MPU-6050 ilə performansın optimallaşdırılması: Quraşdırma, kalibrləmə və tətbiqlər
2024-04-25 9257

Mpu-6050 3 oxlu bir giroskop, 3 oxlu akselerometr və genişlənə bilən rəqəmsal hərəkət prosessoru (DMP) birləşdirən dünyanın ilk inteqrasiya edilmiş 6 oxlu hərəkətli emal komponentidir.Onu istifadə etmək məqsədi, x, y və z oxlarında, yəni meydança bucağı, rulon bucağı və yaw bucağında ölçülən (kimi bir kvadrat kimi balanslaşdırıcı bir avtomobil) ölçülən bir şey əldə etməkdir.I2C interfeysi vasitəsilə MPU-6050 (üç oxlu sürətlənmə reklam dəyəri və üç oxlu bucaqlı sürət reklam dəyəri) altı məlumatını oxuduq.Donure Fusion emalı, meydança, rulon və yaw açılar hesablana bilər.Ölçmə dəyərləri üçün bir istiqamətli arayış olaraq, sensor koordinat istiqamətinin tərifi, sağ əlli koordinat sisteminin prinsipinə tabe olan rəqəmdə göstərildiyi kimi (yəni x-Axis, şəhadət barmağının y oxunun müsbət istiqamətinə, orta barmaq z-oxun müsbət istiqamətinə işarə edir. İstiqamət).

Xüsusi i2C sensoru avtobusu ilə MPU-6050, tam 9 oxlu bir MotionFusionFusionFusion ™ çıxışı təmin edən xarici 3 oxlu kompasdan birbaşa giriş əldə edə bilir.Birləşdirilmiş giroskop və sürətləndirici qrafiki arasındakı uyğunsuzluq problemini aradan qaldırır və çox komponentlərə nisbətən qablaşdırma məkanını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.Üç oxlu bir maqnitölçəsinə qoşulduqda, MPU-60X0, əsas I2C və ya SPI portuna tam 9 oxlu hərəkət qaynaşması nəticəsini təmin etməyə qadirdir (SPI portu yalnız MPU-6000-də mövcuddur).

- AIS328DQtr

- ICM-20689

- Mpu-3300

- Mpu-6000

- Mpu-6500

MPU-6050 istehsalçısı TDK-dır.TDK-nin iki təsisçisi, Dr. Yogoro Kato və Takei Takei, Tokioda ferrit icad etdilər, tokio Denkikagaku Kogyo K.K.1935-ci ildə. Qlobal elektronika sənayesi markası olaraq, TDK elektron xammal və elektron komponentlərin sahələrində hər zaman üstünlük təşkil edən bir mövqe tutmuşdur.TDK-nin hərtərəfli və innovasiya ilə idarə olunan məhsul portfeli, keramika kondokitorları, alüminium elektrolitik konqres, maqnit məhsulları, yüksək tezlikli komponentlər, piezoelektrik və qorunma cihazları, habelə sensorlar və temperatur və təzyiq,maqnit və mems sensorlar) və s. Bundan əlavə, TDK enerji təchizatı və enerji cihazları, maqnit başları və digər məhsulları da təmin edir.Onun məhsul markalarına TDK, EPCOS, Invensense, Mikronas, Tronics və TDK-Lambda daxildir.

Bunların arasında, SCL və SDA, MCU-ya qoşulmuş IIC interfeysləridir və MCU bu IIC interfeysi vasitəsilə MPU-6050-ə nəzarət edir.İIC interfeysi, yəni aux_cl və aux_da da var.Bu interfeys, doqquz ox sensoru yaratmaq üçün maqnit sensorlar kimi xarici qul cihazlarını birləşdirmək üçün istifadə edilə bilər.Vlogic io port gərginliyidir.Bu pin minimum 1.8v dəstəkləyə bilər.Ümumiyyətlə onu birbaşa VDD-yə bağlayırıq.AD0, Qul IIC interfeysinin ünvanı idarəetmə pinəsidir (MCU-ya qoşulmuş).Bu pin iic ünvanının ən aşağı hissəsini idarə edir.GND-yə bağlıdırsa, MPU-6050-in IIC ünvanı 0x68-dir;VDD-yə bağlıdırsa, 0x69-dır.Unutmayın ki, buradakı ünvanda ən aşağı məlumat ötürülməsi daxil deyil (ən aşağı bit ən aşağı bit oxunuş və yazma əməliyyatları üçün istifadə olunur).MWBalcancSC15-də AD0 GND-yə qoşuldu, buna görə MPU-6050-nin IIC ünvanı 0x68 (ən aşağı biti istisna olmaqla).

