3D 게임, 3D 사진 및 3D 비디오는 오늘날 유행하는 기술입니다. 향상된 최종 사용자 경험을 위해 제조업체는 많은 새로운 방법을 도입하고 있습니다. 3D 기술의 주요 기능은 회전 감지, 방향 감지, 동작 감지, 제스처 감지 및 인식 등입니다. 이러한 기능을 측정 할 수있는 장치는 자이로 스코프와 가속도계입니다. 최종 제품의 크기가 매우 작기 때문에 여기에 내장 된 센서도 작은 크기 요구 사항을 충족해야합니다. MPU6050은이 문제에 대한 답으로 왔습니다. 자이로 스코프와 가속도계가 온칩 통합 된 가장 작은 장치이기 때문입니다. 크기가 작아 스마트 폰에 쉽게 내장 할 수 있습니다.

MPU6050은 무엇입니까?

MPU6050은 MEMS 기반 6 축 모션 추적 장치입니다. 온칩 자이로 스코프와 가속도계 센서와 함께 온도 센서 . MPU6050은 디지털 장치입니다. 이 모듈은 크기가 매우 작고 전력 소모량이 적고 정확도가 높으며 반복성이 높고 충격 내성이 높으며 애플리케이션 별 성능 프로그래밍 기능과 낮은 소비자 가격대를 가지고 있습니다. MPU6050은 다음과 같은 다른 센서와 쉽게 인터페이스 할 수 있습니다. 자력계 및 마이크로 컨트롤러.

블록 다이어그램

MPU6050의 블록 다이어그램

MPU6050 모듈은 다음과 같은 블록과 기능으로 구성됩니다.

“12v 리튬 이온 배터리 충전기 회로 ”

3 개의 16 비트 ADC 및 신호 컨디셔닝이있는 3 축 MEMS 속도 자이로 스코프 센서.
3 개의 16 비트 ADC 및 신호 컨디셔닝이있는 3 축 MEMS 가속도계 센서.
온칩 디지털 모션 프로세서 엔진.
기본 12C 디지털 통신 인터페이스.
자력계와 같은 외부 센서와의 통신을위한 보조 I2C 인터페이스.
내부 클럭킹.
센서 데이터를 저장하기위한 데이터 레지스터.
전력 소비를 줄이는 데 도움이되는 FIFO 메모리.
사용자가 프로그래밍 할 수있는 인터럽트.
디지털 출력 온도 센서.
자이로 스코프 및 가속도계 자체 테스트.
LDO 및 바이어스.
충전 펌프.
상태 레지스터.

회로도

MPU6050에있는 자이로 스코프는 X, Y, Z의 세 축에 대한 회전을 감지 할 수 있습니다. 코리올리 효과는 자이로가 축을 중심으로 회전 할 때 진동을 일으 킵니다. 이러한 진동은 커패시터에 의해 감지됩니다. 생성 된 신호는 증폭, 복조 및 필터링되어 각속도에 비례하는 전압을 생성합니다. 이 전압은 ADC를 사용하여 디지털화됩니다.

MPU6050에있는 DMP는 호스트 프로세서의 동작 감지 알고리즘 계산 부담을 덜어줍니다. DMP는 모든 센서에서 데이터를 수집하고 계산 된 값을 데이터 레지스터 또는 FIFO에 저장합니다. FIFO는 직렬 인터페이스를 통해 액세스 할 수 있습니다. AD0 핀을 사용하여 하나 이상의 MPU6050 모듈을 마이크로 프로세서와 인터페이스 할 수 있습니다. MPU6050은 다음과 함께 쉽게 사용할 수 있습니다. Arduino , MPU6050에는 잘 문서화 된 라이브러리를 사용할 수 있습니다.

애플리케이션에서 사용되는 동안 MPU6050의 I2C 라인은 4.7kΩ 저항을 사용하여 하이로 풀링되고 인터럽트 핀은 4.7kΩ 저항을 사용하여 풀다운됩니다. FIFO에서 데이터를 사용할 수 있으면 인터럽트 핀이 하이가됩니다. 이제 마이크로 컨트롤러는 다음을 사용하여 데이터를 읽을 수 있습니다. I2C 통신 버스. 라이브러리에서 제공하는 데이터에는 Quaternion 구성 요소, Euler 각도, Yaw, Pitch, Roll, 실제 가속, World 프레임 가속 및 Teapot 발명 감지 값과 같은 데이터 값이 포함됩니다.

