Optimize pèfòmans ak MPU-6050: Enstalasyon, kalibrasyon, ak aplikasyon pou
2024-04-25 9227

MPU-6050 se premye eleman nan mond lan entegre 6-aks pwosesis mouvman, ki entegre yon jiroskop 3-aks, 3-aks akseleromètr ak yon évolutive processeur mouvman dijital (DMP).Objektif la nan lè l sèvi avèk li se jwenn ang lan enklinasyon nan objè a yo dwe mezire (tankou yon kadkopètr, yon machin balanse) sou x la, y, ak z aks, se sa ki, ang lan anplasman, ang woule ak ang yaw.Nou li sis done yo nan MPU-6050 la (twa-aks akselerasyon valè AD ak twa-aks angilè valè AD vitès) nan koòdone nan I2C.Apre pwèstans pwosesis fizyon, anplasman an, woulo liv, ak ang yaw ka kalkile.Kòm yon referans direksyon pou valè mezi, definisyon an nan direksyon an kowòdone Capteur se jan yo montre nan figi ki anba a, ki swiv prensip la nan sistèm nan kowòdone men dwat (ki se, gwo pous la dwat nan direksyon pozitif nan x-Aks, dwèt endèks la pwen nan direksyon pozitif nan aks la y, ak dwèt nan mitan pwen nan direksyon pozitif nan aks z la.

Avèk otobis dedye I2C Capteur li yo, MPU-6050 a se kapab resevwa opinyon ki sòti dirèkteman nan yon ekstèn 3-aks Compass, bay yon plen 9-aks MotionFusion ™ pwodiksyon.Li elimine pwoblèm nan erè ant jiroskop la konbine ak delè akseleratè ak siyifikativman diminye espas anbalaj konpare ak solisyon milti-eleman.Lè ki konekte nan yon mayetomètr twa-aks, MPU-60X0 a se kapab bay plen 9-aks mouvman fizyon mouvman nan prensipal li yo I2C oswa SPI pò (sonje ke pò a SPI se sèlman ki disponib sou MPU-6000 la).

- Ais328dqtr

- ICM-20689

- MPU-3300

- MPU-6000

- MPU-6500

Manifakti a nan MPU-6050 se TDK.Apre de fondatè yo nan TDK, Dr Yogoro Kato ak Takei Takei, envante ferit nan Tokyo, yo te fonde Tokyo Denkikagaku Kogyo K.K.An 1935. Kòm yon mak endistri elektwonik mondyal, TDK te toujou kenbe yon pozisyon dominan nan jaden yo nan materyèl bwit elektwonik ak eleman elektwonik.Comprehensive ak inovasyon ki baze sou pòtfolyo ki kouvri TDK kouvri konpozan pasif tankou kondansateur seramik, aliminyòm elektwolitik kondansateur, kondansateur fim, pwodwi mayetik, konpozan segondè-frekans, piezoelectric ak aparèy pwoteksyon, osi byen ke detèktè ak sistèm Capteur (tankou tanperati ak presyon,, aparèy, presyon, presyon ak presyon, presyon, tankou tanperati ak presyon, presyon, presyon, presyon, presyon, presyon, presyon, presyon, presyon ak presyon, presyon, tankou tanperati ak presyon, presyon,, tankou tanperati ak presyon, presyon,, tankou tanperati ak presyon,, tankou, tankou tanperati ak presyon, presyon,, tankou tanperati ak presyon,, presyon, tankou tanperati ak presyon,,,Detèktè mayetik ak MEMS), elatriye Anplis de sa, TDK tou bay founiti pou pouvwa ak aparèy enèji, tèt mayetik ak lòt pwodwi yo.Mak pwodwi li yo gen ladan TDK, Epcos, Invensense, Micronas, Tronics ak TDK-Lambda.