MPU-6050, STC15 ilə ünsiyyət qurmaq üçün IIC istifadə edir, buna görə əvvəlcə MPU-6050-ə qoşulmuş SDA və SCL məlumat xətlərini başlatmalıyıq.

Bu addım, MPU-6050-in bütün qeydləri, güc idarəetmə qeydiyyatından 1 (0x6b) 1-dən Bit7-ə yazmaqla əldə olunan standart dəyərlərinə qədər bütün qeydləri bərpa edir.Resetdən sonra, güc idarəetmə qeydiyyatı 1 standart dəyərə (0x40) bərpa ediləcək və bu qeyd sonradan MPU-6050-ni oyatmaq və normal iş vəziyyətinə salmaq üçün 0x00-ə təyin edilməlidir.

Bu addımda, iki sensorun (0x1B) və sürətlənmə sensoru konfiqurasiya qeydiyyatı (0x1c) vasitəsilə iki sensorun tam miqyaslı aralığını (FSR) təyin etdik.Adətən, giroskopun tam miqyaslı çeşidini ± 2000dps və akselerometrin tam miqyaslı çeşidini ± 2G-ə təyin etdik.

Burada aşağıdakı parametrləri konfiqurasiya etməliyik: fasilələri söndürün, AUX I2C interfeysini söndürün, FIFO-nu deaktiv edin, giroskop seçmə dərəcəsini təyin edin və rəqəmsal aşağı ötürmə filtrini (DLPF) konfiqurasiya edin.Bu fəsildə məlumatları oxumaq üçün fasilələrdən istifadə etmədiyimiz üçün kəsilmə funksiyasını söndürmək lazımdır.Eyni zamanda, digər xarici sensorlar birləşdirmək üçün AUX I2C interfeysindən istifadə etməyəcəyimizdən bəri bu interfeysi bağlamalıyıq.Bu funksiyalar kəsilmədən (0x38) və istifadəçi nəzarəti qeydiyyatı (0x6a) vasitəsilə idarə edilə bilər.MPU-6050 Sensor məlumatlarını saxlamaq üçün FİFO-dan istifadə edə bilər, ancaq bu fəsildə istifadə etməmişik, buna görə də bütün FIFO kanallarının bağlanması lazımdır.Bu, FIFO-nun aktiv (0x23) ilə idarə edilə bilər.Varsayılan olaraq, bu reyestrin dəyəri 0 (yəni fifo deaktivdir), buna görə standart dəyəri birbaşa istifadə edə bilərik.Giroskopun seçmə dərəcəsi seçmə dərəcəsi bölücü qeydiyyatı (0x19) tərəfindən idarə olunur.Normalda, bu seçmə nisbətini 50-yə təyin etdik. Rəqəmsal Aşağı Pass Filter (DLPF) konfiqurasiyası Konfiqurasiya Qeydiyyatı (0x1a) vasitəsilə tamamlanır.Ümumiyyətlə, məlumatların dəqiqliyini və cavab sürətini tarazlaşdırmaq üçün DLPF-ni bant genişliyinə qədər yarısına qoyacağıq.

Sistem saatı mənbəyinin qəbulu, bu qeydin ən aşağı üç bitinin ən aşağı üç bitinin saat mənbəyinin seçilməsini müəyyənləşdirdiyi güc idarəetmə reyestrindən asılıdır.Varsayılan olaraq, bu üç bit 0-a təyin olunur, bu da sistemin daxili 8MHz RC Osilatoru saat mənbəyi kimi istifadə edir.Bununla birlikdə, saat dəqiqliyini yaxşılaşdırmaq üçün tez-tez onu 1-ə təyin edirik və saat mənbəyi kimi X-Axis Gyroscope PLL-ni seçirik.Bundan əlavə, açısal sürət sensoru və sürətləndirmə sensoru aktivləşdirmək də başlanğıc prosesində vacib bir addımdır.Hər iki əməliyyat güc idarəetmə 2 (0x6c) vasitəsilə həyata keçirilir.Müvafiq sensoru aktivləşdirmək üçün sadəcə 0-a uyğun biti təyin edin.Yuxarıdakı addımları başa vurduqdan sonra MPU-6050 normal iş statusuna daxil ola bilər.Xüsusi təyin olunmayan bu qeydlər sistem tərəfindən standart dəyərləri əvvəlcədən qəbul edəcəkdir.

