Este obișnuit ca fiecare smartphone modern să fie echipat cu diverși senzori. De exemplu, la smartphone-uri, senzorii sunt responsabili pentru iluminare, proximitate, magnetometrie, accelerație, proximitate, măsurarea distanței. În plus, smartphone-urile sunt echipate cu accelerometre și giroscoape. Despre acesta din urmă vom vorbi, deoarece mulți sunt interesați de ce este un giroscop, care funcționează adesea în tandem cu un accelerometru și, de asemenea, cum să-l folosească?
Este de remarcat faptul că giroscopul a fost inventat la mijlocul secolului al XIX-lea de către omul de știință francez Leon Foucault. Folosind giroscopul pe care l-a inventat, Foucault a observat rotația zilnică a Pământului. În ceea ce privește giroscoapele moderne, acestea sunt folosite nu numai pentru a determina rotația corpului. Scopul lor principal este de a determina unghiul de deviere al unui anumit corp în raport cu planul. Foarte des în smartphone-uri, giroscopul funcționează în tandem cu un accelerometru, datorită căruia este posibil să urmăriți și să înregistrați mișcarea, iar în acest caz se referă la spațiu tridimensional.
Este interesant că primul smartphone ale cărui specificații au inclus un giroscop a fost gadgetul Apple iPhone 4. Și, deoarece Apple acționează foarte des ca un trendsetter, mulți producători de dispozitive mobile au preluat ideea și au început să-și echipeze smartphone-urile cu un giroscop. Pentru a fi corect, merită remarcat faptul că utilizarea unui giroscop nu este doar o tendință atunci când beneficiile practice sunt puse la îndoială. Utilizarea giroscopului a introdus de fapt câteva posibilități complet noi și interesante. După cum s-a menționat deja, în smartphone-uri, un giroscop este de obicei folosit împreună cu un accelerometru, datorită căruia dispozitivul devine mai sensibil la schimbările de poziție, de exemplu, acest lucru se aplică înclinării, întoarcerii și altor mișcări chiar minore. Un astfel de echipament cu un anumit software poate oferi protecție pentru smartphone-ul în timpul unei căderi sau impact.
Raze X ale giroscopului din iPhone 4
În plus, pentru a putea interacționa pe deplin cu o cască de realitate virtuală, un giroscop este pur și simplu un lucru de neînlocuit, deoarece ajută la determinarea mișcării smartphone-ului în toate direcțiile. Cu alte cuvinte, pentru a interacționa normal cu realitatea virtuală, este necesar să se determine cu exactitate o persoană în spațiu, pentru care este de fapt nevoie de un giroscop. Și, în ciuda faptului că astăzi chiar și dispozitivele ieftine sunt echipate cu un accelerometru, senzorii săi nu sunt suficienți pentru a funcționa cu aplicații de realitate virtuală din cauza numeroaselor erori și a incapacității de a detecta virajele și mișcarea în plan orizontal. Pentru cea mai eficientă imersiune în realitate virtuală, aveți nevoie atât de un accelerometru, cât și de un giroscop.
În esență, un giroscop dintr-un smartphone este un convertor microelectromecanic de viteze unghiulare într-un semnal electric. Cu alte cuvinte, capacitatea giroscopului include calcularea modificării unghiului de înclinare față de axă pe măsură ce smartphone-ul se rotește. Un giroscop aparține acestui tip de sisteme microelectromecanice (MEMS), în care există atât părți mecanice, cât și electronice. Dimensiunea unui astfel de cip ajunge în medie la câțiva milimetri sau chiar mai puțin.
Între timp, dispozitivele mobile moderne sunt echipate cu un giroscop în principal pentru a îmbunătăți calitatea jocului. Pentru a juca un joc de curse sau alt joc pe un smartphone, nu mai aveți nevoie de joystick-uri virtuale. Poți controla o mașină sau un elicopter prin simpla schimbare a poziției smartphone-ului în spațiu - înclinându-l la dreapta sau la stânga, spre tine sau departe de tine, precum și înainte sau înapoi, ținându-l orizontal. Giroscopul poate determina, de asemenea, viteza cu care se mișcă dispozitivul. De exemplu, pentru a controla jocul, puteți folosi nu numai rotația smartphone-ului, ci și viteza de rotație. Datorită acestui lucru, nu numai că poți să te joci, ci și să-ți controlezi smartphone-ul în ansamblu mai precis și mai convenabil.
