3D-spel, 3D-bilder och 3D-videor är trendande teknik idag. För förbättrade slutanvändarupplevelser introducerar tillverkare många nya metoder. De viktigaste funktionerna bakom 3D-tekniken är rotationsdetektering, orienteringsdetektering, rörelseavkänning, gestdetektering samt igenkänning, osv ... De enheter som kan mäta dessa funktioner är gyroskop och accelerometrar. Eftersom slutproduktens storlek är väldigt liten bör sensorerna inbäddade i den också uppfylla kraven för liten storlek. MPU6050 kom som svar på denna utmaning. Eftersom det är den minsta enheten som har on-chip integration av både gyroskop och accelerometer. Den kan enkelt bäddas in i en smartphone på grund av dess lilla storlek.

Vad är MPU6050?

MPU6050 är en MEMS-baserad 6-axlig rörelsespårningsenhet. Den har ett on-chip gyroskop och accelerometer sensorer tillsammans med temperatursensor . MPU6050 är en digital enhet. Den här modulen har mycket liten storlek, har låga energiförbrukningskrav, mycket exakt, har hög repeterbarhet, hög chocktolerans, den har applikationsspecifik prestandaprogrammerbarhet och låga konsumentprispunkter. MPU6050 kan enkelt gränssnitt med andra sensorer som magnetometrar och mikrokontroller.

Blockdiagram

Blockdiagram-över-MPU6050

MPU6050-modulen består av följande block och funktioner.

“diodkretsanalysproblem och lösningar ”

En 3-axlig gyroskopsensor med MEMS-hastighet med tre 16-bitars ADC och signalbehandling.
En 3-axlig MEMS-accelerometersensor med tre 16-bitars ADC och signalbehandling.
En digital rörelseprocessormotor på chipet.
Primära 12C digitala kommunikationsgränssnitt.
Extra I2C-gränssnitt för kommunikation med externa sensorer som magnetometer.
Intern klockning.
Dataregister för lagring av sensordata.
FIFO-minne som hjälper till att minska strömförbrukningen.
Användarprogrammerbara avbrott.
En digital utgångstemperatursensor.
Självtest för gyroskop och accelerometer.
LDO och Bias.
Laddningspump.
Statusregister.

Kretsschema

Det gyroskop som finns i MPU6050 kan detektera rotation kring de tre axlarna X, Y, Z. Coriolis-effekten orsakar en vibration när gyroerna roteras runt någon av axlarna. Dessa vibrationer plockas upp av kondensatorn. Den producerade signalen förstärks, demoduleras och filtreras för att producera en spänning som är proportionell mot vinkelhastigheten. Denna spänning digitaliseras sedan med ADC.

DMP som finns på MPU6050 laddar bort beräkningen av rörelsekännande algoritmer från värdprocessorn. DMP hämtar data från alla sensorer och lagrar de beräknade värdena i sina dataregister eller i FIFO. FIFO kan nås via det seriella gränssnittet. Med hjälp av AD0-stift kan mer än en MPU6050-modul anslutas till en mikroprocessor. MPU6050 kan enkelt användas med Arduino , eftersom MPU6050 har väldokumenterade bibliotek tillgängliga.

Medan de används i applikationer dras I2C-linjer i MPU6050 högt med ett 4,7 kΩ motstånd och avbrottsstiftet dras ner med 4,7 kΩ motstånd. När data finns tillgängliga i FIFO blir avbrottsstiftet högt. Nu kan en mikrokontroller läsa data med I2C-kommunikation buss. De data som tillhandahålls av biblioteken innehåller följande datavärden - Quaternion-komponenter, Euler-vinklar, Yaw, Pitch, Roll, Real-world acceleration, World frame acceleration och Teapot invent sense values.

Stiftdiagram

Pin-Diagram-of-MPU-6050

MPU6050 finns som ett litet 4 × 4 × 0,9 mm-paket. MEMS-strukturen är hermetiskt tillsluten och bunden på rånnivån. MPU6050 finns som ett 24-stifts QFN-paket. Pin beskrivning av denna modul ges nedan-

Pin-1- CLKIN- är den externa referensklockingången som tillval. Denna stift är ansluten till jord när den inte används.
Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 är NC-stift. Dessa stift är inte anslutna internt.
Stift-6, AUX_DA, är I2C-seriens seriella datapinne. Denna stift används för att ansluta externa sensorer.
Pin-7, AUX_CL, är den seriella I2C-huvudklockan. Denna stift används för att ansluta externa sensorer.
Pin-8, VLOGIC, är den digitala I / O-matningsspänningsstiftet.
Stift-9, AD0, är I2C-slavadressen LSB-stift.
Pin-10, REGOUT, är regulatorns filterkondensatoranslutning.
Pin-11, FSYNC, är den digitala ingången för ramsynkronisering. Denna stift är ansluten till jord när den inte används.
Pin-12, INT, är den digitala utgångsstiftet.
Stift-13, VDD, är strömförsörjningsspänningsstiftet.
Stift-14, Stift-15, Stift-16, Stift-17 är NC-stift. Dessa stift är inte anslutna internt.
Pin-18, GND, är nätaggregatet.
Pin-19 och Pin-21 är RESV-stiften. Dessa stift är reserverade.
Pin-20, CPOUT, är laddningspumpens kondensatoranslutning.
Pin-22, är RESV, den reserverade pin.
Pin-23, SCL, är I2C seriell klocka.
Pin-24, SDA, är I2C seriell datapinne.

