MPU6050 - पिन आरेख, सर्किट और अनुप्रयोग

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3 डी गेम, 3 डी पिक्चर्स और 3 डी वीडियो आज ट्रेंड कर रहे हैं। एन्हांस्ड एंड-यूज़र अनुभव के लिए निर्माता कई नए तरीके पेश कर रहे हैं। 3 डी तकनीक के पीछे मुख्य कार्य रोटेशन डिटेक्शन, ओरिएंटेशन डिटेक्शन, मोशन सेंसिंग, जेस्चर डिटेक्शन के साथ-साथ मान्यता आदि हैं। जो डिवाइस इन कार्यों को माप सकते हैं वे गायरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर हैं। चूंकि अंत उत्पाद का आकार बहुत छोटा है, इसलिए इसमें लगे सेंसर छोटे आकार की आवश्यकताओं को भी पूरा करते हैं। MPU6050 इस चुनौती के जवाब के रूप में आया था। जैसा कि यह सबसे छोटा उपकरण है जिसमें गायरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर दोनों का ऑन-चिप एकीकरण है। छोटे आकार के कारण इसे स्मार्टफोन में आसानी से लगाया जा सकता है।

MPU6050 क्या है?

MPU6050 एक MEMS- आधारित 6-अक्ष गति ट्रैकिंग डिवाइस है। इसमें एक ऑन-चिप जाइरोस्कोप और है accelerometer साथ सेंसर तापमान सेंसर । MPU6050 एक डिजिटल डिवाइस है। यह मॉड्यूल आकार में बहुत छोटा है, इसमें कम बिजली की खपत की आवश्यकताएं हैं, अत्यधिक सटीक है, उच्च पुनरावृत्ति, उच्च सदमे सहिष्णुता है, इसमें एप्लिकेशन-विशिष्ट प्रदर्शन प्रोग्रामबिलिटी और कम उपभोक्ता मूल्य बिंदु हैं। MPU6050 को अन्य सेंसर जैसे कि आसानी से बाधित किया जा सकता है मैग्नेटोमीटर और माइक्रोकंट्रोलर।




ब्लॉक आरेख

ब्लॉक-आरेख- MPU6050

ब्लॉक-आरेख- MPU6050

MPU6050 मॉड्यूल निम्नलिखित ब्लॉकों और कार्यों से बना है।



  • 3-बिट एडीसी और सिग्नल कंडीशनिंग के साथ एक 3-अक्ष एमईएमएस दर जाइरोस्कोप सेंसर।
  • 3-बिट एडीसी और सिग्नल कंडीशनिंग के साथ एक 3-अक्ष एमईएमएस एक्सेलेरोमीटर सेंसर।
  • एक चिप पर डिजिटल मोशन प्रोसेसर इंजन।
  • प्राथमिक 12C डिजिटल संचार इंटरफेस।
  • मैग्नेटोमीटर जैसे बाहरी सेंसर के साथ संचार के लिए सहायक I2C इंटरफेस।
  • आंतरिक क्लॉकिंग।
  • डेटा सेंसर डेटा संग्रहीत करने के लिए पंजीकृत करता है।
  • FIFO मेमोरी जो बिजली की खपत को कम करने में मदद करती है।
  • उपयोगकर्ता-प्रोग्राम करने योग्य व्यवधान।
  • एक डिजिटल आउटपुट तापमान सेंसर।
  • जाइरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर के लिए स्व-परीक्षण।
  • LDO और Bias।
  • चार्ज पंप।
  • स्थिति रजिस्टर।

सर्किट आरेख

MPU6050 में मौजूद जाइरोस्कोप तीन एक्सिस एक्स, वाई, जेड के बारे में रोटेशन का पता लगा सकता है। कोरिओलिस प्रभाव एक कंपन का कारण बनता है जब गीयर को किसी भी अक्ष के बारे में घुमाया जाता है। ये कंपन संधारित्र द्वारा उठाए जाते हैं। तब उत्पादित संकेत एक वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए प्रवर्धित, डीमोडाइज्ड और फ़िल्टर किया जाता है जो कोणीय दर के आनुपातिक होता है। इस वोल्टेज को तब ADC के उपयोग से डिजिटल किया जाता है।