În plus, giroscopul dintr-un smartphone poate fi folosit pentru a determina locația curentă pe sol. Folosind un smartphone echipat cu un giroscop, este convenabil să determinați direcția de mișcare. În special, acest lucru se poate face folosind navigarea GPS, atunci când harta poate fi întoarsă în direcția dorită. Acest lucru se poate face prin simpla întoarcere cu smartphone-ul în mâini în direcția dorită în raport cu obiectul dorit, de exemplu, o zonă populată - harta se va întoarce și în direcția de care aveți nevoie. Veți găsi un articol informativ despre diferența dintre GPS și A-GPS pe portalul nostru.
Care este diferența dintre un accelerometru și un giroscop?
Între timp, din moment ce am menționat accelerometrul, fără a intra în detalii inutile, să remarcăm pe scurt care este diferența principală dintre un accelerometru și un giroscop. Dacă atingem principalele diferențe dintre un accelerometru și un giroscop, merită menționat principiul funcționării acestora. În cazul unui giroscop, se calculează unghiul de înclinare față de sol, în timp ce capacitățile accelerometrului includ calcularea propriei accelerații, tot în raport cu sol. După cum arată practica, ambele componente hardware pot servi atât individual - deși în unele cazuri nu suficient de eficient - sau se pot completa reciproc. Prin urmare, astăzi marea majoritate a smartphone-urilor sunt echipate atât cu giroscop, cât și cu accelerometru.
În concluzie, este de remarcat faptul că unii utilizatori preferă să dezactiveze giroscopul de pe smartphone-ul lor. Acest lucru se datorează faptului că multe programe pot răspunde la schimbările de poziție în spațiu cu o oarecare întârziere. De exemplu, atunci când vizualizați imagini sau fotografii, orientarea paginii se poate schimba cu cea mai mică modificare a poziției corpului, ceea ce poate fi deranjant.
În zilele noastre, toate smartphone-urile sunt echipate cu cel puțin un senzor și cel mai adesea mai mulți. Cei mai des întâlniți senzori sunt senzorii de proximitate, de iluminare și de mișcare. Majoritatea smartphone-urilor sunt echipate cu un accelerometru care răspunde la mișcarea dispozitivului în două sau maxim trei planuri. Pentru a interacționa pe deplin cu o cască de realitate virtuală, aveți nevoie de un giroscop care detectează mișcările în orice direcție.
Giroscopul dintr-un smartphone este un convertor microelectromecanic de viteze unghiulare într-un semnal electric. Cu alte cuvinte, acest senzor calculează modificarea unghiului de înclinare în raport cu axa atunci când dispozitivul este rotit.
Un giroscop aparține sistemelor microelectromecanice (MEMS), care combină părți mecanice și electronice. Astfel de cipuri sunt de ordinul a câțiva milimetri sau mai puțin.
Un giroscop convențional constă dintr-un obiect inerțial care se rotește rapid în jurul axei sale. Astfel, își menține direcția, iar deplasarea obiectului controlat se măsoară prin schimbarea poziției suspensiilor. În schimb, un astfel de top nu se va potrivi în smartphone-uri;
Transformarea mișcării mecanice în semnal electric
Cel mai simplu giroscop cu o singură axă are două mase în mișcare care se mișcă în direcții opuse (prezentate cu albastru în imagine). De îndată ce se aplică o viteză unghiulară externă, masa este supusă unei forțe Coriolis, care este direcționată perpendicular pe mișcarea lor (marcată cu portocaliu).
Sub influența forței Coriolis, masele se deplasează cu o cantitate proporțională cu viteza aplicată. Schimbarea poziției maselor modifică distanța dintre electrozii în mișcare (rotoare) și electrozii staționari (statori), ceea ce duce la o modificare a capacității condensatorului și, în consecință, a tensiunii de pe plăcile sale, iar acesta este un semnal electric. . Aceste semnale multiple sunt recunoscute de giroscopul MEMS, determinând direcția și viteza de mișcare.