Pami yo, SCL ak SDA yo se interfaces yo IIC ki konekte nan MCU a, ak MCU a kontwole MPU-6050 a nan koòdone sa a IIC.Genyen tou yon koòdone IIC, sètadi aux_cl ak aux_da.Ka koòdone sa a dwe itilize konekte aparèy esklav ekstèn, tankou detèktè mayetik, yo fòme yon Capteur nèf-aks.Vlogic se vòltaj la pò IO.PIN sa a ka sipòte yon minimòm de 1.8V.Anjeneral nou konekte li dirèkteman ak VDD.AD0 se PIN nan kontwòl adrès nan koòdone nan esklav IIC (ki konekte nan MCU a).PIN sa a kontwole ti jan ki pi ba nan adrès la IIC.Si li konekte ak GND, adrès IIC nan MPU-6050 se 0x68;Si li konekte ak VDD, li se 0x69.Tanpri note ke adrès la isit la pa gen ladan ti jan ki pi ba a nan transmisyon done (se ti jan ki pi ba yo itilize yo reprezante li ak ekri operasyon).Sou MWBalancedSTC15 la, AD0 ki konekte ak GND, se konsa adrès la IIC nan MPU-6050 a se 0x68 (eksepte ti jan ki pi ba a).

MPU-6050 itilize IIC pou kominike avèk STC15, kidonk nou bezwen inisyalize liy done SDA ak SCL ki konekte ak MPU-6050 an premye.

Etap sa a retabli tout anrejistre andedan MPU-6050 a valè default yo, ki se reyalize pa ekri 1 a BIT7 nan Rejis la Jesyon Pouvwa 1 (0x6b).Apre Reyajiste, yo pral Rejis la Jesyon Pouvwa 1 dwe retabli sou valè a default (0x40), ak enskri sa a dwe imedyatman mete nan 0x00 yo reveye MPU-6050 a epi mete l 'nan eta nòmal k ap travay.

Nan etap sa a, nou mete seri a plen-echèl (FSR) nan de detèktè yo nan enskri nan konfigirasyon jiroskop (0x1b) ak akselerasyon Capteur konfigirasyon Rejis la (0x1c) respektivman.Tipikman, nou mete seri a plen-echèl nan jiroskop la ± 2000dps ak seri a plen-echèl nan akseleromètr a ± 2G.

Isit la, nou bezwen tou configured paramèt sa yo: fèmen entèwonp, enfim koòdone nan AUX I2C, enfim FIFO, mete to a pran echantiyon jiroskop, ak configured dijital la ba-pase filtre (DLPF).Depi nou pa sèvi ak entèwonp li done nan chapit sa a, fonksyon an entèwonp bezwen yo dwe etenn.An menm tan an, depi nou pa ap itilize koòdone nan AUX I2C konekte lòt detèktè ekstèn, nou menm tou nou bezwen fèmen koòdone sa a.Fonksyon sa yo ka kontwole nan entèwonp la pèmèt enskri (0x38) ak itilizatè kontwòl Rejis (0x6A).MPU-6050 ka itilize FIFO nan magazen done Capteur, men nou pa te itilize li nan chapit sa a, se konsa tout chanèl FIFO bezwen fèmen.Sa a ka kontwole nan FIFO a pèmèt enskri (0x23).Pa default, valè a nan enskri sa a se 0 (ki se, FIFO ki enfim), pou nou ka sèvi ak valè a default dirèkteman.Se pousantaj la pran echantiyon nan jiroskop la kontwole pa enskri nan divizeur pousantaj echantiyon (0x19).Nòmalman, nou mete pousantaj sa a pran echantiyon a 50. Se konfigirasyon an nan dijital la ba-pase filtre (DLPF) ranpli nan Rejis la konfigirasyon (0x1a).Anjeneral pale, nou pral mete DLPF a mwatye Pleasant a balans done presizyon ak vitès repons.