MPU6050 पर मौजूद DMP होस्ट प्रोसेसर से गति-संवेदी एल्गोरिदम की गणना करता है। डीएमपी सभी सेंसर से डेटा प्राप्त करता है और अपने डेटा रजिस्टरों में या फीफो में गणना मूल्यों को संग्रहीत करता है। FIFO को सीरियल इंटरफ़ेस के माध्यम से एक्सेस किया जा सकता है। AD0 पिन का उपयोग एक से अधिक MPU6050 मॉड्यूल को माइक्रोप्रोसेसर के साथ किया जा सकता है। MPU6050 के साथ आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है Arduino , MPU6050 के रूप में अच्छी तरह से प्रलेखित पुस्तकालय उपलब्ध हैं।

अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने के दौरान, MPU6050 की I2C लाइनों को 4.7kor रोकनेवाला का उपयोग करके उच्च खींचा जाता है और 4.7k using रोकनेवाला का उपयोग करके अवरोध पिन को नीचे खींचा जाता है। जब डेटा फीफो में उपलब्ध होता है, तो इंटरप्ट पिन अधिक हो जाता है। अब एक माइक्रोकंट्रोलर डेटा का उपयोग करके पढ़ सकता है I2C संचार बस। पुस्तकालयों द्वारा उपलब्ध कराए गए डेटा में निम्नलिखित डेटा मूल्य शामिल हैं- क्वाटरनियन घटक, यूलर एंगल्स, यव, पिच, रोल, रियल-वर्ल्ड एक्सेलेरेशन, वर्ल्ड फ्रेम एक्सेलेरेशन, और टीपोट आविष्कार अर्थ मूल्य।


पिन आरेख

पिन-आरेख-ऑफ-एमपीयू -6050

पिन-आरेख-ऑफ-एमपीयू -6050

MPU6050 एक छोटे 4 × 4 × 0.9 मिमी पैकेज के रूप में उपलब्ध है। एमईएमएस संरचना भली भांति बंद करके वफ़र स्तर पर बंधी होती है। MPU6050 24-पिन QFN पैकेज के रूप में उपलब्ध है। इस मॉड्यूल का पिन विवरण नीचे दिया गया है-

  • पिन-1- CLKIN- वैकल्पिक बाहरी संदर्भ घड़ी इनपुट है। यह पिन उपयोग में नहीं होने पर जमीन से जुड़ा होता है।
  • पिन -2, पिन -3, पिन -4, पिन -5 एनसी पिन हैं। ये पिन आंतरिक रूप से जुड़े हुए नहीं हैं।
  • पिन -6, AUX_DA, I2C मास्टर सीरियल डेटा पिन है। इस पिन का उपयोग बाहरी सेंसर को जोड़ने के लिए किया जाता है।
  • पिन -7, AUX_CL, I2C मास्टर सीरियल घड़ी है। इस पिन का उपयोग बाहरी सेंसर को जोड़ने के लिए किया जाता है।
  • पिन -8, VLOGIC, डिजिटल I / O आपूर्ति वोल्टेज पिन है।
  • पिन -9, AD0, I2C दास पता LSB पिन है।
  • पिन -10, REGOUT, रेगुलेटर फिल्टर कैपेसिटर कनेक्शन है।
  • पिन -11, FSYNC, फ्रेम सिंक्रोनाइज़ेशन डिजिटल इनपुट है। जब उपयोग नहीं किया जाता है तो यह पिन जमीन से जुड़ा होता है।
  • पिन -12, INT, इंटरप्ट डिजिटल आउटपुट पिन है।
  • पिन -13, वीडीडी, बिजली की आपूर्ति वोल्टेज पिन है।
  • पिन -14, पिन -15, पिन -16, पिन -17 नेकां पिन हैं। ये पिन आंतरिक रूप से जुड़े हुए नहीं हैं।
  • पिन -18, जीएनडी, बिजली आपूर्ति का मैदान है।
  • पिन -19 और पिन -21 आरईएसवी पिन हैं। ये पिन आरक्षित हैं।
  • पिन -20, सीपीयूटी, चार्ज पंप कैपेसिटर कनेक्शन है।
  • पिन -22, आरईएसवी है, आरक्षित पिन है।
  • पिन -23, एससीएल, I2C सीरियल घड़ी है।
  • पिन -24, एसडीए, I2C सीरियल डेटा पिन है।

MPU6050 के विनिर्देशों

MPU6050 दुनिया का पहला एकीकृत 6- अक्ष गति ट्रैकिंग डिवाइस है। इस मॉड्यूल के कुछ विनिर्देश नीचे दिए गए हैं-