Calcularea orientării smartphone-ului
Microcontrolerul primește informațiile despre tensiune și o convertește în viteză unghiulară în acest moment. Mărimea vitezei unghiulare poate fi determinată cu o precizie dată, de exemplu, până la 0,001 grade pe secundă. Pentru a determina câte grade în jurul axei a fost rotit dispozitivul, este necesar să înmulțiți viteza instantanee cu timpul dintre două citiri ale senzorului. Dacă folosim un giroscop cu trei axe, vom primi date despre rotațiile față de toate cele trei axe, adică în acest fel putem determina orientarea smartphone-ului în spațiu.
Este de remarcat aici că pentru a obține valorile unghiului, este necesar să se integreze ecuațiile originale, care includ viteze unghiulare. Cu fiecare integrare eroarea crește. Dacă calculați poziția numai folosind un giroscop, atunci, în timp, valorile calculate vor deveni incorecte.
Prin urmare, în smartphone-uri, pentru a determina cu exactitate orientarea în spațiu, sunt necesare și datele accelerometrului. Acest senzor măsoară accelerația liniară, dar nu răspunde la viraj. Ambii senzori sunt capabili să descrie pe deplin toate tipurile de mișcare. Principalul avantaj al giroscopului față de un accelerometru este că răspunde la mișcarea în orice direcție.
De ce ai nevoie de un giroscop într-un smartphone?
Acest senzor a primit o atenție sporită în ultimii doi ani, când jocurile și aplicațiile de realitate virtuală au început să se dezvolte în mod activ. Pentru interacțiunea utilizatorului cu realitatea virtuală, programul trebuie să determine cu exactitate poziția persoanei în spațiu. În zilele noastre, chiar și cele mai ieftine smartphone-uri au accelerometru, dar citirile acestuia sunt însoțite de zgomot, iar senzorul nu răspunde la viraje și mișcări în plan orizontal. Prin urmare, pentru o imersiune completă în realitatea virtuală, un smartphone trebuie să aibă un giroscop și un accelerometru.
Cum să afli dacă smartphone-ul tău are un giroscop
De obicei, caracteristicile unui smartphone indică ce senzori are. Dacă vă îndoiți de veridicitatea informațiilor, atunci programele speciale vă vor ajuta. De exemplu, Sensor Box pentru Android arată informații despre toți senzorii încorporați. Giroscopul este desemnat ca giroscop. Există și alte moduri prin care noi
Giroscopul din telefon a apărut pentru prima dată odată cu lansarea iPhone 4. Astfel, hardware suplimentar a fost introdus din nou în dispozitivele mobile. Acum smartphone-urile nu pot doar să-și determine locația geografică, orientarea în spațiu și să extindă automat fotografiile pentru o vizualizare ușoară. Datorită unei alte inovații, dispozitivele au învățat și să detecteze rotația (de exemplu, dacă utilizatorul se află pe un scaun de birou care se poate roti în direcții diferite). Ca urmare, funcționalitatea smartphone-urilor s-a extins și mai mult.
Ce este un giroscop?
Un accelerometru poate măsura accelerația liniară în raport cu un sistem de coordonate. Acesta este folosit pentru a determina orientarea telefonului. Ca rezultat al acestei inovații, multe noi funcții utile au apărut în timp util. În funcție de orientarea telefonului, interfața cu utilizatorul (UI) se poate roti automat în modul portret sau peisaj. Datorită acestui fapt, au apărut noi oportunități pentru crearea de jocuri mobile.
În zilele noastre, este greu de imaginat un joc de curse pentru un smartphone care nu suportă un accelerometru. De fiecare dată când mașina trebuia rotită, trebuia apăsat un buton specific de pe ecranul tactil. Calibrarea accelerometrului a adus experiența de joc la un nou nivel, deoarece acum putem efectua viraje prin înclinarea dispozitivului mobil. Datorită acestei inovații, au fost create multe jocuri populare.
Dar de ce un telefon are nevoie de un giroscop dacă are deja un accelerometru? De fapt, accelerometrul măsoară doar accelerația liniară a dispozitivului, în timp ce giroscopul determină orientarea acestuia. De fapt, își poate înregistra mișcarea în spațiu, inclusiv rotația verticală și orizontală.