Anviwònman an nan sous la revèy sistèm depann sou Rejis la Jesyon Pouvwa 1 (0x6b), kote ki pi ba twa Bits yo nan enskri sa a detèmine seleksyon an nan sous la revèy.Pa default, twa Bits sa yo yo mete nan 0, ki vle di sistèm lan sèvi ak entèn 8MHz RC osilator a kòm sous la revèy.Sepandan, yo nan lòd yo amelyore presizyon nan revèy, nou souvan mete l 'nan 1 epi chwazi X-aks jiroskop PLL la kòm sous la revèy.Anplis de sa, pèmèt Capteur a vitès angilè ak Capteur akselerasyon se tou yon etap enpòtan nan pwosesis la inisyalizasyon.Tou de operasyon yo aplike nan Power Management Register 2 (0x6c).Senpleman mete ti jan ki koresponn lan a 0 aktive Capteur ki koresponn lan.Apre w fin ranpli etap ki anwo yo, MPU-6050 la ka antre nan estati travay nòmal.Moun sa yo ki anrejistre ki pa espesyalman mete pral adopte valè yo default prereglaj pa sistèm lan.

Se Capteur a ekipe ak yon jirokonpa andedan, ki pral toujou rete paralèl ak direksyon inisyal la akòz efè a jiroskopik.Se poutèt sa, nou ka kalkile direksyon an ak ang wotasyon pa detekte devyasyon nan jirokonpa a soti nan direksyon inisyal la.

Yon Capteur akseleromètr se yon aparèy ki ka mezire akselerasyon epi li travay ki baze sou prensip la nan efè piezoelectric.Pandan akselerasyon an, Capteur a mezire fòs la inèrsyèl aplike nan blòk la mas ak Lè sa a, kalkile valè a akselerasyon lè l sèvi avèk dezyèm lwa Newton la.

DMP a se yon modil pwosesis done nan chip la MPU6050 ki gen yon bati-an Kalman filtraj algorithm pou trape done ki sòti nan jiroskop la ak detèktè akseleromètr ak pwosesis quaternions yo pwodiksyon.Karakteristik sa a anpil diminye kantite travay la nan mikro periferik la ak evite filtraj la fatigan ak pwosesis fizyon done.

Nòt:

Quaternions: quaternions yo se nimewo supercomplex senp.Nimewo konplèks yo konpoze de nimewo reyèl plis inite a imajinè mwen, kote mwen^2 = -1.

- Jwèt

- appareil ak pòtab Gaming

- Mouvman ki baze sou contrôleur jwèt

- Teknoloji BlurFree ™ (pou estabilizasyon videyo/toujou imaj)

- Airsign ™ Teknoloji (pou sekirite/otantifikasyon)

- Instantgesture ™ IG ™ Rekonesans jès

- detèktè portable pou sante, kapasite ak espò

- Mouvman ki pèmèt jwèt ak aplikasyon fondasyon

- Teknoloji MotionCommand ™ (pou jès kout-koupe)

- Kote ki baze sou sèvis, pwen nan enterè, ak kalkile mouri

- 3D kontwòl remote pou entènèt konekte DTVs ak mete bwat tèt, sourit 3D

- Toucheywhere ™ Teknoloji (pou "Pa gen manyen" UI Aplikasyon Kontwòl/Navigasyon)

Nou ka pran fason sa yo diminye bri a nan MPU-6050.

Kalibre akseleromètr la ak jiroskop nan MPU-6050 a ka elimine patipri a ak erè nan detèktè yo tèt yo, konsa diminye efè a nan bri.Pwosesis kalibrasyon an anjeneral konsiste de de etap: kalibrasyon estatik ak kalibrasyon mouvman.

Ajoute kondansateur filtre nan liy lan pouvwa nan MPU-6050 ka diminye enpak la nan bri ekipman pou pouvwa sou Capteur la.Pandan se tan, pandan Layout PCB, nou ta dwe eseye kenbe MPU-6050 lwen sous potansyèl de entèferans, tankou liy siyal-wo frekans ak konpozan segondè-pouvwa.

Apre kolekte done yo anvan tout koreksyon soti nan MPU-6050, nou ka ajoute yon lyen lojisyèl filtraj nan pre-pwosesis done yo premye elimine bri-induit entèferans.Souvan itilize metòd filtraj lojisyèl gen ladan vle di filtraj, medyàn filtraj, Kalman filtraj ak sou sa.