Sensor, içərisində bir gyro ilə təchiz olunmuşdur, bu daima giroskopik effekti səbəbindən ilkin istiqamətə paralel olaraq qalacaqdır.Buna görə, Gyro-nun ilkin istiqamətdən sapmasını aşkar edərək fırlanma istiqamətini və fırlanmanın istiqamətini hesablaya bilərik.

Accelerometer Sensor, sürətləndirmə ölçə biləcək bir cihazdır və piezoelektrik effekti prinsipi əsasında işləyir.Sürətlənmə zamanı sensor, kütləvi bloka tətbiq olunan inertial qüvvəni ölçür və sonra Newtonun ikinci qanunundan istifadə edərək sürətləndirmə dəyərini hesablayır.

DMP, giroskop və akselerometr sensorlarından və çıxış kviderlərindən məlumat əldə etmək üçün daxili Kalman filtri alqoritmi olan MPU6050 chip-də bir məlumat emal moduludur.Bu xüsusiyyət periferik mikroprosessorun iş yükünü çox azaldır və yorucu süzgəcdən və məlumat qaynaşmalarının qarşısını alır.

Qeydlər:

Dördlüklər: Dördlər sadə superkomplex nömrələridir.Kompleks ədədlər həqiqi ədədlərdən və xəyali vahiddən ibarətdir, burada i ^ 2 =1.

- Oyuncaqlar

- Telefon və portativ oyun

- Hərəkətə əsaslanan oyun nəzarətçiləri

- Blurfree ™ texnologiyası (video / hələ də görüntü sabitləşməsi üçün)

- AirSign ™ texnologiyası (təhlükəsizlik / identifikasiya üçün)

- InstantGesture ™ iG ™ Jest Tanıma

- Sağlamlıq, fitness və idman üçün köhnəlmiş sensorlar

- Hərəkət effektiv oyun və tətbiq çərçivəsi

- MotionCommand ™ texnologiyası (jest qısa kəsikləri üçün)

- Yer əsaslı xidmətlər, maraq nöqtələri və ölü hesablama

- İnternetə bağlı DTV-lər üçün 3D uzaqdan idarəetmə və üst qutular, 3D siçanları seçin

- Touchanyhere ™ texnologiyası ("Heç bir toxunma" ui tətbiqi nəzarət / naviqasiya)

MPU-6050 səs-küyünü azaltmaq üçün aşağıdakı yolları çəkə bilərik.

MPU-6050-nin akselerometr və giroskopunu kalibrləmə, sensorların qərəzlərini və səhvlərini özləri aradan qaldıra bilər, beləliklə səs-küyün təsirini azaldır.Kalibrləmə prosesi ümumiyyətlə iki mərhələdən ibarətdir: statik kalibrləmə və hərəkət kalibrləmə.

MPU-6050-in elektrik xəttinə süzgəc konqresini əlavə etmək, elektrik təchizatı səs-küyünün sensora təsirini azalda bilər.Bu vaxt, PCB Layout zamanı, yüksək tezlikli siqnal xətləri və yüksək elektrikli komponentlər kimi mpu-6050-dən uzaq olanı saxlamağa çalışmalıyıq.

MPU-6050-dən xam məlumatları topladıqdan sonra səs-küylü müdaxiləni aradan qaldırmaq üçün ilkin məlumatları əvvəlcədən emal etmək üçün bir proqram süzgəc bağlantısı əlavə edə bilərik.Tez-tez istifadə olunan proqram süzgəc metodlarına orta filtrləmə, orta filtrləmə, kalman filtrləmə və s.

MPU-6050, kəsmə tezliyini təyin etməklə yüksək tezlikli səs-küyü azaltmaq üçün istifadə edilə bilən daxili inteqrasiya edilmiş rəqəmsal aşağı ötürmə filtrinə malikdir.Xüsusilə, A / D nümunəsi nəticəsində yaranan yüksək tezlikli səs-küyü aradan qaldırmaq üçün MPU-6050-nin konfiqurasiya reyestrini dəyişdirməklə rəqəmsal filtrin kəsilməsi tezliyini təyin edə bilərik.

