Els jocs en 3D, les imatges en 3D i els vídeos en 3D són tecnologia de tendència actual. Per millorar l'experiència de l'usuari final, els fabricants introdueixen molts mètodes nous. Les funcions principals de la tecnologia 3D són la detecció de rotació, la detecció d’orientació, la detecció de moviment, la detecció de gestos, el reconeixement, etc. Els dispositius que poden mesurar aquestes funcions són els giroscopis i els acceleròmetres. Com que la mida del producte final és molt petita, els sensors incrustats també haurien de complir els requisits de mida petita. MPU6050 va ser una resposta a aquest repte. Com que és el dispositiu més petit que té integració al xip tant del giroscopi com de l’acceleròmetre. Es pot inserir fàcilment en un telèfon intel·ligent a causa de la seva petita mida.

Què és MPU6050?

MPU6050 és un dispositiu de seguiment de moviment de 6 eixos basat en MEMS. Té un giroscopi on-chip i acceleròmetre sensors juntament amb sensor de temperatura . MPU6050 és un dispositiu digital. Aquest mòdul és de mida molt petita, té uns requisits de baix consum d’energia, és molt precís, té una alta repetibilitat, una alta tolerància als xocs, té una programabilitat de rendiment específica de l’aplicació i preus de consum baixos. MPU6050 es pot connectar fàcilment amb altres sensors com magnetòmetres i microcontroladors.

Diagrama de blocs

Diagrama de blocs de MPU6050

El mòdul MPU6050 es compon dels següents blocs i funcions.

“tipus de filtre de pas baix ”

Un sensor de giroscopi MEMS de 3 eixos amb tres ADC de 16 bits i condicionament del senyal.
Un sensor acceleròmetre MEMS de 3 eixos amb tres ADC de 16 bits i condicionament del senyal.
Un motor de processador de moviment digital on-chip.
Interfícies digitals de comunicació primària 12C.
Interfícies auxiliars I2C per a la comunicació amb sensors externs com el magnetòmetre.
Rellotge intern.
Registres de dades per emmagatzemar dades del sensor.
Memòria FIFO que ajuda a reduir el consum d'energia.
Interrupcions programables per l'usuari.
Un sensor de temperatura de sortida digital.
Autotest de giroscopi i acceleròmetre.
LDO i Bias.
Bomba de càrrega.
Registres d'estat.

Esquema de connexions

El giroscopi present al MPU6050 pot detectar la rotació al voltant dels tres eixos X, Y, Z. L'efecte Coriolis provoca una vibració quan els giroscopis giren al voltant de qualsevol dels eixos. Aquestes vibracions són captades pel condensador. A continuació, el senyal produït s’amplifica, es demodula i es filtra per produir una tensió proporcional a la velocitat angular. Aquest voltatge es digitalitza mitjançant ADC’s.

El DMP present al MPU6050 descarrega el càlcul d’algoritmes de detecció de moviment des del processador amfitrió. DMP adquireix dades de tots els sensors i emmagatzema els valors calculats als seus registres de dades o a FIFO. Es pot accedir a FIFO a través de la interfície sèrie. Mitjançant el pin AD0 es pot connectar més d’un mòdul MPU6050 amb un microprocessador. Es pot utilitzar fàcilment amb MPU6050 Arduino , ja que MPU6050 disposa de biblioteques ben documentades.

Mentre s’utilitzen en aplicacions, les línies I2C de MPU6050 s’eleven amb una resistència de 4,7 kΩ i el pin d’interrupció s’utilitza amb una resistència de 4,7 kΩ. Quan hi ha dades disponibles a FIFO, el pin d'interrupció augmenta. Ara un microcontrolador pot llegir les dades mitjançant Comunicació I2C autobús. Les dades proporcionades per les biblioteques contenen els següents valors de dades: components de Quaternion, angles d'Euler, Yaw, Pitch, Roll, acceleració del món real, acceleració de fotogrames del món i Teapot inventen valors de sentit.

