Jogos 3D, imagens 3D e vídeos 3D são tendências de tecnologia hoje. Para melhorar a experiência do usuário final, os fabricantes estão introduzindo muitos métodos novos. As principais funções por trás da tecnologia 3D são detecção de rotação, detecção de orientação, sensor de movimento, detecção de gestos, bem como reconhecimento, etc ... Os dispositivos que podem medir essas funções são os giroscópios e acelerômetros. Como o tamanho do produto final é muito pequeno, os sensores embutidos nele também devem atender aos requisitos de tamanho pequeno. MPU6050 veio como uma resposta a este desafio. Por ser o menor dispositivo que possui integração no chip de giroscópio e acelerômetro. Pode ser facilmente embutido em um smartphone devido ao seu tamanho pequeno.

O que é MPU6050?

MPU6050 é um dispositivo de rastreamento de movimento de 6 eixos baseado em MEMS. Ele tem um giroscópio no chip e acelerômetro sensores junto com sensor de temperatura . MPU6050 é um dispositivo digital. Este módulo é de tamanho muito pequeno, tem requisitos de baixo consumo de energia, alta precisão, alta repetibilidade, alta tolerância a choques, tem programabilidade de desempenho específico do aplicativo e baixos preços ao consumidor. O MPU6050 pode ser facilmente conectado a outros sensores, como magnetômetros e microcontroladores.

Diagrama de bloco

Bloco-Diagrama-de-MPU6050

O módulo MPU6050 é composto pelos seguintes blocos e funções.

“como fazer meg um transformador ”

Um sensor de giroscópio de taxa MEMS de 3 eixos com três ADCs de 16 bits e condicionamento de sinal.
Um sensor acelerômetro MEMS de 3 eixos com três ADC de 16 bits e condicionamento de sinal.
Um motor de processador de movimento digital on-chip.
Interfaces de comunicação digital 12C primárias.
Interfaces auxiliares I2C para comunicação com sensores externos como magnetômetro.
Clocking interno.
Registros de dados para armazenar dados do sensor.
Memória FIFO que auxilia na redução do consumo de energia.
Interrupções programáveis pelo usuário.
Um sensor de temperatura de saída digital.
Autoteste para giroscópio e acelerômetro.
LDO e Bias.
Bomba de carga.
Registros de status.

Diagrama de circuito

O giroscópio presente no MPU6050 pode detectar a rotação em torno dos três eixos X, Y, Z. O efeito de Coriolis causa uma vibração quando os giroscópios são girados em torno de qualquer um dos eixos. Essas vibrações são captadas pelo capacitor. O sinal produzido é então amplificado, demodulado e filtrado para produzir uma voltagem proporcional à taxa angular. Esta tensão é então digitalizada usando ADC's.

O DMP presente no MPU6050 descarrega o cálculo de algoritmos de detecção de movimento do processador host. O DMP adquire dados de todos os sensores e armazena os valores calculados em seus registros de dados ou em FIFO. O FIFO pode ser acessado por meio da interface serial. Usando o pino AD0, mais de um módulo MPU6050 pode ser conectado a um microprocessador. MPU6050 pode ser usado facilmente com Arduino , já que o MPU6050 tem bibliotecas bem documentadas disponíveis.

Enquanto usado em aplicações, as linhas I2C do MPU6050 são puxadas para cima usando um resistor de 4,7 kΩ e o pino de interrupção é puxado para baixo usando um resistor de 4,7 kΩ. Quando os dados estão disponíveis em FIFO, o pino de interrupção fica alto. Agora, um microcontrolador pode ler os dados usando Comunicação I2C ônibus. Os dados fornecidos pelas bibliotecas contêm os seguintes valores de dados - componentes do quaternion, ângulos de Euler, guinada, inclinação, rotação, aceleração do mundo real, aceleração do quadro mundial e valores de sentido de invenção do bule.

Diagrama de Pin

Pin-Diagram-of-MPU-6050

MPU6050 está disponível em um pacote pequeno de 4 × 4 × 0,9 mm. A estrutura de MEMS é hermeticamente selada e ligada no nível do wafer. MPU6050 está disponível como um pacote QFN de 24 pinos. A descrição do pino deste módulo é fornecida abaixo-

Pin-1- CLKIN- é a entrada de relógio de referência externa opcional. Este pino é conectado ao aterramento quando não está em uso.
Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5 são pinos NC. Esses pinos não são conectados internamente.
Pin-6, AUX_DA, é o pino mestre de dados seriais I2C. Este pino é usado para conectar sensores externos.
Pin-7, AUX_CL, é o relógio serial mestre I2C. Este pino é usado para conectar sensores externos.
Pin-8, VLOGIC, é o pino de tensão de alimentação de E / S digital.
Pin-9, AD0, é o pino LSB do endereço do escravo I2C.
Pin-10, REGOUT, é a conexão do capacitor do filtro do regulador.
Pin-11, FSYNC, é a entrada digital de sincronização de quadros. Este pino é conectado ao aterramento quando não é usado.
Pin-12, INT, é o pino de saída digital de interrupção.
Pin-13, VDD, é o pino de tensão da fonte de alimentação.
Pin-14, Pin-15, Pin-16, Pin-17 são pinos NC. Esses pinos não são conectados internamente.
Pin-18, GND, é o aterramento da fonte de alimentação.
Pin-19 e Pin-21 são os pinos RESV. Esses pinos são reservados.
Pin-20, CPOUT, é a conexão do capacitor da bomba de carga.
Pin-22 é RESV, o pino reservado.
Pin-23, SCL, é o relógio serial I2C.
Pin-24, SDA, é o pino de dados serial I2C.

