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

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

Гироскоп, акселерометр, компас, высотомер Pololu AltIMU-10 v5 на LSM6DS33, LIS3MDL, LPS25H

1 330 руб
Нет в наличии
AltIMU-10 v5 Gyro, Accelerometer, Compass, and Altimeter (LSM6DS33, LIS3MDL, and LPS25H Carrier)

Pololu AltIMU-10 v5 это инерциальный измерительный блок IMU и высотомер на основе микросхем LSM6DS33 3-осевой гироскоп и 3-осевой акселерометр и LIS3MDL 3-осевой магнитометр как MinIMU-9 и добавлен LPS25H барометр. По последовательной шине данных I²C передаются данные о 10 независимых измерениях - давлении, вращении, ускорении и магнитных, которые могут быть использованы для определения высоты и абсолютного положения. 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 (25,4 х 12,7 мм) плата Pololu AltIMU-10 является инерциальным измерительным устройством, содержащая микросхемы: ST LPS25 барометр, ST LSM6DS33 3-осевой гироскоп и 3-осевой акселерометр и ST LIS3MDL 3-осевой магнитометр формируют инерциальный измерительный блок IMU и высотомер; поэтому мы настоятельно рекомендуем, перед использованием этого продукта, ознакомиться со спецификацией LPS25H (1MB pdf), со спецификацией LSM6DS33 (1MB pdf) и со спецификацией LIS3MDL (2MB pdf). Эти датчики являются великолепными интегральными схемами, но маленький корпус делает их использование затруднительным, особенно для обучения и хобби. Они также работают от напряжения ниже 3,6 В, что затрудняет их 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 LPS25, LSM6DS33 и LIS3MDL, как это показано на фотографии продукта.

Pololu AltIMU-10 совместим по контактам с Pololu MinIMU-9 и имеет ту же функциональность, плюс дополнен барометром, который может быть использован для получения измерений давления и высоты. Плата имеет дополнительно второе монтажное отверстие и всего на 5,1 мм больше чем Pololu MinIMU-9. Любой код написанный для Pololu MinIMU-9 также должен работать с Pololu AltIMU-10.

У LPS25, LSM6DS33 и LIS3MDL есть много настраиваемых параметров, включая динамического выбора чувствительности для барометра, гироскопа, акселерометра и магнитометра, а также выбор выходной скорости передачи данных для каждого датчика. Эти три микросхемы могут быть доступны через общий I²C/TWI интерфейс, позволяющий отдельно считывать данные всех четырех датчиков, через одну шину синхронизации и одну шину данных. Кроме того, контакт конфигурации адреса ведомого устройства позволяет пользователям изменять I²C адреса датчиков и получить два Pololu Pololu AltIMU-10 подключенными к одной шине I²C.(Для получения дополнительной информации, смотрите ниже раздел "Передача данных по I²C").

Девять независимых показаний вращения, ускорения и магнитных измерений предоставляют все необходимые данные для системы определения пространственного положения (курсовертикаль) AHRS, а показания с датчика абсолютного давления может быть легко преобразованы в высоту, давая вам в общей сложности десять независимых измерений, иногда называют 10DOF (10 степеней свободы). Используя соответствующий алгоритм, микроконтроллер или компьютер может использовать данные для расчета ориентации платы Pololu AltIMU-10; гироскоп позволяет очень точно отслеживать вращение за короткий промежуток времени, в то время как акселерометр и компас могут помочь компенсировать дрейф данных гироскопа с течением времени, путем предоставления абсолютной системы отсчета. Датчики объединены на плате так, что ориентированность их осей облегчает процесс вычисления. (Пример использования на Arduino, смотрите рисунок ниже и в разделе "Пример Кода" в нижней части этой страницы).

Плата включает в себя стабилизатор с низким падением напряжения, обеспечивающий 3,3 В необходимые для LPS25, LSM6DS33 и LIS3MDL 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 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.

