Jocurile 3D, imaginile 3D și videoclipurile 3D sunt astăzi tehnologie de trend. Pentru o experiență îmbunătățită a utilizatorului final, producătorii introduc multe metode noi. Principalele funcții din spatele tehnologiei 3D sunt detectarea rotației, detectarea orientării, detectarea mișcării, detectarea gesturilor, precum și recunoașterea, etc. Dispozitivele care pot măsura aceste funcții sunt giroscopele și accelerometrele. Deoarece dimensiunea produsului final este foarte mică, senzorii încorporați în acesta ar trebui să îndeplinească și cerințele de dimensiuni mici. MPU6050 a venit ca răspuns la această provocare. Deoarece este cel mai mic dispozitiv care are integrarea on-chip atât a giroscopului, cât și a accelerometrului. Poate fi încorporat cu ușurință într-un smartphone datorită dimensiunilor mici.

Ce este MPU6050?

MPU6050 este un dispozitiv de urmărire a mișcării pe 6 axe bazat pe MEMS. Are un giroscop on-chip și accelerometru senzori împreună cu senzor de temperatura . MPU6050 este un dispozitiv digital. Acest modul este de dimensiuni foarte mici, are cerințe de consum redus de energie, foarte precis, are repetabilitate ridicată, toleranță la șoc ridicată, are programabilitate specifică aplicației și puncte de preț scăzute pentru consumatori. MPU6050 poate fi ușor interfațat cu alți senzori, cum ar fi magnetometre și microcontrolere.

Diagramă bloc

Diagrama bloc a MPU6050

Modulul MPU6050 este compus din următoarele blocuri și funcții.

“ce face un nic ”

Un senzor de giroscop MEMS cu 3 axe cu trei ADC-uri pe 16 biți și condiționare a semnalului.
Un senzor accelerometru MEMS pe 3 axe cu trei ADC pe 16 biți și condiționare a semnalului.
Un motor cu procesor de mișcare digitală on-chip.
Interfețe de comunicații digitale primare 12C.
Interfețe auxiliare I2C pentru comunicarea cu senzori externi, cum ar fi magnetometrul.
Ceas intern.
Registrele de date pentru stocarea datelor senzorilor.
Memorie FIFO care ajută la reducerea consumului de energie.
Întreruperi programabile de utilizator.
Un senzor digital de temperatură de ieșire.
Autotest pentru giroscop și accelerometru.
LDO și Bias.
Încarcă pompa.
Registre de stare.

Diagrama circuitului

Giroscopul prezent în MPU6050 poate detecta rotația în jurul celor trei axe X, Y, Z. Efectul Coriolis provoacă o vibrație atunci când giroscoapele sunt rotite în jurul oricăreia dintre axe. Aceste vibrații sunt preluate de condensator. Semnalul produs este apoi amplificat, demodulat și filtrat pentru a produce o tensiune proporțională cu rata unghiulară. Această tensiune este apoi digitalizată utilizând ADC-uri.

DMP-ul prezent pe MPU6050 descarcă calculul algoritmilor de detectare a mișcării de la procesorul gazdă. DMP achiziționează date de la toți senzorii și stochează valorile calculate în registrele sale de date sau în FIFO. FIFO poate fi accesat prin interfața serială. Folosind pinul AD0, mai mult de un modul MPU6050 poate fi interfațat cu un microprocesor. MPU6050 poate fi utilizat cu ușurință Arduino , deoarece MPU6050 are disponibile biblioteci bine documentate.

În timp ce sunt utilizate în aplicații, liniile I2C ale MPU6050 sunt ridicate folosind un rezistor de 4.7kΩ, iar pinul de întrerupere este tras în jos folosind rezistorul de 4.7kΩ. Când datele sunt disponibile în FIFO, pinul de întrerupere crește. Acum un microcontroler poate citi datele folosind Comunicare I2C autobuz. Datele furnizate de biblioteci conțin următoarele valori de date - componente Quaternion, unghiuri Euler, Yaw, Pitch, Roll, accelerație în lumea reală, accelerație cadru World și Teapot inventează valori sensibile.

