MPU6050 - Pin-diagram, circuit en toepassingen

MPU6050 - Pin-diagram, circuit en toepassingen

3D-games, 3D-afbeeldingen en 3D-video's zijn tegenwoordig trending-technologie. Om de ervaring van de eindgebruiker te verbeteren, introduceren fabrikanten veel nieuwe methoden. De belangrijkste functies achter de 3D-technologie zijn rotatiedetectie, oriëntatiedetectie, bewegingsdetectie, bewegingsdetectie en herkenning, enz. De apparaten die deze functies kunnen meten zijn de gyroscopen en versnellingsmeters. Omdat het eindproduct erg klein is, moeten de sensoren die erin zijn ingebouwd ook voldoen aan de vereisten voor kleine afmetingen. MPU6050 kwam als antwoord op deze uitdaging. Omdat het het kleinste apparaat is met on-chip integratie van zowel gyroscoop als accelerometer. Door zijn kleine formaat kan hij gemakkelijk in een smartphone worden ingebouwd.



Wat is MPU6050?

MPU6050 is een op MEMS gebaseerd bewegingsvolgsysteem met 6 assen. Het heeft een on-chip gyroscoop en versnellingsmeter sensoren samen met temperatuursensor ​MPU6050 is een digitaal apparaat. Deze module is zeer klein van formaat, heeft een laag energieverbruik, is zeer nauwkeurig, heeft een hoge herhaalbaarheid, een hoge schoktolerantie, heeft toepassingsspecifieke prestatieprogrammeerbaarheid en een lage consumentenprijs. MPU6050 kan eenvoudig worden gekoppeld aan andere sensoren, zoals magnetometers en microcontrollers.


Blokdiagram

Blokschema van MPU6050

Blokschema van MPU6050





MPU6050-module is samengesteld uit de volgende blokken en functies.

  • Een 3-assige MEMS-rate gyroscoopsensor met drie 16-bits ADC's en signaalconditionering.
  • Een 3-assige MEMS-accelerometersensor met drie 16-bits ADC's en signaalconditionering.
  • Een on-chip Digital Motion Processor-engine.
  • Primaire 12C digitale communicatie-interfaces.
  • Extra I2C-interfaces voor communicatie met externe sensoren zoals magnetometer.
  • Interne boeking.
  • Dataregisters voor het opslaan van sensorgegevens.
  • FIFO-geheugen dat helpt bij het verminderen van het stroomverbruik.
  • Door de gebruiker programmeerbare onderbrekingen.
  • Een digitale uitgangstemperatuursensor.
  • Zelftest voor gyroscoop en versnellingsmeter.
  • LDO en bias.
  • Laadpomp.
  • Statusregisters.

Schakelschema

De gyroscoop die aanwezig is in MPU6050 kan rotatie detecteren rond de drie assen X, Y, Z. Het Coriolis-effect veroorzaakt een trilling wanneer de gyroscopen om een ​​van de assen worden gedraaid. Deze trillingen worden opgevangen door de condensator. Het geproduceerde signaal wordt vervolgens versterkt, gedemoduleerd en gefilterd om een ​​spanning te produceren die evenredig is met de hoeksnelheid. Deze spanning wordt vervolgens gedigitaliseerd met behulp van ADC's.



De DMP aanwezig op MPU6050 ontlast de berekening van bewegingsdetectie-algoritmen van de hostprocessor. DMP verkrijgt gegevens van alle sensoren en slaat de berekende waarden op in zijn dataregisters of in FIFO. FIFO is toegankelijk via de seriële interface. Met behulp van AD0-pin kan meer dan één MPU6050-module worden gekoppeld aan een microprocessor. MPU6050 kan gemakkelijk worden gebruikt met Arduino , aangezien MPU6050 goed gedocumenteerde bibliotheken beschikbaar heeft.

Terwijl ze in toepassingen worden gebruikt, worden I2C-lijnen van MPU6050 hoog getrokken met een weerstand van 4,7 kΩ en wordt de onderbrekingspin naar beneden getrokken met een weerstand van 4,7 kΩ. Als er gegevens beschikbaar zijn in FIFO, wordt de interrupt-pin hoog. Nu kan een microcontroller de gegevens lezen met I2C-communicatie bus. De gegevens die door de bibliotheken worden verstrekt, bevatten de volgende gegevenswaarden: Quaternion-componenten, Euler-hoeken, Yaw, Pitch, Roll, Real-world acceleratie, World frame-acceleratie en Teapot invent sense-waarden.