MPU-6050, obyektlərin hərəkətini və münasibətini ölçmək üçün istifadə edilə bilən altı oxlu akselerometr və giroskop sensorudur.MPU-6050-ə əsaslanan hərəkət trayektoriyasının hesablanması aşağıdakı addımlarla həyata keçirilə bilər:

İlk addım sensor məlumatlarını oxumaqdır.Müvafiq sürücü və kitabxana funksiyalarından istifadə edərək MPU-6050 sensorlarından akselerometr və giroskop məlumatlarını oxumalıyıq.Bu məlumatlar ümumiyyətlə rəqəmsal formatda çıxır, buna görə onları fiziki hissələrdə faktiki ölçmələrə çevirmək üçün bəzi dönüşüm və kalibrləmə işləri tələb olunur.

İkinci addım sürətlənməni hesablamaqdır.Birincisi, hər oxdakı obyektin sürətlənməsini əldə etmək üçün akselerometrdən məlumatları emal etməliyik.Sonradan, hər oxdakı obyektin sürətini və yerdəyişməsini hesablamaq üçün sürətləndirmə məlumatlarını birləşdirməliyik.Eulerin metodu və ya lunger-kutta metodu kimi ədədi inteqrasiya üsulları, yerdəyişmə hesablamalarının düzgünlüyünü təmin etmək üçün tez-tez bu prosesdə istifadə olunur.

Üçüncü addım bucaq sürətini hesablamaqdır.Giroskop məlumatlarından istifadə edərək, hər oxdakı obyektin açısal sürəti hesablana bilər.Yenə də bu məlumatların kalibrlənməsi və bucaq sürətini faktiki fiziki bölmələrdə əldə etmək üçün çevrilməlidir.

Dördüncü addım fırlanmanı hesablamaqdır.Bucaq sürət məlumatlarını birləşdirməklə, hər oxdakı obyektin fırlanması bucağı hesablana bilər.Bu, euler metodu və ya bucağı hesablamaq üçün longe-kutta üsulu kimi ədədi inteqrasiya üsullarından istifadə etməklə edilə bilər.

Beşinci addım məlumatları birləşdirməkdir.Obyektin tam münasibət və mövqe məlumatlarını əldə etmək üçün məlumatları akelerometrlər və giroskoplardan birləşdiririk.Bu, Quernion əsaslı münasibət həlledicisi və ya euler bucaqlı həlledici kimi alqoritmlərdən istifadə etməklə edilə bilər.

Altıncı addım nəticələri görüntüləməkdir.Hesablanmış obyekt motion traektoriyasını 3D koordinat sistemindəki nöqtələr toplusuna çevirir və obyektin hərəkət traektoriyası və münasibət dəyişiklikləri haqqında daha asan anlaşma üçün müvafiq vizual vasitələrdən istifadə edərək onu göstəririk.

Əldə edilmiş nəticələr 1% -dən az və etibarlılıq, lift şaftının düzgün ölçüsünü və lift sənayesinin yüksək standartlarını təmin etmək üçün kifayət qədər dəqiqliyi göstərdi.

Daxili MPU6050 qeydlərini oxumaq üçün Usta, i2C qul ünvanı və yazılı bitin ardınca başlanğıc vəziyyətini və sonra oxunacaq reyestrin ünvanı göndərir.

Geyinməyən sağlamlıq izləmə, fitness izləmə cihazlarında.Drones və Quadcopters-də MPU6050 mövqe nəzarət üçün istifadə olunur.Robot qolunu idarə etməkdə istifadə olunur.Əl jesti idarəetmə cihazları.

MPU6050 IMU sensor bloku, hardware ilə əlaqəli MPU-6050 sensoru olan məlumatları oxuyur.Blok, sensorun oxları boyunca sürətlənmə, açısal dərəcəsi və temperatur çıxır.

Bu, akselerometr və giroskopdan gələn məlumatları birləşdirən MPU6050-nin təyyarəsi prosessorudur.DMP, MPU6050-dən istifadə üçün açardır və daha sonra ətraflı izah olunur.Bütün mikroprosessorların olduğu kimi, DMP-nin işləməsi üçün firmware lazımdır.