Diagrama Pin

Pin-Diagrama-MPU-6050

MPU6050 este disponibil ca pachet mic de 4 × 4 × 0,9 mm. Structura MEMS este sigilată ermetic și lipită la nivelul plăcii. MPU6050 este disponibil ca pachet QFN cu 24 de pini. Descrierea PIN a acestui modul este dată mai jos-

Pin-1- CLKIN- este intrarea de ceas de referință externă opțională. Acest pin este conectat la masă atunci când nu este utilizat.
Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 sunt pini NC. Acești pini nu sunt conectați intern.
Pin-6, AUX_DA, este pinul de date seriale master I2C. Acest pin este utilizat pentru conectarea senzorilor externi.
Pin-7, AUX_CL, este ceasul serial master I2C. Acest pin este utilizat pentru conectarea senzorilor externi.
Pin-8, VLOGIC, este pinul digital de tensiune de alimentare I / O.
Pin-9, AD0, este pinul LSB al adresei slave I2C.
Pin-10, REGOUT, este conexiunea condensatorului filtrului regulatorului.
Pin-11, FSYNC, este intrarea digitală de sincronizare a cadrelor. Acest pin este conectat la masă atunci când nu este utilizat.
Pin-12, INT, este pinul de ieșire digitală de întrerupere.
Pin-13, VDD, este pinul de tensiune de alimentare.
Pin-14, Pin-15, Pin-16, Pin-17 sunt pin NC. Acești pini nu sunt conectați intern.
Pin-18, GND, este sursa de alimentare cu energie electrică.
Pin-19 și Pin-21 sunt pinii RESV. Acești ace sunt rezervate.
Pin-20, CPOUT, este conexiunea condensatorului pompei de încărcare.
Pin-22, este RESV, pinul rezervat.
Pin-23, SCL, este ceasul serial I2C.
Pin-24, SDA, este pinul de date seriale I2C.

Specificații pentru MPU6050

MPU6050 este primul dispozitiv de urmărire a mișcării cu 6 axe din lume. Unele dintre specificațiile acestui modul sunt date mai jos-

MPU6050 are un giroscop pe 3 axe, accelerometru pe 3 axe și un procesor de mișcare digital integrat pe un singur cip.
Funcționează pe sursa de alimentare de 3V-5V.
MPU6050 utilizează protocolul I2C pentru comunicare și transfer de date.
Acest modul are un ADC încorporat pe 16 biți, care oferă o precizie deosebită.
MPU6050 poate fi interfațat cu alte dispozitive IIC, cum ar fi magnetometre.
MPU6050 are, de asemenea, un senzor de temperatură încorporat.
Magistrala senzorului I2C îl ajută să colecteze date direct de la busola externă pe 3 axe, pe care o folosește pentru a oferi o ieșire completă MotionFusion pe 9 axe.
Pentru producători, MPU6050 elimină necesitatea selectării, calificării și integrării la nivel de sistem a dispozitivelor discrete.
Folosind portul său I2C, senzorii non-inerțiali, cum ar fi senzorul de presiune, pot fi interfațați.
MPU6050 constă din trei ADC-uri pe 16 biți pentru digitalizarea ieșirilor 0 giroscop și trei ADC-uri pe 16 biți pentru digitalizarea ieșirilor accelerometrului.
Există o gamă de giroscop programabil de utilizator și o gamă de accelerometre programabilă de utilizator pentru urmărirea precisă a mișcărilor rapide și lente.
Există un buffer FIFO on-chip de 1024 octeți, care ajută la reducerea consumului de energie al modulului.
Necesitatea unei reuniuni frecvente a ieșirii senzorului este minimizată cu ajutorul DMP on-chip.
MPU6050 are, de asemenea, un oscilator on-chip cu variație de ± 1%.
MPU6050 are filtre low-pass pentru giroscop, accelerometru și senzor de temperatură.
Pinul de referință VLOGIC este utilizat pentru a seta nivelurile logice ale interfeței I2C.
Gama de giroscop programabilă de utilizator prezentă pe MPU6050 este de ± 250, ± 500, ± 1000 și ± 2000 ° / sec.
Sincronizarea imagine, video și GPS sunt acceptate de pinul de sincronizare extern al giroscopului.
Acest giroscop a îmbunătățit performanțele de zgomot de joasă frecvență.
Giroscopul are nevoie de 3,6 mA de curent pentru funcționare.
Filtrul de trecere jos al giroscopului este programabil digital.
Accelerometrul prezent pe MPU6050 funcționează la 500μA de curent.
Gama programabilă la scară completă a acestui accelerometru este de ± 2g, ± 4g, ± 8g și 16g.
Accelerometrul poate detecta, de asemenea, orientarea, detectarea prin atingere.
Întreruperile programabile de utilizator sunt prezente pentru accelerometru.
Între axele accelerometrului și giroscop există o sensibilitate minimă pe axa transversală.
Pentru a comunica cu toate registrele se utilizează modul rapid 400kHz I2C.
DMP prezent pe MPU6050 acceptă procesarea mișcării 3D și algoritmi de recunoaștere a gesturilor.
Citirea în rafală este furnizată pentru procesorul de sistem. După citirea datelor de la FIFO, procesorul sistemului intră în modul de repaus cu putere redusă, în timp ce MPU colectează mai multe date.
Funcții precum recunoașterea gesturilor, panoramarea, mărirea, derularea, detectarea apăsării și detectarea cabanei sunt acceptate de întreruperile programabile.
MPU6050 are, de asemenea, o intrare opțională de ceas extern de 32,768 kHz sau 19,2 MHz.