Especificações do MPU6050

MPU6050 é o primeiro dispositivo de rastreamento de movimento de 6 eixos integrado do mundo. Algumas das especificações deste módulo são fornecidas abaixo-

O MPU6050 possui um giroscópio de 3 eixos, acelerômetro de 3 eixos e um processador de movimento digital integrado em um único chip.
Funciona com alimentação de 3V-5V.
MPU6050 usa o protocolo I2C para comunicação e transferência de dados.
Este módulo possui um ADC de 16 bits integrado que oferece grande precisão.
O MPU6050 pode ter interface com outros dispositivos IIC, como magnetômetros.
MPU6050 também possui um sensor de temperatura embutido.
O barramento do sensor I2C ajuda a coletar dados diretamente da bússola externa de 3 eixos, que ele usa para fornecer uma saída MotionFusion completa de 9 eixos.
Para os fabricantes, o MPU6050 elimina a necessidade de seleção, qualificação e integração no nível do sistema de dispositivos discretos.
Usando sua porta I2C, sensores não inerciais, como o sensor de pressão, podem ser conectados.
MPU6050 consiste em três ADC de 16 bits para digitalizar as saídas 0 do giroscópio e três ADC de 16 bits para digitalizar as saídas do acelerômetro.
Uma faixa de giroscópio programável pelo usuário e uma faixa de acelerômetro programável pelo usuário estão presentes para rastreamento preciso de movimentos rápidos e lentos.
Um buffer FIFO de 1024 bytes no chip está presente, o que ajuda a reduzir o consumo de energia do módulo.
A necessidade de agrupamento frequente da saída do sensor é minimizada com a ajuda do DMP on-chip.
O MPU6050 também possui um oscilador no chip com variação de ± 1%.
MPU6050 possui filtros passa-baixa para giroscópio, acelerômetro e sensor de temperatura.
O pino de referência VLOGIC é usado para definir os níveis lógicos da interface I2C.
A faixa programável pelo usuário do giroscópio presente no MPU6050 é ± 250, ± 500, ± 1000 e ± 2000 ° / seg.
Sincronização de imagem, vídeo e GPS são suportados pelo pino de sincronização externo do giroscópio.
Este giroscópio melhorou o desempenho do ruído de baixa frequência.
O giroscópio precisa de 3,6 mA de corrente para operar.
O filtro passa-baixo do giroscópio é digitalmente programável.
O acelerômetro presente no MPU6050 opera em 500μA de corrente.
A faixa de escala completa programável deste acelerômetro é ± 2g, ± 4g, ± 8g e 16g.
O acelerômetro também pode detectar orientação, detecção de toque.
Interrupções programáveis do usuário estão presentes para o acelerômetro.
Entre os eixos do acelerômetro e do giroscópio, há uma sensibilidade mínima do eixo cruzado.
Para se comunicar com todos os registros, o modo rápido de 400 kHz é usado I2C.
O DMP presente no MPU6050 suporta processamento de movimento 3D e algoritmos de reconhecimento de gestos.
A leitura de burst é fornecida para o processador do sistema. Depois de ler os dados do FIFO, o processador do sistema entra no modo de espera de baixo consumo de energia enquanto o MPU coleta mais dados.
Recursos como reconhecimento de gestos, panorâmica, zoom, rolagem, detecção de toque e detecção de shack são suportados pelas interrupções programáveis.
O MPU6050 também possui uma entrada de clock externo opcional de 32.768kHz ou 19.2Mhz.

Aplicações de MPU6050

Algumas das aplicações deste módulo são fornecidas abaixo-

Este módulo é usado na tecnologia Blurfree para estabilização de vídeo ou imagem fixa.
Para reconhecer gestos no ar, este módulo é usado.
Nos sistemas de segurança e autenticação, MPU6050 é usado para reconhecimento de gestos.
Para navegação e controle de aplicativo de IU “sem toque”, o MPU6050 é usado.
Na tecnologia de comando de movimento para atalhos de gestos, este módulo é usado.
Este módulo também encontrou aplicativos em frameworks de jogos e aplicativos habilitados para movimento.
Em InstantGesture -IG, MPU6050 é usado para reconhecimento de gestos.
Devido ao seu pequeno tamanho, este módulo é usado em aparelhos e equipamentos portáteis de jogos.
Os controladores de jogos baseados em movimento também possuem este módulo.
Controladores remotos 3D e mouses 3D também usam este módulo.
Os wearables usados para saúde, fitness e esportes também contêm MPU6050.
Este módulo também pode ser encontrado em muitos brinquedos.
Para medições IMU, MPU6050 é usado.
Em drones e quadcopters, MPU6050 é usado para controle de posição.
Este módulo também encontrou aplicação em robôs com autobalanceamento.
MPU6050 é altamente recomendado para controle de braço robótico.
Os robôs humanóides também usam este módulo para detecção de inclinação, rotação e orientação.
Em smartphones, este módulo é usado para aplicativos como realidade aumentada, jogos, controle de comando por gestos, captura de fotos panorâmicas e visualização.
Este módulo também está sendo aplicado para serviços baseados em localização.

IC alternativo

Alguns dos IC que podem ser usados como alternativa ao MPU6050 são ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000.

Este módulo é altamente preferido para dispositivos portáteis devido ao seu tamanho compacto e sistemas alimentados por bateria devido aos seus requisitos de baixo consumo de energia. O MPU6050 pode transformar um celular portátil em um poderoso dispositivo 3D inteligente. Os maiores detalhes sobre as características elétricas e lógica de interrupção deste módulo podem ser encontrados em seu Ficha de dados . Com qual microprocessador você fez a interface do MPU6050?