+7-960-0655211 (Билайн)
+7-987-4207734 (МТС)

интернет-магазин
РОБОТОТЕХНИКА
доставка по России и СНГ
Ваша корзина
пуста
Перейти в корзину

3-осевой гироскоп Pololu на L3GD20H

520 руб
+ -
В корзину
Есть в наличии ( 4 )
L3GD20H 3-Axis Gyro Carrier with Voltage Regulator

Этот датчик Pololu, созданный на базе микросхемы ST L3GD20H 3-осевой гироскоп, измеряет скорость вращения углов крена (x), тангажа (y), рысканья (z). Угловая скорость имеет настраиваемый диапазон ±245°/с, ±500°/с, или ±2000°/с и может быть получена по цифровым I²C и SPI интерфейсам. На плате установлен стабилизатор напряжения 3,3 В и схема смещения логического уровня от 2,5 до 5,5 В. Расстояние между выводами 2,54 мм делает плату простой в использовании со стандартными макетными и монтажными платами.

Описание:

Эта компактная (12,7 x 22,9 мм) плата Pololu представляет собой устройство на основе микросхемы ST L3GD20 3-осевой гироскоп; поэтому мы настоятельно рекомендуем, перед использованием этого продукта, ознакомиться со спецификацией L3GD20H (3MB pdf). L3GD20 - это великолепная интегральная схема, но маленький корпус делает её использование затруднительным, особенно для обучения и хобби. Она также работает от напряжения ниже 3,6 В, что затрудняет её подключение к микроконтроллерам работающим от 5 В. Эти проблемы решены в этой плате Pololu, путём добавления дополнительных электронных компонентов, в том числе 3,3 В стабилизатора напряжения и схемы смещения логического уровня, сохраняя при этом компактный размер устройства. На плате полностью установлены SMD компоненты и в том числе L3GD20, как это показано на фотографии продукта.

У L3GD20 есть много настраиваемых параметров: выборочная установка чувствительности по трём угловым скоростям, выбор выходной скорости передачи данных, встроенный алгоритм FIFO (первым пришёл, первым обслужен) для буферизации выходных данных, а также программируемые внешнего прерывания сигнала. Данные об изменении угловых скоростей доступны через цифровой интерфейс, который можно настроить для работы в I²C или SPI режиме.

Плата включает в себя стабилизатор с низким падением напряжения, обеспечивающий 3,3 В необходимые для L3GD20, и позволяет подключать датчик к внешнему источнику питания 2,5 - 5,5 В. Выход стабилизатора доступен на VDD ножке, и может служить источником питания внешних устройств с током потребления до 150 мА. Плата также включает в себя схему, смещающую (подтягивающую) шины синхронизации и данных интерфейса I²C/SPI к напряжению логического уровня вывода VIN, что делает её простой для взаимодействия с 5 В устройствами, а 2,54 мм расстояние между штырьками упрощает использование ее со стандартными макетными и монтажными платами.

Для приложений требующих несколько интегрированных датчиков, подойдут инерционные измерительные устройства Pololu MinIMU-9 и AltIMU-10, которые объединяют на одной печатной плате L3GD20 и LSM303D 3-осевой акселерометр и 3-осевой магнитометр, и обеспечивают девять независимых показаний, которые могут быть использованы для расчета абсолютной ориентации. AltIMU-10 также включает LPS331AP барометр, который может быть использован для расчета высоты.

Спецификация:
  • Рабочее напряжение: от 2,5 до 5,5 В
  • Потребляемый ток: 6 мА
  • Выходной формат (I²C/SPI): 16-битный вывод на ось
  • Диапазон чувствительности (конфигурируемый): ±245, ±500 или ±2000 °/сек
  • Размеры (без штырьевых разъёмов): 13 х 23 х 3 мм
  • Вес (без штырьевых разъёмов): 0,7 гр
Использование:

Подключение:

Независимо от используемого интерфейса, для подключения платы Pololu необходимо соединить вывод VIN (питание) с источником 2,5 - 5,5 В, и разъём GND (земля) с 0 В. (Кроме того, если вы используете плату с питанием в 3,3 В, вы можете оставить разъём VIN отключенным и обойти встроенный стабилизатор, подключив 3,3 В непосредственно к VDD).