MPU-6050 gen yon entèn entegre dijital ba-pase filtre, ki ka itilize diminye gwo-frekans bri pa mete frekans cutoff li yo.Espesyalman, nou ka mete frekans lan coupure nan filtre a dijital pa chanje enskri nan config nan MPU-6050 a elimine bri a-wo frekans ki te koze pa A/D pran echantiyon.

MPU-6050 a se yon akseleromètr sis-aks ak capteur jiroskop ki ka itilize yo mezire mouvman an ak atitid nan objè yo.Ka kalkil la trajectoire mouvman ki baze sou MPU-6050 ka reyalize pa etap sa yo:

Premye etap la se li done yo Capteur.Nou bezwen li done yo akseleromètr ak jiroskop soti nan detèktè yo MPU-6050 lè l sèvi avèk chofè ki apwopriye ak fonksyon bibliyotèk.Done sa yo anjeneral pwodiksyon nan yon fòma dijital, se konsa kèk konvèsyon ak kalibrasyon travay oblije konvèti yo nan mezi aktyèl nan inite fizik.

Dezyèm etap la se kalkile akselerasyon an.Premyèman, nou bezwen travay sou done ki sòti nan akseleromètr a dériver akselerasyon an nan objè a nan chak aks.Imedyatman, yo nan lòd yo kalkile vitès la ak deplasman nan objè a nan chak aks, nou bezwen entegre done yo akselerasyon.Teknik entegrasyon nimerik, tankou metòd Euler a oswa metòd la Lunger-Kutta, yo souvan yo itilize nan pwosesis sa a asire presizyon nan kalkil yo deplasman.

Twazyèm etap la se kalkile vitès angilè a.Sèvi ak done jiroskop, vitès la angilè nan objè a nan chak aks ka kalkile.Ankò, done sa a bezwen kalibre ak konvèti pou jwenn vitès angilè nan inite fizik aktyèl yo.

Katriyèm etap la se kalkile wotasyon an.Pa entegre done yo vitès angilè, ang lan nan wotasyon nan objè a nan chak aks ka kalkile.Sa a ka fè lè l sèvi avèk teknik entegrasyon nimerik tankou metòd Euler a oswa metòd la Longe-Kutta kalkile ang lan.

Senkyèm etap la se rantre done yo.Nou konbine done ki sòti nan akseleromètr ak jiroskop yo jwenn atitid konplè ak enfòmasyon pozisyon nan objè a.Sa a ka fè lè l sèvi avèk algoritm tankou Quaternion ki baze sou atitid rezolveur oswa Euler ang rezolveur.

Sizyèm etap la se visualized rezilta yo.Nou konvèti trajèktwar nan mouvman objè calculée nan yon seri pwen nan yon sistèm kowòdone 3D epi montre li lè l sèvi avèk zouti ki apwopriye vizyalizasyon pou yon konpreyansyon plis entwisyon nan trajectoire mouvman objè a ak chanjman atitid.

Rezilta yo akeri te montre ase presizyon nan mwens pase 1 % ak disponiblite, asire dimansyon ki apwopriye nan arbr a asansè ak estanda ki wo nan endistri a leve.

Pou li entèn MPU6050 anrejistre yo, mèt la voye yon kondisyon kòmanse, ki te swiv pa adrès la esklav I2C ak yon ti jan ekri, ak Lè sa a, adrès la enskri ki pral li.

Nan portable sante-swiv, kapasite-swiv aparèy.Nan dron ak quadcopters, MPU6050 yo itilize pou kontwòl pozisyon.Itilize nan kontwole bra Robotics.Aparèy kontwòl jès men yo.

Blòk Capteur MPU6050 IMU li done ki sòti nan Capteur MPU-6050 ki konekte ak pyès ki nan konpitè a.Blòk la rezilta akselerasyon, pousantaj angilè, ak tanperati sou aks yo nan Capteur a.

Sa a se processeur bor MPU6050 a ki konbine done yo vini soti nan akseleromètr la ak jiroskop.DMP a se kle nan lè l sèvi avèk MPU6050 a epi li se eksplike an detay pita.Menm jan ak tout mikro DMP a bezwen firmwèr yo nan lòd yo kouri.