Cei care sunt interesați de ceea ce este un giroscop într-un smartphone vor fi interesați să învețe despre aplicațiile sale practice. Pentru a înțelege principiul de funcționare al acestui dispozitiv, trebuie să vă imaginați jocul Counter-Strike, care a fost transferat pe platforma mobilă. În aceste jocuri trebuie să ne mișcăm în toate direcțiile. Fără suport pentru giroscop, ar trebui să glisăm ecranul tactil pentru a ne putea deplasa în direcția corectă. Ca urmare, după ceva timp utilizatorul ar ajunge la concluzia că controlul jocului a fost implementat fără succes.
Odată cu introducerea giroscopului, jocul a devenit mai plăcut. Acum utilizatorul poate muta pur și simplu telefonul în spațiu pentru a controla jocul. Giroscopul vă va detecta mișcarea, iar sistemul inteligent va înțelege ce doriți să faceți. Acum jucătorul nu trebuie să-și folosească degetele pentru a controla mersul și țintirea. În schimb, vă puteți concentra pe fotografiere atingând ecranul tactil.
Pentru a controla astfel de jocuri, puteți folosi accelerometrul și busola încorporată, dar în acest caz, acuratețea și netezimea suferă foarte mult. Datorită giroscopului, este posibil să faceți controlul jocului cât mai aproape de consolele de jocuri și PC-uri. În ceea ce privește hardware-ul, telefoanele mobile folosesc dispozitive bazate pe MEMS (sisteme microelectromecanice). Mai jos, telefoanele populare cu giroscop vor fi considerate ca exemple.
Apple a introdus pentru prima dată noua invenție odată cu introducerea ei în iPhone 4. Când compania a instalat un accelerometru pe telefonul de prima generație, a câștigat imediat faimă în întreaga lume. Drept urmare, a fost stabilită o nouă tendință și fiecare producător de smartphone-uri a fost dornic să implementeze această inovație pe dispozitivele lor. Apoi istoria s-a repetat, pentru că și giroscopul a devenit un obiect de invidie în rândul concurenților. Utilizatorii de dispozitive mobile au fost încântați când Steve Jobs a demonstrat capacitățile iPhone 4. Drept urmare, în magazinul de aplicații au apărut multe jocuri interesante cu giroscop.
Telefonul Nexus S este un produs comun între Google și Samsung. A devenit primul dispozitiv Android care are un giroscop. Odată cu adăugarea unor funcții foarte avansate, cum ar fi NFC, telefonul a oferit concurență serioasă iPhone 4. Suportul Gyroscope API a fost adăugat în Android 2.3 Gingerbread, oferind dezvoltatorilor posibilitatea de a crea jocuri și aplicații interesante.
Lista dispozitivelor Android echipate cu această inovație se extindea rapid, datorită căreia mulți utilizatori au putut să-i aprecieze capacitățile. La scurt timp după Nexus, giroscopul a fost instalat pe telefonul LG Optimus 2X. În plus, acest dispozitiv a devenit celebru ca primul smartphone din lume cu procesor dual-core (Procesor NVIDIA Tegra 2 AP20H Dual Core de 1 GHz).
Înainte de a începe să luăm în considerare modulul giroscop și accelerometru, cred că ar fi util să înțelegem pe scurt care sunt acestea. Un giroscop este un dispozitiv care răspunde la modificările unghiurilor de orientare ale corpului controlat. În prezentarea clasică, acesta este un fel de obiect inerțial care se rotește rapid pe suspensii. Ca urmare, un obiect care se rotește își va menține întotdeauna direcția, iar unghiul de deviere poate fi determinat de poziția suspensiilor. De fapt, giroscoapele electronice sunt construite după o schemă diferită și sunt puțin mai complicate (nu ar fi ușor să împingi un vârf rotativ într-un microcircuit). Un accelerometru este un dispozitiv care măsoară proiecția accelerației aparente, adică diferența dintre accelerația adevărată a unui obiect și accelerația gravitațională. Într-un exemplu simplu, un astfel de sistem reprezintă o anumită masă montată pe o suspensie care are elasticitate (un arc pentru un exemplu bun). Deci, dacă un astfel de sistem este rotit la un anumit unghi, sau aruncat, sau supus unei accelerații liniare, atunci suspensia elastică va reacționa la mișcare sub influența masei și va devia, iar accelerația este determinată de această abatere. Astfel, giroscopul reacționează la schimbările din spațiu indiferent de direcția de mișcare, iar cu ajutorul unui accelerometru poate măsura accelerația liniară a unui obiect, precum și locația calculată artificial a unui obiect în spațiu. Fiecare dispozitiv are propriile sale avantaje și dezavantaje.
