achiziționate de la AliExpress etaje de tranzacționare sau eBay.
Astfel, prin integrarea de stat a unghiului de poziție, și eroarea Integreaza - cu utilizarea pe termen lung pot fi obținute valori este absolut greșit. De aceea, giroscop adesea utilizat în conjuncție cu un accelerometru, pentru a forma o variantă simplă, filtrul alfa-beta sau un filtru complementar.
Cu un accelerometru totul mai ușor. accelerare a trei axe ale datelor de senzor de măsurare pot fi obținute prin transformarea acestora cu o geometrie care poate fi, de asemenea, orientarea obiectului în spațiu. În plus, accelerația liniară măsuri de accelerometru, adică orientarea obiectului poate fi distorsionată atunci când senzorul se mișcă într-o direcție liniară. De asemenea, cu ajutorul accelerometrului poate detecta miscarea unui obiect sau a unei coliziuni. De exemplu, pentru a detecta căderea unui obiect sau de un impuls pe obstacol pentru ao obține.
Datele de la accelerometrul obține întotdeauna suficient de precisă, care este, de zero este întotdeauna zero, sub orice influențe (sens nu depinde nici de timp, nici de natura impactului), dar lipsa constă în faptul că datele sunt de zgomot într-o serie de date, care este, la zecimi de grad pentru a măsura cu precizie unghiul nu va funcționa. Dar, pe baza datelor experimentale, precizia la cele mai apropiate valori de grade întregi menținut destul de stabil. Nu uita despre influența accelerației liniare.
În cazul în care senzorul este achiziționat, puteți proceda la luarea în considerare a modulelor interne, și anume, elementul principal - MPU6050 cip. Informațiile sunt stocate în registrele cip, care sunt mai mult de 100 (!). Și aici se află capcana imens. producătorul nu a ostenit vopsea în documentația de toate informațiile, și numai adus esențialul. De fapt, eu nici măcar nu știu cât de mult există în toate registrele disponibile pentru citire sau scriere, sau ambele. unele registre ca informații pur și simplu nu există, cu excepția numelui său. Ei bine, trebuie să se determine experimental influența valorilor înregistrate în unele registre.
La sfârșitul articolului, puteți descărca codul sursă pentru un exemplu de utilizare a acestui modul. În interior, veți găsi informații cu privire la modul de a citi modulul de date a senzorilor și a inițializa dispozitivul, sau doar registrele originale setarea pentru a pune în funcțiune unitatea de GY-521.
Chip-ul conține Digital Motion Procesor (DMP), este necesar pentru a procesa datele primite de la senzorii giroscop și accelerometru. Toate acestea se face în scopul de a îmbunătăți acuratețea datelor, ca și în prelucrarea în acuratețea datelor microcontroler poate fi afectată din cauza reducerii vitezei de procesare. De obicei, algoritmii de procesare de mișcare trebuie să funcționeze la o frecvență suficient de mare, în mod tipic 200 Hz, potrivit documentației.
În ceea ce privește registrele, suma lor destul de mare, informațiile necesare sunt în harta registru pe MPU6050, documentul atașat la articol. În plus, codul sursă este atașat la setările acestor registre.
schema a fost asamblat pentru lucrările de modul de demonstrație:
În plus, există 6 LED-uri, care se aprind în funcție de senzorul de poziție pentru axa Y accelerometru.
Modulul conține senzori de stabilizator deja 3,3 volți, astfel încât se poate conecta la ambele 5 volți și 3,3 volți pentru. Microcontrolerul este alimentat de la o tensiune de 3,3 volți, pentru a face nivelurile potrivite I 2 C.
Dispozitivul asamblat pe breadboard:
Pentru a programa biții de configurare microcontroler Fyuz (ATmega8):
Domeniul de aplicare a unor astfel de senzori este larg. Acest modul este adesea folosit pentru a stabiliza quadrocopter de zbor din cauza partajare a giroscopului și accelerometru. În plus, modulul poate fi utilizat pentru a coordona o varietate de dispozitive - de la un detector de mișcare sistemul de orientare a diferitelor roboți sau controlul traficului orice dispozitive. Zona de astfel de dispozitive senzor este destul de nou și interesant de a învăța și de a folosi în arta de amatori.
În concluzie, aș dori să rețineți că modulul de date - o solutie ieftina si destul de bine le va personaliza la orice dispozitiv, modul de dimensiuni mici, care permite cu ușurință să-l încorporați în majoritatea schemelor, dacă este necesar, folosiți un giroscop și / sau accelerometru, un număr mare de setări de senzori.