Aplicații ale MPU6050

Unele dintre aplicațiile acestui modul sunt date mai jos-

Acest modul este utilizat în tehnologia Blurfree pentru stabilizarea video sau a imaginilor statice.
Pentru recunoașterea gesturilor în aer se folosește acest modul.
În sistemele de securitate și autentificare, MPU6050 este utilizat pentru recunoașterea gesturilor.
Pentru aplicația UI „fără atingere” se utilizează controlul și navigarea aplicației MPU6050.
În tehnologia de comandă în mișcare pentru scurtături gestuale, este utilizat acest modul.
Acest modul a găsit, de asemenea, aplicații în mișcare și cadre de aplicații.
În InstantGesture -IG, MPU6050 este utilizat pentru recunoașterea gesturilor.
Datorită dimensiunilor reduse, acest modul este utilizat în telefoane și echipamente portabile de jocuri.
Controlerele de joc bazate pe mișcare au și acest modul.
Telecomandele 3D, șoarecii 3D folosesc și acest modul.
Portabilele utilizate pentru sănătate, fitness și sport conțin, de asemenea, MPU6050.
Acest modul poate fi găsit și în multe jucării.
Pentru măsurătorile IMU se utilizează MPU6050.
În drone și quadcopters, MPU6050 este utilizat pentru controlul poziției.
Acest modul și-a găsit aplicația și în roboții de auto-echilibrare.
MPU6050 este foarte preferat pentru controlul robotic al brațelor.
Roboții umanoizi folosesc și acest modul pentru detectarea înclinării, rotației, orientării.
În smartphone-uri, acest modul este utilizat pentru aplicații precum realitatea augmentată, jocurile, controlul comenzilor gestuale, captarea panoramică a fotografiilor și vizionarea.
Acest modul a fost aplicat și pentru servicii bazate pe locație.

IC alternativ

Unele dintre IC-urile care pot fi utilizate ca alternativă la MPU6050 sunt ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Acest modul este extrem de preferat pentru dispozitivele portabile datorită dimensiunii sale compacte și a sistemelor alimentate cu baterii datorită cerințelor sale de consum redus de energie. MPU6050 poate schimba un telefon mobil într-un dispozitiv inteligent 3D puternic. Detaliile suplimentare despre caracteristicile electrice și logica de întrerupere a acestui modul pot fi găsite în documentul său fișa cu date . La ce microprocesor ați interfațat MPU6050?