  • MPU6050 में एक 3-अक्ष gyroscope, 3- अक्ष Accelerometer और एक एकल चिप पर एक डिजिटल मोशन प्रोसेसर एकीकृत है।
  • यह 3V-5V की बिजली आपूर्ति पर काम करता है।
  • MPU6050 संचार और डेटा के हस्तांतरण के लिए I2C प्रोटोकॉल का उपयोग करता है।
  • इस मॉड्यूल में एक अंतर्निहित 16-बिट एडीसी है जो महान सटीकता प्रदान करता है।
  • MPU6050 को अन्य IIC उपकरणों जैसे कि मैग्नेटोमीटर के साथ हस्तक्षेप किया जा सकता है।
  • MPU6050 में एक अंतर्निर्मित तापमान सेंसर भी है।
  • I2C सेंसर बस इसे बाहरी 3-अक्ष कम्पास से सीधे डेटा एकत्र करने में मदद करता है, जो इसे 9-अक्ष मोशनफ्यूजन आउटपुट प्रदान करने के लिए उपयोग करता है।
  • निर्माताओं के लिए, MPU6050 असतत उपकरणों के चयन, योग्यता और सिस्टम-स्तरीय एकीकरण की आवश्यकता को समाप्त करता है।
  • इसके I2C पोर्ट का उपयोग करके, गैर-जड़त्वीय सेंसर जैसे कि प्रेशर सेंसर को बाधित किया जा सकता है।
  • MPU6050 में गाइरोस्कोप 0utputs को डिजिटाइज़ करने के लिए तीन 16-बिट एडीसी और एक्सेलेरोमीटर आउटपुट को डिजिटाइज़ करने के लिए तीन 16-बिट एडीसी शामिल हैं।
  • एक उपयोगकर्ता-प्रोग्राम करने योग्य जाइरोस्कोप रेंज और एक उपयोगकर्ता-प्रोग्रामेबल एक्सेलेरोमीटर रेंज दोनों तेज और धीमी गति के सटीक ट्रैकिंग के लिए मौजूद है।
  • एक चिप-चिप 1024 बाइट फीफो बफर मौजूद है जो मॉड्यूल की बिजली की खपत को कम करने में मदद करता है।
  • ऑन-चिप डीएमपी की मदद से सेंसर आउटपुट की लगातार पूलिंग की आवश्यकता कम से कम है।
  • MPU6050 में variation 1% भिन्नता के साथ एक ऑन-चिप थरथरानवाला भी है।
  • MPU6050 में जाइरोस्कोप, एक्सेलेरोमीटर और तापमान सेंसर के लिए कम-पास फिल्टर हैं।
  • VLOGIC संदर्भ पिन का उपयोग I2C इंटरफ़ेस के तर्क स्तरों को सेट करने के लिए किया जाता है।
  • MPU6050 पर मौजूद जाइरोस्कोप की उपयोगकर्ता-प्रोग्रामेबल रेंज, 250, ± 500, able 1000 और ± 2000 ° / सेकंड है।
  • चित्र, वीडियो और GPS सिंक्रनाइज़ेशन को जाइरोस्कोप के बाहरी सिंक पिन द्वारा समर्थित किया जाता है।
  • इस जाइरोस्कोप ने कम आवृत्ति वाले शोर प्रदर्शन में सुधार किया है।
  • जाइरोस्कोप को संचालन के लिए 3.6mA वर्तमान की आवश्यकता होती है।
  • जाइरोस्कोप का कम पास फिल्टर डिजिटल रूप से प्रोग्राम योग्य है।
  • MPU6050 पर मौजूद एक्सेलेरोमीटर वर्तमान के 500μA पर संचालित होता है।
  • इस एक्सेलेरोमीटर की प्रोग्रामेबल फुल-स्केल रेंज, 2g,, 4g,-8g और 16g है।
  • एक्सेलेरोमीटर ओरिएंटेशन, टैप डिटेक्शन का भी पता लगा सकता है।
  • एक्सेलेरोमीटर के लिए उपयोगकर्ता प्रोग्रामेबल इंटरप्ट मौजूद हैं।
  • एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप कुल्हाड़ियों के बीच एक न्यूनतम क्रॉस-अक्ष संवेदनशीलता है।
  • सभी रजिस्टरों के साथ संवाद करने के लिए 400kHz फास्ट मोड I2C का उपयोग किया जाता है।
  • MPU6050 पर मौजूद डीएमपी 3 डी मोशन प्रोसेसिंग और जेस्चर पहचान एल्गोरिदम का समर्थन करता है।
  • सिस्टम प्रोसेसर के लिए बर्स्ट रीडिंग दी गई है। एफआईएफओ से डेटा पढ़ने के बाद सिस्टम प्रोसेसर कम पावर स्लीप मोड में प्रवेश करता है जबकि एमपीयू अधिक डेटा एकत्र करता है।
  • जेस्चर रिकग्निशन, पैनिंग, जूमिंग, स्क्रॉलिंग, टैप डिटेक्शन और शेक डिटेक्शन जैसे फीचर्स प्रोग्रामेबल इंटरप्ट्स द्वारा समर्थित हैं।
  • MPU6050 में 32.768kHz या 19.2Mhz का एक वैकल्पिक बाहरी घड़ी इनपुट भी है।