Pin diagram

Pin-diagram-van-MPU-6050

Pin-diagram-van-MPU-6050

MPU6050 is verkrijgbaar als een kleine verpakking van 4 × 4 × 0,9 mm. MEMS-structuur is hermetisch afgesloten en op wafelniveau gelijmd. MPU6050 is beschikbaar als een 24-pins QFN-pakket. Pin beschrijving van deze module wordt hieronder gegeven-

  • Pin-1- CLKIN- is de optionele externe referentieklokingang. Deze pin is verbonden met aarde wanneer deze niet in gebruik is.
  • Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 zijn NC-pinnen. Deze pinnen zijn niet intern verbonden.
  • Pin-6, AUX_DA, is de I2C-master seriële datapin. Deze pin wordt gebruikt voor het aansluiten van externe sensoren.
  • Pin-7, AUX_CL, is de I2C master seriële klok. Deze pin wordt gebruikt voor het aansluiten van externe sensoren.
  • Pin-8, VLOGIC, is de digitale I / O-voedingsspanningspin.
  • Pin-9, AD0, is de LSB-pin van het I2C-slaafadres.
  • Pin-10, REGOUT, is de filtercondensatoraansluiting van de regelaar.
  • Pin-11, FSYNC, is de digitale input voor framesynchronisatie. Deze pin is verbonden met aarde wanneer deze niet wordt gebruikt.
  • Pin-12, INT, is de digitale interrupt-uitgangspen.
  • Pin-13, VDD, is de voedingsspanningspin.
  • Pin-14, Pin-15, Pin-16, Pin-17 zijn NC-pin. Deze pinnen zijn niet intern verbonden.
  • Pin-18, GND, is de voedingsbodem.
  • Pin-19 en Pin-21 zijn de RESV-pinnen. Deze pinnen zijn gereserveerd.
  • Pin-20, CPOUT, is de condensatoraansluiting van de laadpomp.
  • Pin-22 is RESV, de gereserveerde pin.
  • Pin-23, SCL, is de I2C seriële klok.
  • Pin-24, SDA, is de I2C seriële datapin.

Specificaties van MPU6050

MPU6050 is 's werelds eerste geïntegreerde 6-assige bewegingsregistratie-apparaat. Enkele specificaties van deze module worden hieronder gegeven-

  • MPU6050 heeft een 3-assige gyroscoop, 3-assige versnellingsmeter en een digitale bewegingsprocessor geïntegreerd op een enkele chip.
  • Hij werkt op de voeding van 3V-5V.
  • MPU6050 gebruikt het I2C-protocol voor communicatie en gegevensoverdracht.
  • Deze module heeft een ingebouwde 16-bit ADC die een grote nauwkeurigheid biedt.
  • MPU6050 kan worden gekoppeld aan andere IIC-apparaten zoals magnetometers.
  • MPU6050 heeft ook een ingebouwde temperatuursensor.
  • I2C-sensorbus helpt het om gegevens rechtstreeks te verzamelen van een extern 3-assig kompas, dat het gebruikt om een ​​complete 9-assige MotionFusion-uitvoer te leveren.
  • Voor fabrikanten elimineert MPU6050 de noodzaak voor selectie, kwalificatie en integratie op systeemniveau van discrete apparaten.
  • Met behulp van de I2C-poort kunnen niet-inertiële sensoren zoals een druksensor worden gekoppeld.
  • MPU6050 bestaat uit drie 16-bits ADC's voor het digitaliseren van de gyroscoopuitgangen en drie 16-bits ADC's voor het digitaliseren van de accelerometeruitgangen.
  • Een door de gebruiker programmeerbaar gyroscoopbereik en een door de gebruiker programmeerbaar accelerometerbereik zijn aanwezig voor het nauwkeurig volgen van zowel snelle als langzame bewegingen.
  • Er is een FIFO-buffer van 1024 bytes op de chip aanwezig die helpt bij het verlagen van het stroomverbruik van de module.
  • Met behulp van on-chip DMP wordt de behoefte aan frequente pooling van sensoruitvoer tot een minimum beperkt.
  • MPU6050 heeft ook een on-chip oscillator met ± 1% variatie.
  • MPU6050 heeft laagdoorlaatfilters voor gyroscoop, accelerometer en temperatuursensor.
  • De VLOGIC-referentiepin wordt gebruikt om de logische niveaus van de I2C-interface in te stellen.
  • Het door de gebruiker programmeerbare bereik van de gyroscoop aanwezig op MPU6050 is ± 250, ± 500, ± 1000 en ± 2000 ° / sec.
  • Beeld-, video- en GPS-synchronisatie worden ondersteund door de externe synchronisatiepen van de gyroscoop.
  • Deze gyroscoop heeft verbeterde laagfrequente ruisprestaties.
  • De gyroscoop heeft 3,6 mA stroom nodig om te kunnen werken.
  • Laagdoorlaatfilter van de gyroscoop is digitaal programmeerbaar.
  • Accelerometer aanwezig op MPU6050 werkt op 500 μA stroom.
  • Het programmeerbare bereik op volledige schaal van deze versnellingsmeter is ± 2 g, ± 4 g, ± 8 g en 16 g.
  • De versnellingsmeter kan ook oriëntatie detecteren, tikdetectie.
  • Door de gebruiker programmeerbare interrupts zijn aanwezig voor de versnellingsmeter.
  • Tussen de versnellingsmeter en de gyroscoopassen is er een minimale gevoeligheid voor de dwarsas.
  • Om met alle registers te communiceren, wordt de snelle modus I2C van 400 kHz gebruikt.
  • DMP aanwezig op MPU6050 ondersteunt 3D-bewegingsverwerking en algoritmen voor gebaarherkenning.
  • Burst-uitlezing is voorzien voor de systeemprocessor. Na het lezen van gegevens van FIFO gaat de systeemprocessor in de slaapstand met laag energieverbruik terwijl MPU meer gegevens verzamelt.
  • Functies zoals gebarenherkenning, pannen, zoomen, scrollen, tikdetectie en shackdetectie worden ondersteund door de programmeerbare interrupts.
  • MPU6050 heeft ook een optionele externe klokingang van 32,768 kHz of 19,2 MHz.