Для использования в I²C режиме (работает по умолчанию), необходимо как минимум два логических соединения: SCL и SDA. Эти выводы подключены к встроенному преобразователю уровней, который делает их безопасными для использования при напряжении более 3,3 В; они должны быть подключены к I²C шине, работающие на том же логическом уровне, что и VIN. Остальные контакты не подключены на плате к преобразователю уровней и не являются 5 В-толерантными, но внешний 4-канальный двунаправленный логический преобразователь уровней Pololu может быть использован с этими выводами для достижения того же эффекта.

Для использования в SPI режиме, требуется четыре соединения: SPC, SDI, SDO, и CS. Они должны быть подключены к SPI шине, работающей на том же логическом уровне, что и VIN. Интерфейс SPI работает по 4-проводному каналу по умолчанию, с разделёнными выводами SDI и SDO. Но вывод SDO можно совместно использовать и для SDI, получив, таким образом, 3-проводной режим передачи данных.

Схема расположения выводов:

Вывод Пояснение
VDD Выход со стабилизатора 3,3 В. Почти 150 мА доступно для питания внешних компонентов. (Если вы хотите, обойти внутренний стабилизатор, вы можете использовать разъём как вход питания 3,3 В, предварительно отключив VIN.)
VIN Входное напряжение 2,5 - 5,5 В. Уровни SCL/SPC и SDA/SDI "подтягиваются" шиной I²C и SPI до этого уровня. (Напряжение питания соответствует высокому логическому уровню на выводах).
GND Земля (0 В) соединяется с нулевым потенциалом (землёй) вашего источника питания. Земля должна быть общей для источника питания и для интерфейса управления платой I²C или SPI.
SCL/SPC Уровень смещением шины синхронизации I²C/SPI: ВЫСОКИМ является уровень VIN, НИЗКИМ = 0 В.
SDA/SDI Уровень смещением шины данных SDA I²C/SPI (также служит SDO в 3-проводном режиме): ВЫСОКИМ является уровень VIN, НИЗКИМ = 0 В.
SDO/SA0 Вывод данных SPI при 4-проводном режиме: ВЫСОКИЙ уровень соответствует VDD, НИЗКИЙ = 0 В. Этот вывод не "подтягивается" до 5 В. Также используется в качестве входа для определения I²C адреса ведомого устройства (см. ниже).
CS Вход разрешения SPI (выбор элемента памяти). "Подтягивается" до VDD для включения связи по I²C по умолчанию; Связь по SPI управляется низким логическим уровнем.
DRDY/INT2 Индикатор готовности считывания данных, с логическим уровнем 3,3В. ВЫСОКИЙ (3,3 В) показывает, что данные данные угловой скорости могут быть считаны. Также может быть настроен для использования алгоритма прерываний FIFO. Этот вывод не "подтягивается" до 5 В.
INT1 Вывод инерциального прерывания, с логическим уровнем 3,3 В. Этот вывод не "подтягивается" до 5 В.
DEN Считывание данных триггера, с логическим уровнем 3,3 В. Этот вывод не "подтягивается" до 5 В.

Схема:

На схеме продемонстрированы дополнительные компоненты платы, необходимые для упрощения использования L3GD20. В их числе стабилизатор напряжения - он позволяет плате работать от питания 2,5 - 5,5 В и схема сдвига уровня, позволяющая I²C связываться на том же логическом уровне напряжения, что и VIN. Эта схема также доступна в виде загружаемого PDF: Схема Pololu L3GD20 (174k pdf).

Передача данных по I²C:

При стандартном состоянии вывода CS (уровень VDD), данные об угловой скорости можно получить, настроив микросхему L3GD20 на работу по I²C шине. Сдвиг уровня на I²C синхронизации (SCL) и линии передачи данных (SDA) позволяют I²C взаимодействовать с микроконтроллерами, работающими на таком же напряжении, как и VIN (2,5 - 5,5 В). Более полное описание I²C интерфейса для микросхемы L3GD20 можно найти в спецификации L3GD20H (3MB pdf), а также более подробную информацию о I²C в целом можно найти в спецификации NXP шины I²C (371k pdf).

