Les jeux 3D, les images 3D et les vidéos 3D sont à la pointe de la technologie aujourd'hui. Pour une expérience utilisateur améliorée, les fabricants introduisent de nombreuses nouvelles méthodes. Les principales fonctions de la technologie 3D sont la détection de rotation, la détection d'orientation, la détection de mouvement, la détection de gestes ainsi que la reconnaissance, etc. Les appareils capables de mesurer ces fonctions sont les gyroscopes et les accéléromètres. Comme la taille du produit final est très petite, les capteurs intégrés dans celui-ci doivent également répondre aux exigences de petite taille. Le MPU6050 est venu comme une réponse à ce défi. Comme il s'agit du plus petit appareil doté d'une intégration sur puce du gyroscope et de l'accéléromètre. Il peut être facilement intégré dans un smartphone en raison de sa petite taille.

Qu'est-ce que MPU6050?

Le MPU6050 est un dispositif de suivi de mouvement à 6 axes basé sur MEMS. Il a un gyroscope sur puce et accéléromètre capteurs avec capteur de température . MPU6050 est un appareil numérique. Ce module est de très petite taille, a des exigences de faible consommation d'énergie, très précis, a une répétabilité élevée, une tolérance aux chocs élevée, une programmabilité des performances spécifique à l'application et des prix bas pour le consommateur. Le MPU6050 peut être facilement interfacé avec d'autres capteurs tels que magnétomètres et microcontrôleurs.

Diagramme

Schéma fonctionnel du MPU6050

Le module MPU6050 est composé des blocs et fonctions suivants.

“calculateur de filtre passe-haut de premier ordre ”

Un capteur gyroscopique MEMS à 3 axes avec trois ADC 16 bits et un conditionnement de signal.
Un capteur accéléromètre MEMS à 3 axes avec trois ADC 16 bits et un conditionnement de signal.
Un moteur de processeur de mouvement numérique sur puce.
Interfaces de communication numérique 12C primaires.
Interfaces I2C auxiliaires pour la communication avec des capteurs externes tels que le magnétomètre.
Horloge interne.
Registres de données pour stocker les données des capteurs.
Mémoire FIFO qui aide à réduire la consommation d'énergie.
Interruptions programmables par l'utilisateur.
Un capteur de température de sortie numérique.
Auto-test pour gyroscope et accéléromètre.
LDO et biais.
Pompe de charge.
Registres d'état.

Schéma

Le gyroscope présent dans le MPU6050 peut détecter une rotation autour des trois axes X, Y, Z. L'effet Coriolis provoque une vibration lorsque les gyroscopes sont tournés autour de l'un des axes. Ces vibrations sont captées par le condensateur. Le signal produit est ensuite amplifié, démodulé et filtré pour produire une tension proportionnelle à la vitesse angulaire. Cette tension est ensuite numérisée à l'aide des ADC.

Le DMP présent sur le MPU6050 décharge le calcul des algorithmes de détection de mouvement du processeur hôte. DMP acquiert les données de tous les capteurs et stocke les valeurs calculées dans ses registres de données ou dans FIFO. FIFO est accessible via l'interface série. En utilisant la broche AD0, plus d'un module MPU6050 peut être interfacé avec un microprocesseur. Le MPU6050 peut être utilisé facilement avec Arduino , car MPU6050 dispose de bibliothèques bien documentées.

Lorsqu'elles sont utilisées dans les applications, les lignes I2C du MPU6050 sont tirées vers le haut à l'aide d'une résistance de 4,7 kΩ et la broche d'interruption est abaissée à l'aide d'une résistance de 4,7 kΩ. Lorsque les données sont disponibles dans FIFO, la broche d'interruption passe à l'état haut. Désormais, un microcontrôleur peut lire les données en utilisant Communication I2C bus. Les données fournies par les bibliothèques contiennent les valeurs de données suivantes: composants Quaternion, angles d'Euler, lacet, pas, roulis, accélération du monde réel, accélération de trame mondiale et valeurs de sens de Teapot inventer.