Specifikationer för MPU6050

MPU6050 är världens första integrerade 6-axliga rörelsespårningsenhet. Några av specifikationerna för denna modul ges nedan-

MPU6050 har ett 3-axligt gyroskop, 3-axlig accelerometer och en digital rörelsesprocessor integrerad på ett enda chip.
Det fungerar på strömförsörjningen på 3V-5V.
MPU6050 använder I2C-protokollet för kommunikation och överföring av data.
Denna modul har en inbyggd 16-bitars ADC som ger stor noggrannhet.
MPU6050 kan anslutas till andra IIC-enheter, såsom magnetometrar.
MPU6050 har också en inbyggd temperatursensor.
I2C-sensorbussen hjälper den att samla in data direkt från extern 3-axlig kompass, som den använder för att ge en komplett 9-axlig MotionFusion-utgång.
För tillverkare eliminerar MPU6050 behovet av urval, kvalificering och systemnivåintegration av diskreta enheter.
Med hjälp av I2C-porten kan icke-tröghetssensorer som tryckgivare gränssnittas.
MPU6050 består av tre 16-bitars ADC: er för digitalisering av gyroskop 0-utgångar och tre 16-bitars ADC: er för digitalisering av accelerometerutgångarna.
Ett användarprogrammerbart gyroskopområde och ett användarprogrammerbart accelerometerområde är närvarande för precisionsspårning av både snabba och långsamma rörelser.
En 1024 byte FIFO-buffert på chip finns närvarande som hjälper till att sänka modulens strömförbrukning.
Behovet av frekvent sammanslagning av sensorutgången minimeras med hjälp av on-chip DMP.
MPU6050 har också en chiposcillator med ± 1% variation.
MPU6050 har lågpassfilter för gyroskop, accelerometer och temperatursensor.
VLOGIC referensstift används för att ställa in logiknivåerna för I2C-gränssnittet.
Det användarprogrammerbara intervallet för gyroskop som finns på MPU6050 är ± 250, ± 500, ± 1000 och ± 2000 ° / sek.
Bild-, video- och GPS-synkronisering stöds av den externa synkroniseringsstiftet i gyroskopet.
Detta gyroskop har förbättrat lågfrekventa brusprestanda.
Gyroskop behöver 3,6 mA ström för drift.
Lågpassfilter i gyroskopet är digitalt programmerbart.
Accelerometer som finns på MPU6050 arbetar på 500 μA ström.
Det programmerbara hela skalområdet för denna accelerometer är ± 2g, ± 4g, ± 8g och 16g.
Accelerometern kan också upptäcka orientering, tryckdetektering.
Användarprogrammerbara avbrott finns för accelerometer.
Mellan accelerometer- och gyroskopaxlar finns en minimal tväraxelkänslighet.
För att kommunicera med alla register används 400kHz snabbläge I2C.
DMP som finns på MPU6050 stöder 3D-rörelse- och gestigenkänningsalgoritmer.
Burstavläsning tillhandahålls för systemprocessorn. Efter att ha läst data från FIFO går systemprocessorn i viloläge med låg effekt medan MPU samlar in mer data.
Funktioner som gestigenkänning, panorering, zoomning, rullning, tryckavkänning och avkänningsdetektering stöds av de programmerbara avbrotten.
MPU6050 har också en valfri extern klockingång på 32,768 kHz eller 19,2 MHz.

Tillämpningar av MPU6050

Några av tillämpningarna av denna modul ges nedan-

Denna modul används i Blurfree-teknik för stabilisering av video eller stillbild.
För att känna igen gester i luften används den här modulen.
I säkerhets- och autentiseringssystemen används MPU6050 för gestigenkänning.
För 'no-touch' används UI-applikationskontroll och navigering MPU6050.
I rörelsekommandotekniken för genvägar för gester används den här modulen.
Denna modul har också hittat applikationer i rörelseaktiverade spel- och applikationsramar.
I InstantGesture -IG används MPU6050 för gestigenkänning.
På grund av sin lilla storlek används den här modulen i mobiltelefoner och bärbar spelutrustning.
Rörelsebaserade spelkontroller har också den här modulen.
3D-fjärrkontroller, 3D-möss använder också den här modulen.
Wearables som används för hälsa, fitness och sport innehåller också MPU6050.
Denna modul finns också i många leksaker.
För IMU-mätningar används MPU6050.
I drönare och fyrhjulingar används MPU6050 för positionskontroll.
Denna modul har också funnits tillämpning i självbalanserande robotar.
MPU6050 är mycket att föredra för robotarmkontroll.
Humanoidrobotar använder också den här modulen för lutning, rotation, orienteringsdetektering.
I smartphones används den här modulen för applikationer som förstärkt verklighet, spel, kontroll av gestkommandon, panoramafotografering och visning.
Denna modul har också använts för platsbaserade tjänster.

Alternativ IC

Några av de IC som kan användas som ett alternativ till MPU6050 är ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Denna modul är starkt föredragen för bärbara enheter på grund av dess kompakta storlek och batteridrivna system på grund av dess låga energiförbrukningskrav. MPU6050 kan ändra en handhållen mobil till en kraftfull 3D-intelligent enhet. Ytterligare detaljer om de elektriska egenskaperna och avbrottslogiken för denna modul finns i dess datablad . Till vilken mikroprocessor har du kopplat MPU6050?