Diagrama de pins

Pin-Diagram-of-MPU-6050

MPU6050 està disponible com a petit paquet de 4 × 4 × 0,9 mm. L’estructura MEMS es tanca hermèticament i s’uneix a nivell d’hòstia. MPU6050 està disponible com a paquet QFN de 24 pins. A continuació es mostra la descripció dels pins d’aquest mòdul.

Pin-1- CLKIN- és l'entrada de rellotge de referència externa opcional. Aquest pin està connectat a terra quan no s’utilitza.
Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 són pins NC. Aquests pins no estan connectats internament.
El pin-6, AUX_DA, és el pin de dades sèrie mestre I2C. Aquest pin s'utilitza per connectar sensors externs.
Pin-7, AUX_CL, és el rellotge sèrie mestre I2C. Aquest pin s'utilitza per connectar sensors externs.
El pin-8, VLOGIC, és el pin de tensió d'alimentació d'E / S digital.
El pin-9, AD0, és el pin LSB de l'adreça esclava I2C.
El pin-10, REGOUT, és la connexió del condensador del filtre regulador.
El pin-11, FSYNC, és l'entrada digital de sincronització de trames. Aquest pin es connecta a terra quan no s’utilitza.
El pin-12, INT, és el pin de sortida digital d'interrupció.
El pin-13, VDD, és el pin de tensió de la font d'alimentació.
Pin-14, Pin-15, Pin-16, Pin-17 són pin NC. Aquests pins no estan connectats internament.
El pin-18, GND, és el subministrament elèctric de terra.
El Pin-19 i el Pin-21 són els pins RESV. Aquests pins estan reservats.
El pin-20, CPOUT, és la connexió del condensador de la bomba de càrrega.
El pin-22 és RESV, el pin reservat.
Pin-23, SCL, és el rellotge sèrie I2C.
Pin-24, SDA, és el pin de dades sèrie I2C.

Especificacions de MPU6050

MPU6050 és el primer dispositiu de seguiment de moviment integrat al món de 6 eixos. Algunes de les especificacions d’aquest mòdul es donen a continuació.

MPU6050 té un giroscopi de 3 eixos, un acceleròmetre de 3 eixos i un processador de moviment digital integrat en un sol xip.
Funciona amb la font d'alimentació de 3V-5V.
MPU6050 utilitza el protocol I2C per a la comunicació i la transferència de dades.
Aquest mòdul té un ADC de 16 bits integrat que proporciona una gran precisió.
El MPU6050 es pot connectar amb altres dispositius IIC com els magnetòmetres.
MPU6050 també té un sensor de temperatura incorporat.
El bus del sensor I2C l’ajuda a recopilar dades directament de la brúixola externa de 3 eixos, que utilitza per proporcionar una sortida completa de MotionFusion de 9 eixos.
Per als fabricants, MPU6050 elimina la necessitat de selecció, qualificació i integració a nivell de sistema de dispositius discrets.
Mitjançant el seu port I2C, es poden connectar sensors no inercials, com ara el sensor de pressió.
MPU6050 consta de tres ADC de 16 bits per digitalitzar les 0 sortides del giroscopi i tres ADC de 16 bits per digitalitzar les sortides de l’acceleròmetre.
Hi ha un abast de giroscopi programable per l’usuari i un rang d’acceleròmetres programable per l’usuari per al seguiment de precisió de moviments ràpids i lents.
Hi ha un buffer FIFO on-chip de 1024 bytes que ajuda a reduir el consum d'energia del mòdul.
La necessitat d’agrupar freqüentment la sortida del sensor es redueix al mínim amb l’ajut de DMP on-chip.
MPU6050 també té un oscil·lador integrat amb xip amb una variació del ± 1%.
MPU6050 té filtres de pas baix per giroscopi, acceleròmetre i sensor de temperatura.
El pin de referència VLOGIC s’utilitza per establir els nivells lògics de la interfície I2C.
El rang de giroscopi programable per l'usuari present a MPU6050 és de ± 250, ± 500, ± 1000 i ± 2000 ° / seg.
La sincronització d’imatges, vídeo i GPS s’admet amb el pin de sincronització extern del giroscopi.
Aquest giroscopi ha millorat el rendiment del soroll de baixa freqüència.
El giroscopi necessita 3,6 mA de corrent per funcionar.
El filtre de pas baix del giroscopi és programable digitalment.
L’acceleròmetre present al MPU6050 funciona amb 500μA de corrent.
El rang programable a escala completa d’aquest acceleròmetre és de ± 2 g, ± 4 g, ± 8 g i 16 g.
L'acceleròmetre també pot detectar l'orientació, la detecció de claus.
Hi ha interrupcions programables per l'usuari per a l'acceleròmetre.
Entre l’eix de l’acceleròmetre i el giroscopi hi ha una sensibilitat mínima de l’eix transversal.
Per comunicar-se amb tots els registres s’utilitza el mode ràpid 400kHz I2C.
El DMP present a MPU6050 admet processos de moviment 3D i algorismes de reconeixement de gestos.
La lectura de ràfegues es proporciona per al processador del sistema. Després de llegir les dades del FIFO, el processador del sistema entra en mode de suspensió de baixa potència mentre la MPU recopila més dades.
Les interrupcions programables admeten funcions com el reconeixement de gestos, la panoràmica, el zoom, el desplaçament, la detecció de tocs i la detecció de barraca.
MPU6050 també té una entrada de rellotge externa opcional de 32,768 kHz o 19,2 MHz.