Diagramme des broches

Schéma des broches du MPU-6050

Le MPU6050 est disponible sous la forme d'un petit boîtier 4 × 4 × 0,9 mm. La structure MEMS est hermétiquement scellée et liée au niveau de la tranche. Le MPU6050 est disponible en tant que boîtier QFN 24 broches. La description des broches de ce module est donnée ci-dessous.

Pin-1- CLKIN- est l'entrée d'horloge de référence externe en option. Cette broche est connectée à la terre lorsqu'elle n'est pas utilisée.
Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 sont des broches NC. Ces broches ne sont pas connectées en interne.
La broche 6, AUX_DA, est la broche de données série principale I2C. Cette broche est utilisée pour connecter des capteurs externes.
La broche 7, AUX_CL, est l'horloge série principale I2C. Cette broche est utilisée pour connecter des capteurs externes.
La broche 8, VLOGIC, est la broche de tension d'alimentation d'E / S numériques.
La broche 9, AD0, est la broche LSB de l'adresse esclave I2C.
La broche 10, REGOUT, est la connexion du condensateur du filtre du régulateur.
La broche 11, FSYNC, est l'entrée numérique de synchronisation de trame. Cette broche est connectée à la terre lorsqu'elle n'est pas utilisée.
La broche 12, INT, est la broche de sortie numérique d'interruption.
La broche 13, VDD, est la broche de tension d'alimentation.
Pin-14, Pin-15, Pin-16, Pin-17 sont des broches NC. Ces broches ne sont pas connectées en interne.
La broche 18, GND, est la masse de l'alimentation.
Les broches 19 et 21 sont les broches RESV. Ces broches sont réservées.
La broche 20, CPOUT, est la connexion du condensateur de la pompe de charge.
La broche 22 est RESV, la broche réservée.
La broche 23, SCL, est l'horloge série I2C.
La broche 24, SDA, est la broche de données série I2C.

Spécifications du MPU6050

Le MPU6050 est le premier dispositif de suivi de mouvement à 6 axes intégré au monde. Certaines des spécifications de ce module sont données ci-dessous.

Le MPU6050 dispose d'un gyroscope à 3 axes, d'un accéléromètre à 3 axes et d'un processeur de mouvement numérique intégré sur une seule puce.
Il fonctionne sur une alimentation de 3V-5V.
Le MPU6050 utilise le protocole I2C pour la communication et le transfert de données.
Ce module a un ADC 16 bits intégré qui offre une grande précision.
Le MPU6050 peut être interfacé avec d'autres appareils IIC tels que les magnétomètres.
Le MPU6050 dispose également d'un capteur de température intégré.
Le bus de capteur I2C l'aide à collecter des données directement à partir d'un compas 3 axes externe, qu'il utilise pour fournir une sortie MotionFusion 9 axes complète.
Pour les fabricants, le MPU6050 élimine le besoin de sélection, de qualification et d'intégration au niveau du système des dispositifs discrets.
Grâce à son port I2C, des capteurs non inertiels tels que des capteurs de pression peuvent être interfacés.
Le MPU6050 se compose de trois ADC 16 bits pour numériser les sorties du gyroscope et de trois ADC 16 bits pour numériser les sorties de l'accéléromètre.
Une gamme de gyroscopes programmables par l'utilisateur et une gamme d'accéléromètres programmables par l'utilisateur sont présentes pour le suivi de précision des mouvements rapides et lents.
Un tampon FIFO de 1024 octets sur la puce est présent, ce qui aide à réduire la consommation d'énergie du module.
Le besoin de mise en commun fréquente de la sortie du capteur est minimisé à l'aide du DMP sur puce.
Le MPU6050 dispose également d'un oscillateur sur puce avec une variation de ± 1%.
Le MPU6050 possède des filtres passe-bas pour gyroscope, accéléromètre et capteur de température.
La broche de référence VLOGIC est utilisée pour définir les niveaux logiques de l'interface I2C.
La plage programmable par l'utilisateur du gyroscope présent sur le MPU6050 est de ± 250, ± 500, ± 1000 et ± 2000 ° / s.
La synchronisation d'image, vidéo et GPS est prise en charge par la broche de synchronisation externe du gyroscope.
Ce gyroscope a amélioré les performances de bruit basse fréquence.
Le gyroscope a besoin de 3,6 mA de courant pour fonctionner.
Le filtre passe-bas du gyroscope est programmable numériquement.
L'accéléromètre présent sur le MPU6050 fonctionne sur 500μA de courant.
La plage pleine échelle programmable de cet accéléromètre est de ± 2g, ± 4g, ± 8g et 16g.
L'accéléromètre peut également détecter l'orientation, la détection des tapotements.
Des interruptions programmables par l'utilisateur sont présentes pour l'accéléromètre.
Entre les axes de l'accéléromètre et du gyroscope, il y a une sensibilité transversale minimale.
Pour communiquer avec tous les registres, le mode rapide 400 kHz I2C est utilisé.
Le DMP présent sur le MPU6050 prend en charge les algorithmes de traitement de mouvement 3D et de reconnaissance de geste.
La lecture en rafale est fournie pour le processeur système. Après avoir lu les données de la FIFO, le processeur système entre en mode veille à faible consommation tandis que le MPU collecte plus de données.
Des fonctionnalités telles que la reconnaissance gestuelle, le panoramique, le zoom, le défilement, la détection de tapotement et la détection de cabane sont prises en charge par les interruptions programmables.
Le MPU6050 dispose également d'une entrée d'horloge externe en option de 32,768 kHz ou 19,2 MHz.