L3GD20H имеет отдельный адрес ведомого на шине I²C. На плате контакт "адрес ведомого" SA0 этой микросхемы подтянут к VDD через резистор 4,7 кОм. Вы можете подать управляющий низкоуровневый сигнал на контакт SA0, чтобы изменить адрес ведомого. Это позволит подключить два однотипных датчика к одной шине I²C. В следующей таблице приведены адреса ведомых датчиков:

Датчик Адрес ведомого
(по умолчанию)
Адрес ведомого
(SA0 управляющий низкий)
Гироскоп 1101011b 1101010b

При тестировании платы, была достигнута передача с чипа на тактовых частотах до 400 кГц; датчик способен работать и на более высоких частотах, но соответствующие испытания проведены не были. Сами чипы и платы не отвечают некоторым требованиям для создания I²C - совместимых устройств, работающих в быстром режиме. Они пропускают 50 нс импульс на шинах синхронизации и передачи данных, а также требуют дополнительную подтяжку на эти выводы для достижения совместимых характеристик сигнала синхронизации.

Передача данных по SPI:

Для работы с микросхемой L3GD20 в SPI режиме, разъём CS (соединяющийся с VDD через подтягивающий 10 кОм резистор) должен управляться низким уровнем перед SPI команды и возвращаться к высокому уровню после конца команды. Схема смещения логического уровня на выводах синхронизации SPI (SPC) и данных (SDI) доступны в SPI режиме с микроконтроллерами, работающими на таком же напряжении, как VIN (2,5 - 5,5 В).

По умолчанию включён 4-проводный режим передачи данных. Гироскоп передаёт данные по ведущему устройству SPI по выделенной выходной линии (SDO). Если SPI интерфейс настроен на использование 3-проводного режима, вывод SDI выступает в роли SDO и управляется микросхемой L3GD20 при передаче данных ведущему устройству. Более детальное объяснение SPI интерфейса для микросхемы L3GD20 можно найти в спецификации (3MB pdf).

Пример кода:

Написана основная библиотека для работы с Arduino - Библиотека L3G для Arduino, которая позволяет легко взаимодействовать датчику с Arduino. Эта библиотека позволяет легко настроить L3GD20 и считать исходные данные датчика по I²C интерфейсу.

Рекомендации:

Спецификации предоставляют всю необходимую информацию для использования датчиков, но поиск необходимой информации может занять некоторое время. Вот некоторые советы по соединению и настройке L3GD20, которые, помогут вам разобраться немного быстрее:

  • Питание датчика выключено по умолчанию. Вы должны включить его, написав соответствующее значение в регистре CTRL1.
  • Вы можете считывать или записывать несколько регистров в одной I²C команде, утверждая, самый значимый бит адреса регистра для включения автоматической инкрементации адреса.
  • Вы можете включить ту же автоинкрементную функцию и в режиме SPI, утверждая, второй бит (бит 1, называется MS bit в спецификации) из команды SPI.

  • В комплект входят:

    Вилка штыревая прямая 1x10 шаг 2,54 мм и вилка штыревая угловая 1x9 шаг 2,54 мм. Вы можете припаять разъёмы прямо к плате и использовать со стандартными макетными и монтажными платами с расстоянием между выводами 2,54 мм, либо припаять провода прямо на плату для более компактной конструкции.

    Данный перевод является собственностью интернет-магазина РОБОТОТЕХНИКА - www.robototehnika.ru

    Файлы для скачивания:

    Спецификация L3GD20H (3MB pdf)
    Техническое описание микросхемы ST L3GD20 - 3-осевой гироскоп.

    Спецификация и руководство пользователя NXP шины I²C (371k pdf)
    Официальная спецификация для шины I²C, разработанной NXP.

    Принципиальная схема 3-осевого гироскопа Pololu на L3GD20H (174k pdf)
    Печатаемая принципиальная схема 3-осевого гироскопа Pololu на L3GD20H.

    Рекомендуемые ссылки:

    Библиотека L3G для Arduino
    Эта библиотека служит для взаимодействия Arduino с платой 3-осевой гироскоп Pololu на L3GD20, а также с гироскопом платы Pololu MinIMU-9 и AltIMU-10. Эта библиотека позволяет легко настроить устройство и читать исходные данные гироскопа.

    Использование гироскопа L3GD20 в системах управления
    Это YouTube плейлист лекций Брайана Дугласа, который использует L3GD20 MEMS гироскоп в системах управления. В нем описываются основы гироскопа и как использовать его для закрытого и открытого контура управления проектами с MATLAB/Simulink и Arduino.

    ascii_graph от drewtm
    Этот скетч выводит текстовый график данных акселерометра LSM303 и гироскопа L3G, обеспечивая быстрый способ проверки, являются ли датчики рабочими, как ожидалось.

    Характеристики

    Артикул 23119


    • С товаром покупают (2)