Aplicacions de MPU6050

Algunes de les aplicacions d’aquest mòdul es donen a continuació:

Aquest mòdul s'utilitza en la tecnologia Blurfree per a l'estabilització de vídeo o imatge fixa.
Per reconèixer els gestos a l'aire, s'utilitza aquest mòdul.
Als sistemes de seguretat i autenticació, MPU6050 s’utilitza per al reconeixement de gestos.
Per al control i la navegació de l'aplicació d'interfície d'usuari 'sense tacte' s'utilitza MPU6050.
En tecnologia de comandament de moviment per a dreceres de gestos, s’utilitza aquest mòdul.
Aquest mòdul també ha trobat marcs d'aplicacions i jocs habilitats per a aplicacions en moviment.
A InstantGesture -IG, MPU6050 s’utilitza per al reconeixement de gestos.
A causa de la seva petita mida, aquest mòdul s'utilitza en telèfons mòbils i equips de jocs portàtils.
Els controladors de jocs basats en moviment també tenen aquest mòdul.
Controladors remots 3D, els ratolins 3D també utilitzen aquest mòdul.
Els equips portables que s’utilitzen per a la salut, la forma física i els esports també contenen MPU6050.
Aquest mòdul també es pot trobar en moltes joguines.
Per a mesures IMU s’utilitza MPU6050.
En drons i quadcòpters, MPU6050 s’utilitza per al control de posició.
Aquest mòdul també ha trobat aplicació en robots autoequilibrats.
MPU6050 és molt preferit per al control de braços robòtics.
Els robots humanoides també fan servir aquest mòdul per a la detecció d’inclinació, rotació i orientació.
Als telèfons intel·ligents, aquest mòdul s’utilitza per a aplicacions com ara realitat augmentada, jocs, control d’ordres gestuals, captura de fotos panoràmiques i visualització.
Aquest mòdul també s'ha aplicat per a serveis basats en la ubicació.

CI alternatiu

Alguns dels circuits integrats que es poden utilitzar com a alternativa a MPU6050 són ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Aquest mòdul és molt preferit per a dispositius portàtils a causa de la seva mida compacta i als sistemes alimentats per bateria a causa dels seus baixos consums d’energia. MPU6050 pot canviar un mòbil de mà en un potent dispositiu intel·ligent 3D. Podeu trobar més detalls sobre les característiques elèctriques i la lògica d’interrupcions d’aquest mòdul a la seva fitxa de dades . A quin microprocessador heu interfaçat el MPU6050?