Toepassingen van MPU6050

Enkele van de toepassingen van deze module worden hieronder gegeven:

  • Deze module wordt gebruikt in Blurfree-technologie voor video- of stilstaande beeldstabilisatie.
  • Voor het herkennen van gebaren in de lucht wordt deze module gebruikt.
  • In de beveiligings- en authenticatiesystemen wordt MPU6050 gebruikt voor gebarenherkenning.
  • Voor “no-touch” UI applicatiecontrole en navigatie wordt MPU6050 gebruikt.
  • In motion command-technologie voor gebaren-snelkoppelingen wordt deze module gebruikt.
  • Deze module heeft ook toepassing gevonden in bewegingsgestuurde gaming- en applicatiekaders.
  • In InstantGesture -IG wordt MPU6050 gebruikt voor gebarenherkenning.
  • Vanwege zijn kleine formaat wordt deze module gebruikt in handsets en draagbare spelapparatuur.
  • Op beweging gebaseerde gamecontrollers hebben ook deze module.
  • 3D-afstandsbedieningen, 3D-muizen gebruiken deze module ook.
  • Wearables die worden gebruikt voor gezondheid, fitness en sport bevatten ook MPU6050.
  • Deze module is ook terug te vinden in veel speelgoed.
  • Voor IMU-metingen wordt MPU6050 gebruikt.
  • In drones en quadcopters wordt MPU6050 gebruikt voor positieregeling.
  • Deze module is ook toegepast in zelfbalancerende robots.
  • MPU6050 heeft sterk de voorkeur voor robotarmbesturing.
  • Humanoïde robots gebruiken deze module ook voor kantel-, rotatie- en oriëntatiedetectie.
  • In smartphones wordt deze module gebruikt voor toepassingen zoals augmented reality, gaming, besturing van gebarenopdrachten, panoramafoto's maken en bekijken.
  • Deze module wordt ook toegepast voor locatiegebaseerde diensten.

Alternatieve IC

Enkele van de IC's die kunnen worden gebruikt als alternatief voor MPU6050 zijn ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Deze module verdient sterk de voorkeur voor draagbare apparaten vanwege zijn compacte formaat en batterijgevoede systemen vanwege het lage energieverbruik. MPU6050 kan een handheld mobiel veranderen in een krachtig 3D intelligent apparaat. De verdere details over de elektrische kenmerken en interruptlogica van deze module zijn te vinden in zijn data papier ​Op welke microprocessor hebt u de MPU6050 aangesloten?