핀 다이어그램

MPU-6050의 핀 다이어그램

MPU6050은 소형 4x4x0.9mm 패키지로 제공됩니다. MEMS 구조는 웨이퍼 레벨에서 밀봉되고 접착됩니다. MPU6050은 24 핀 QFN 패키지로 제공됩니다. 이 모듈의 핀 설명은 다음과 같습니다.

Pin-1-CLKIN-은 선택적 외부 기준 클록 입력입니다. 이 핀은 사용하지 않을 때 접지에 연결됩니다.
Pin-2, Pin-3, Pin-4, Pin-5는 NC 핀입니다. 이 핀은 내부적으로 연결되지 않습니다.
핀 -6, AUX_DA는 I2C 마스터 직렬 데이터 핀입니다. 이 핀은 외부 센서를 연결하는 데 사용됩니다.
핀 -7, AUX_CL은 I2C 마스터 직렬 클럭입니다. 이 핀은 외부 센서를 연결하는 데 사용됩니다.
핀 -8, VLOGIC은 디지털 I / O 공급 전압 핀입니다.
핀 -9, AD0은 I2C 슬레이브 주소 LSB 핀입니다.
핀 -10, REGOUT는 레귤레이터 필터 커패시터 연결입니다.
핀 -11, FSYNC는 프레임 동기화 디지털 입력입니다. 이 핀은 사용하지 않을 때 접지에 연결됩니다.
핀 -12, INT는 인터럽트 디지털 출력 핀입니다.
핀 -13, VDD는 전원 공급 장치 전압 핀입니다.
핀 -14, 핀 -15, 핀 -16, 핀 -17은 NC 핀입니다. 이 핀은 내부적으로 연결되지 않습니다.
핀 -18, GND는 전원 공급 장치 접지입니다.
Pin-19 및 Pin-21은 RESV 핀입니다. 이 핀은 예약되어 있습니다.
핀 -20, CPOUT는 차지 펌프 커패시터 연결입니다.
핀 22는 예약 된 핀인 RESV입니다.
Pin-23, SCL은 I2C 직렬 클록입니다.
핀 -24, SDA는 I2C 직렬 데이터 핀입니다.

MPU6050의 사양

MPU6050은 세계 최초의 통합 6 축 모션 추적 장치입니다. 이 모듈의 일부 사양은 다음과 같습니다.

MPU6050에는 단일 칩에 통합 된 3 축 자이로 스코프, 3 축 가속도계 및 디지털 모션 프로세서가 있습니다.
그것은 3V-5V의 전원 공급 장치에서 작동합니다.
MPU6050은 통신 및 데이터 전송을 위해 I2C 프로토콜을 사용합니다.
이 모듈에는 뛰어난 정확도를 제공하는 16 비트 ADC가 내장되어 있습니다.
MPU6050은 자력계와 같은 다른 IIC 장치와 인터페이스 할 수 있습니다.
MPU6050에는 내장 온도 센서도 있습니다.
I2C 센서 버스는 완전한 9 축 MotionFusion 출력을 제공하는 데 사용되는 외부 3 축 나침반에서 직접 데이터를 수집하는 데 도움이됩니다.
제조업체의 경우 MPU6050은 개별 장치의 선택, 검증 및 시스템 수준 통합이 필요하지 않습니다.
I2C 포트를 사용하여 압력 센서와 같은 비관 성 센서를 인터페이스 할 수 있습니다.
MPU6050은 자이로 스코프 0utput을 디지털화하기위한 3 개의 16 비트 ADC와 가속도계 출력을 디지털화하기위한 3 개의 16 비트 ADC로 구성됩니다.
사용자가 프로그래밍 할 수있는 자이로 스코프 범위와 사용자가 프로그래밍 할 수있는 가속도계 범위가있어 빠른 동작과 느린 동작 모두를 정확하게 추적 할 수 있습니다.
모듈의 전력 소비를 줄이는 데 도움이되는 온칩 1024 바이트 FIFO 버퍼가 있습니다.
온칩 DMP 덕분에 센서 출력을 자주 풀링해야하는 필요성이 최소화됩니다.
MPU6050에는 ± 1 % 변동의 온칩 오실레이터도 있습니다.
MPU6050에는 자이로 스코프, 가속도계 및 온도 센서 용 저역 통과 필터가 있습니다.
VLOGIC 레퍼런스 핀은 I2C 인터페이스의 로직 레벨을 설정하는 데 사용됩니다.
MPU6050에있는 사용자 프로그래밍 가능 자이로 스코프 범위는 ± 250, ± 500, ± 1000 및 ± 2000 ° / 초입니다.
이미지, 비디오 및 GPS 동기화는 자이로 스코프의 외부 동기화 핀에 의해 지원됩니다.
이 자이로 스코프는 저주파 노이즈 성능을 개선했습니다.
자이로 스코프는 작동을 위해 3.6mA의 전류가 필요합니다.
자이로 스코프의 저역 통과 필터는 디지털로 프로그래밍 할 수 있습니다.
MPU6050에있는 가속도계는 500μA 전류에서 작동합니다.
이 가속도계의 프로그래밍 가능한 전체 범위는 ± 2g, ± 4g, ± 8g 및 16g입니다.
가속도계는 방향, 탭 감지도 감지 할 수 있습니다.
가속도계에는 사용자가 프로그래밍 할 수있는 인터럽트가 있습니다.
가속도계와 자이로 스코프 축 사이에는 최소 교차 축 감도가 있습니다.
모든 레지스터와 통신하기 위해 400kHz 고속 모드 I2C가 사용됩니다.
MPU6050에있는 DMP는 3D 동작 처리 및 제스처 인식 알고리즘을 지원합니다.
버스트 판독은 시스템 프로세서에 제공됩니다. FIFO에서 데이터를 읽은 후 시스템 프로세서는 MPU가 더 많은 데이터를 수집하는 동안 저전력 절전 모드로 들어갑니다.
제스처 인식, 패닝, 확대 / 축소, 스크롤, 탭 감지 및 판잣집 감지와 같은 기능은 프로그래밍 가능한 인터럽트에서 지원됩니다.
MPU6050에는 32.768kHz 또는 19.2Mhz의 외부 클록 입력 옵션도 있습니다.