Applications du MPU6050

Certaines des applications de ce module sont données ci-dessous.

Ce module est utilisé dans la technologie Blurfree pour la stabilisation vidéo ou d'image fixe.
Pour reconnaître les gestes dans les airs, ce module est utilisé.
Dans les systèmes de sécurité et d'authentification, le MPU6050 est utilisé pour la reconnaissance gestuelle.
Pour le contrôle d'application et la navigation de l'interface utilisateur «sans contact», le MPU6050 est utilisé.
Dans la technologie de commande de mouvement pour les raccourcis gestuels, ce module est utilisé.
Ce module a également trouvé une application dans les cadres de jeux et d'applications activés par le mouvement.
Dans InstantGesture -IG, MPU6050 est utilisé pour la reconnaissance gestuelle.
En raison de sa petite taille, ce module est utilisé dans les combinés et les équipements de jeu portables.
Les contrôleurs de jeu basés sur le mouvement ont également ce module.
Les télécommandes 3D, les souris 3D utilisent également ce module.
Les appareils portables utilisés pour la santé, le fitness et les sports contiennent également du MPU6050.
Ce module se retrouve également dans de nombreux jouets.
Pour les mesures IMU, le MPU6050 est utilisé.
Dans les drones et quadricoptères, le MPU6050 est utilisé pour le contrôle de position.
Ce module a également trouvé une application dans les robots auto-équilibrés.
Le MPU6050 est hautement préféré pour le contrôle du bras robotisé.
Les robots humanoïdes utilisent également ce module pour la détection d'inclinaison, de rotation et d'orientation.
Dans les smartphones, ce module est utilisé pour des applications telles que la réalité augmentée, les jeux, le contrôle de commande gestuelle, la capture de photos panoramiques et la visualisation.
Ce module a également été appliqué pour les services basés sur la localisation.

IC alternatif

Certains des circuits intégrés pouvant être utilisés comme alternative au MPU6050 sont ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Ce module est hautement préféré pour les appareils portables en raison de sa taille compacte et des systèmes alimentés par batterie en raison de sa faible consommation d'énergie. Le MPU6050 peut transformer un mobile portable en un puissant appareil intelligent 3D. Vous trouverez plus de détails sur les caractéristiques électriques et la logique d'interruption de ce module dans son Fiche de données . À quel microprocesseur avez-vous interfacé le MPU6050?