MPU6050 के अनुप्रयोग

इस मॉड्यूल के कुछ अनुप्रयोग नीचे दिए गए हैं-

  • इस मॉड्यूल का उपयोग वीडियो या स्टिल इमेज स्टैबलाइजेशन के लिए ब्लरफ्री तकनीक में किया जाता है।
  • इन-एयर जेस्चर को पहचानने के लिए इस मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है।
  • सुरक्षा और प्रमाणीकरण प्रणाली में, MPU6050 का उपयोग जेस्चर पहचान के लिए किया जाता है।
  • 'नो-टच' UI एप्लिकेशन कंट्रोल और नेविगेशन MPU6050 के लिए उपयोग किया जाता है।
  • जेस्चर शॉर्ट-कट के लिए मोशन कमांड तकनीक में, इस मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है।
  • इस मॉड्यूल ने मोशन इनेबल्ड गेमिंग और एप्लिकेशन फ्रेमवर्क में भी आवेदन पाया है।
  • InstantGesture -IG में, MPU6050 का उपयोग जेस्चर पहचान के लिए किया जाता है।
  • अपने छोटे आकार के कारण, इस मॉड्यूल का उपयोग हैंडसेट और पोर्टेबल गेमिंग उपकरणों में किया जाता है।
  • मोशन-आधारित गेम कंट्रोलर्स में भी यह मॉड्यूल होता है।
  • 3 डी रिमोट कंट्रोलर, 3 डी चूहों भी इस मॉड्यूल का उपयोग करते हैं।
  • स्वास्थ्य, फिटनेस और खेल के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले वीयरबल्स में भीMPMPU6050 होता है।
  • यह मॉड्यूल कई खिलौनों में भी पाया जा सकता है।
  • IMU माप के लिए MPU6050 का उपयोग किया जाता है।
  • ड्रोन और क्वाडकोप्टर में, MPU6050 का उपयोग स्थिति नियंत्रण के लिए किया जाता है।
  • इस मॉड्यूल को सेल्फ-बैलेंसिंग रोबोट में भी आवेदन मिला है।
  • MPU6050 को रोबोटिक आर्म कंट्रोल के लिए काफी पसंद किया जाता है।
  • ह्यूमनॉइड रोबोट झुकाव, रोटेशन, ओरिएंटेशन डिटेक्शन के लिए भी इस मॉड्यूल का उपयोग करते हैं।
  • स्मार्टफोन में, इस मॉड्यूल का उपयोग संवर्धित वास्तविकता, गेमिंग, जेस्चर कमांड कंट्रोल, पैनोरमिक फोटो कैप्चर और देखने जैसे अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।
  • यह मॉड्यूल स्थान-आधारित सेवाओं के लिए भी लागू किया जा रहा है।

वैकल्पिक आईसी

MPU6050 के विकल्प के रूप में उपयोग किए जा सकने वाले कुछ IC ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000 हैं।

इस मॉड्यूल को इसके कॉम्पैक्ट आकार और इसकी कम बिजली की खपत आवश्यकताओं के कारण बैटरी चालित प्रणालियों के कारण पोर्टेबल उपकरणों के लिए अत्यधिक पसंद किया जाता है। MPU6050 एक हैंडहेल्ड मोबाइल को एक शक्तिशाली 3 डी इंटेलिजेंट डिवाइस में बदल सकता है। इस मॉड्यूल की विद्युत विशेषताओं और व्यवधान तर्क पर आगे का विवरण इसके में पाया जा सकता है विवरण तालिका । किस माइक्रोप्रोसेसर ने आपने MPU6050 को बाधित किया है?