MPU6050의 응용

이 모듈의 일부 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

이 모듈은 Blurfree 기술에서 비디오 또는 정지 이미지 안정화에 사용됩니다.
공중 제스처를 인식하기 위해이 모듈이 사용됩니다.
보안 및 인증 시스템에서 MPU6050은 제스처 인식에 사용됩니다.
'노터치'UI 애플리케이션 제어 및 탐색을 위해 MPU6050이 사용됩니다.
제스처 단축키를위한 모션 명령 기술에서이 모듈이 사용됩니다.
이 모듈은 또한 모션 지원 게임 및 응용 프로그램 프레임 워크에서 응용 프로그램을 발견했습니다.
InstantGesture -IG에서 MPU6050은 제스처 인식에 사용됩니다.
이 모듈은 크기가 작기 때문에 핸드셋 및 휴대용 게임 장비에 사용됩니다.
모션 기반 게임 컨트롤러에도이 모듈이 있습니다.
3D 원격 컨트롤러, 3D 마우스도이 모듈을 사용합니다.
건강, 피트니스 및 스포츠에 사용되는 웨어러블에는 MPU6050도 포함되어 있습니다.
이 모듈은 많은 장난감에서도 찾을 수 있습니다.
IMU 측정의 경우 MPU6050이 사용됩니다.
드론 및 쿼드 콥터에서 MPU6050은 위치 제어에 사용됩니다.
이 모듈은 자체 균형 로봇에도 적용되었습니다.
MPU6050은 로봇 팔 제어에 매우 선호됩니다.
휴머노이드 로봇은 기울기, 회전, 방향 감지에도이 모듈을 사용합니다.
스마트 폰에서이 모듈은 증강 현실, 게임, 제스처 명령 제어, 파노라마 사진 캡처 및보기와 같은 애플리케이션에 사용됩니다.
이 모듈은 위치 기반 서비스에도 적용되고 있습니다.

대체 IC

MPU6050의 대안으로 사용할 수있는 IC 중 일부는 ADXL335, ADXL345, MPU9250, MPU6000입니다.

이 모듈은 작은 크기와 낮은 전력 소비 요구 사항으로 인해 배터리 전원을 사용하는 시스템으로 인해 휴대용 장치에 매우 선호됩니다. MPU6050은 핸드 헬드 모바일을 강력한 3D 지능형 장치로 바꿀 수 있습니다. 이 모듈의 전기적 특성 및 인터럽트 로직에 대한 자세한 내용은 데이터 시트 . MPU6050을 인터페이스 한 마이크로 프로세서는 무엇입니까?