Cipul MPU6050 conține la bord atât un accelerometru, cât și un giroscop și, în plus, un senzor de temperatură. MPU6050 este elementul principal al modulului GY-531. În plus față de acest microcircuit, placa modulului conține cablajul MPU6050 necesar, inclusiv rezistențele de tragere pentru interfața I 2 C, precum și un stabilizator de tensiune de 3,3 volți cu o cădere de tensiune scăzută (cu o sursă de alimentare de 3,3 volți, ieșirea stabilizatorului va fi exact de 3 volți) cu condensatori de filtru. Ei bine, ca bonus, placa are un LED SMD cu o rezistență de limitare ca indicator al tensiunii de alimentare. Dimensiunea plăcii modulului GY-521 10 x 20 mm.
Diagrama modulului este prezentată mai jos (valorile pot varia ușor în diferite versiuni ale modulului):
Caracteristici MPU6050:
- tensiune de alimentare 2,375 - 3,46 volți
- consum de curent până la 4 mA
- interfață de date - I2C
- viteza maximă I2C - 400 kHz
- intrare pentru alți senzori I2C
- oscilator intern la 8 MHz (în afara modulului este posibil să conectați un rezonator extern de cuarț la 32,768 kHz sau 19,2 MHz)
Trebuie remarcată posibilitatea MPU6050 funcționează în modul master I2C pentru pinii AUX, la care puteți conecta un alt senzor extern (de exemplu un magnetometru). Sincer, nu înțeleg deloc de ce este nevoie de acest lucru, dacă este mai ușor să conectați senzori suplimentari la magistrala I2C comună a microcontrolerului.
Caracteristici MPU6050:
- giroscop MEMS cu trei axe cu ADC pe 16 biți
- Accelerometru MEMS cu trei axe cu ADC pe 16 biți
- Procesor digital de mișcare (DMP)
- slave I 2 C pentru conectarea la microcontroler
- master I 2 C pentru conectarea unui senzor suplimentar la cip
- registrele de date ale senzorilor
- întrerupe
- senzor de temperatura
- autotestarea giroscopului și accelerometrului
- registrul de identificare a dispozitivului
Aspectul modulului GY-521:
Setul include conexiuni unghiulare și drepte. Conectorul cu pin drept a fost lipit.
Datele de măsurare ale senzorului pot fi citite fie din registrele de menținere, fie folosind funcțiile FIFO. Există un registru separat numit Cine sunt eu, valoarea scrisă în acest registru este permanentă și poate fi doar citită, poate fi folosit ca identificator de dispozitiv, valoarea din registru este 104 sau 0x68. O ieșire separată este ieșirea de întrerupere, care este configurată de registrele de configurare pentru anumite evenimente.
Senzorii giroscopului și accelerometrului sunt realizați ca MEMS (sistem microelectromecanic) - o influență externă asupra senzorului modifică mai întâi starea părții mecanice, apoi o schimbare a stării părții mecanice duce la o schimbare a semnalului părții electrice . Într-un cuvânt, nu numai electronica, ci și mecanica sunt adunate într-un singur caz. Într-un microcircuit MPU6050 conține doi senzori MEMS simultan, producătorul susține că influența lor reciprocă unul asupra celuilalt este minimizată. Ei bine, deloc rău pentru prețul unui modul finit de vreo 2 euro. Apropo, aceste module pot fi achiziționate pe platformele de tranzacționare aliexpress sau ebay.
Să ne dăm seama cum să folosim accelerometrul și senzorii giroscopului. Nici măcar nu vom atinge senzorul de temperatură - citim datele de temperatură, le-am convertit în valori umane și ne bucurăm. Giroscopul produce valori instantanee ale vitezei unghiulare cu rezoluția specificată în setări, de exemplu 2000 de grade pe secundă. Dacă fulgerați microcontrolerul și vă uitați la datele primite, veți vedea doar zerouri. Dacă începeți să rotiți senzorul, veți obține valori instantanee ale vitezei unghiulare. Rețineți că obținem viteza în grade pe secundă, ceea ce înseamnă că vitezele liniare nu afectează aceste citiri - citirile se vor schimba doar pe măsură ce senzorul este rotit în spațiu. Apoi, folosind aceste date, puteți obține orientarea obiectului în spațiu. Pentru a face acest lucru, trebuie să obțineți valoarea instantanee a vitezei unghiulare și să o înmulțiți cu intervalul de timp dintre sondarea senzorului giroscopului. Exemplu: rezoluție 2000 de grade pe secundă, interval dintre sondajele senzorului 0,1 secunde, valoarea vitezei instantanee 300, ceea ce înseamnă 300*0,1=30 - în acest timp axa giroscopului a fost rotită cu 30 de grade. În continuare, fiecare valoare rezultată trebuie adăugată la cea anterioară. Dacă axa s-a deplasat într-o direcție - valoarea este de 30 de grade, dacă în cealaltă, atunci -30, astfel, atunci când senzorul revine la poziția inițială, va fi întotdeauna (ideal) 0 atunci când se abate de la poziția inițială; la efectuarea acțiunilor de mai sus, obținem unghiul de abatere. Prin prelucrarea unghiurilor celor trei axe ale giroscopului, puteți obține orientarea obiectului în spațiu.
Astfel, la integrarea stării unghiului de poziție, eroarea este și ea integrată - cu utilizare prelungită, puteți obține valori complet incorecte. Prin urmare, un giroscop este adesea folosit împreună cu un accelerometru, formând într-o versiune simplă un filtru alfa-beta sau un filtru complementar.
Cu un accelerometru totul este mai simplu. Măsurând accelerațiile celor trei axe ale senzorului, puteți obține date transformându-le folosind geometrie, din care puteți obține și orientarea obiectului în spațiu. În plus, accelerometrul măsoară accelerațiile liniare, adică orientarea unui obiect poate fi distorsionată atunci când senzorul se mișcă în direcții liniare. De asemenea, puteți utiliza accelerometrul pentru a detecta mișcarea unui obiect sau ciocnirea acestuia. De exemplu, detectarea unui obiect care cade sau o împingere împotriva unui obstacol pentru a-l ocoli.
Datele de la accelerometru sunt întotdeauna destul de precise, adică zero rămâne întotdeauna zero sub orice influență (adică nu depinde de timp sau de natura influenței), cu toate acestea, dezavantajul constă în faptul că datele sunt zgomotoase în un anumit interval de date, adică nu este posibil să se măsoare cu precizie un unghi până la zecimi de grad. Dar pe baza datelor experimentale, precizia până la grade întregi este destul de stabilă. Nu uitați de influența accelerațiilor liniare.
Dacă ați achiziționat senzorul, puteți trece la examinarea interiorului modulului, și anume elementul principal - microcircuitul MPU6050. Informațiile sunt stocate în registre de microcircuite, dintre care există mai mult de 100 (!). Și aici se află o capcană uriașă. Producătorul nu s-a obosit să descrie toate informațiile din documentație, ci a oferit doar informații despre cele mai necesare lucruri. De fapt, nici nu se știe câte registre există, disponibile pentru citit sau scris, sau ambele. De asemenea, pur și simplu nu există informații despre unele registre, cu excepția numelui acestuia. Ei bine, va trebui să determinăm experimental influența valorilor scrise în unele registre.
La sfârșitul articolului puteți descărca codul sursă pentru un exemplu de utilizare a acestui modul. În interior veți găsi informații despre cum să citiți datele senzorului modulului, precum și despre inițializarea dispozitivului sau pur și simplu configurarea registrelor pentru prima dată pentru a începe lucrul cu modulul GY-521.
Interfața I 2 C funcționează conform schemei standard. Adresa cipului poate avea două valori (fără bit de citire/scriere) în funcție de starea pinului AD0 - b1101000 dacă AD0 este conectat la masă și b1101001 dacă AD0 este conectat la sursa de alimentare. În consecință, plus un bit de citire sau scriere.
Cipul contine Procesor digital de mișcare (DMP), este necesară procesarea datelor primite de la senzorii giroscop și accelerometru. Toate acestea se fac pentru a crește acuratețea datelor primite, deoarece la procesarea datelor pe un microcontroler, precizia poate avea de suferit din cauza scăderii vitezei de procesare. De obicei, algoritmii de procesare a mișcării ar trebui să funcționeze la o frecvență destul de mare, de obicei 200 Hz, conform documentației.
În ceea ce privește registrele, există un număr destul de mare, informațiile necesare se află în harta de registre de pe MPU6050, documentul este atașat articolului. În plus, este atașat un cod sursă cu setările acestor registre.
Pentru a demonstra funcționarea modulului, a fost asamblată o diagramă:
Aici se folosește microcontrolerul Atmega8, datele sunt afișate pe afișajul LCD 2004A (4 linii de 20 de caractere). Următoarele informații sunt afișate pe ecran, primite și convertite de pe cipul modulului MPU6050: 1. valori pe trei axe ale accelerometrului, 2. valori pe trei axe ale giroscopului, 3. temperatura, 4. unghiuri de deviere în funcție de datele accelerometrului (calculate cu resursele microcontrolerului), 5. rotație de-a lungul axei Z în funcție de datele giroscopului (tot prin numărare cu un microcontroler). În primul și al doilea paragraf, datele sunt de natură instantanee - adică exact ceea ce se citește din registrele de stocare, aceasta înseamnă că pentru giroscop aceasta este viteza în repaus, toate valorile vor fi egale cu zero.
În plus, există 6 LED-uri care se aprind în funcție de poziția senzorului de-a lungul axei Y a accelerometrului.
Modulul senzor conține deja un stabilizator de 3,3 volți, astfel încât acesta poate fi conectat atât la 5 volți, cât și la 3,3 volți. Microcontrolerul este alimentat de la o tensiune de 3,3 volți, pentru a nu se potrivi cu nivelurile I 2 C.
Dispozitiv asamblat pe o placă:
Pentru a programa microcontrolerul, configurația bitului siguranței (Atmega8):
Domeniul de aplicare al unor astfel de senzori este destul de larg. Acest modul este adesea folosit pentru a stabiliza zborul unui quadcopter datorită utilizării combinate a unui giroscop și a unui accelerometru. În plus, modulul poate fi folosit pentru a coordona diverse dispozitive - de la doar un detector de mișcare la un sistem de orientare pentru diverși roboți sau pentru a controla mișcările oricăror dispozitive. Zona unor astfel de dispozitive cu senzori este destul de nouă și interesantă pentru studiu și aplicare în tehnologia amatorilor.
În concluzie, aș dori să notez că acest modul este o soluție ieftină și destul de bună dacă aveți nevoie să utilizați un giroscop și/sau un accelerometru, un număr mare de setări ale senzorului vă va permite să le configurați pentru orice dispozitiv, dimensiunea mică a modulul vă va permite cu ușurință să îl integrați în majoritatea circuitelor.
Articolul include firmware-ul microcontrolerului, codul sursă, documentația pentru MPU6050 și un videoclip al senzorului care funcționează în circuit.
Lista radioelementelor
| Desemnare | Tip | Denumire | Cantitate | Notă | Magazin | Blocnotesul meu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MOD1 | Modul | GU-521 | 1 | Bazat pe MPU6050 | La blocnotes | |
| IC1 | MK AVR pe 8 biți | ATmega8 | 1 | La blocnotes | ||
| VR1 | Regulator liniar | L7805AB | 1 | La blocnotes | ||
| VR2 | Regulator liniar | AMS1117-3.3 | 1 | La blocnotes | ||
| HG1 | Ecran LCD | 2004A | 1 | La blocnotes | ||
| C1 | 470 µF | 1 | La blocnotes | |||
| C2, C3, C5 | Condensator | 100 nF | 3 | La blocnotes | ||
| C4 | Condensator electrolitic | 220 uF | 1 | La blocnotes | ||
| C6 | Condensator electrolitic | 10 uF | 1 |