Спецификация:
  • Рабочее напряжение: от 2,5 до 5,5 В
  • Потребляемый ток: 5 мА
  • Выходной формат (I²C):
    • Гироскоп: 16-бит на ось (чтение).
    • Акселерометр: 16-бит на ось
    • Магнитометр: 16-бит на ось
    • Барометр: 24-битное значение давления (4096 LSB/мбар)
  • Диапазон чувствительности (конфигурируемый):
    • Гироскоп: ±125, ±245, ±500, ±1000 или ±2000 °/сек
    • Акселерометр: ±2, ±4, ±8 или ±16 g
    • Магнитометр: ±4, ±8, ±12 или ±16 Гс
    • Барометр: 260-1260 мбар (26-126 кПа)
  • Размеры (без штырьевых разъёмов): 25 х 13 х 3 мм
  • Вес (без штырьевых разъёмов): 0,8 гр
Использование:

Подключение:

Для подключения платы Pololu AltIMU-10 необходимо, по крайней мере, 4 контакта: VIN (питание), GND (земля), SCL и SDA (выводы датчиков). VIN необходимо соединить с источником питания 2,5 - 5,5 В, GND к нулевому потенциалу – "земле", а SCL и SDA подключаются через шину I²C, работающей на том же логическом уровне, что и VIN. (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).

Распиновка:

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 и SDA "подтягиваются" шиной I²C 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.
SCL Уровень смещением шины синхронизации SCL I²C: ВЫСОКИМ является уровень VIN, НИЗКИМ = 0 В.
SDA Уровень смещением шины данных SDA I²C: ВЫСОКИМ является уровень VIN, НИЗКИМ = 0 В.
SA0 Вход с логическим уровнем 3,3 В для определения ведомого адреса I²C трех микросхем (см. ниже). Он подтянут по умолчанию через 10 кОм. Этот вывод не "подтягивается" до 5 В.

Контакты CS, data ready, interrupt - LSM6DS33 и LIS3MDL не доступны на AltIMU-10. В частности, отсутствие контакта CS означает, что дополнительный интерфейс SPI этих микросхем не доступен. Если вы хотите эти функции, рассмотрите вопрос об использовании отдельных модулей Pololu LPS25H, Pololu LSM6DS33 и Pololu LIS3MDL.

Схема:

На схеме продемонстрированы дополнительные компоненты платы, необходимые для упрощения использования LPS25, LSM6DS33 и LIS3MDL. 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 AltIMU-10 (119k pdf).

Передача данных по I²C:

Данные с LPS25 барометр, LSM6DS33 гироскоп и акселерометр и LIS3MDL магнитометр могут быть запрошены, и устройство может быть настроено через шину I²C. Четыре датчика выступают в качестве ведомых устройств на той же шине I²C (то есть их синхронизирующие выводы, и линия передачи данных связаны друг с другом, чтобы облегчить связь). Кроме того, 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 этих микросхем можно найти в спецификации LPS25H (1MB pdf), спецификации LSM6DS33 (1MB pdf) и в спецификации LIS3MDL (2MB pdf), а также более подробную информацию о I²C в целом можно найти в спецификации NXP шины I²C (371k pdf).

LPS25, LSM6DS33 и LIS3MDL имеют отдельные адреса ведомого на шине I²C. На плате соединены вместе контакты "адрес ведомого" SA0 этих микросхем и подтянуты к VDD через резистор 10 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/Акселерометр 1101011b 1101010b
Mагнитометр 0011110b 0011100b
Барометр 1011101b 1011100b

При тестировании платы, была достигнута передача с трех чипов на тактовых частотах до 400 кГц; датчики 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.

Пример кода:

Написаны основные библиотеки для работы с Arduino Библиотека LPS25 для Arduino, Библиотека LSM6 для Arduino и Библиотека LIS3MDL для Arduino, которые позволяют легко взаимодействовать Pololu AltIMU-10 с Arduino. Эти библиотеки сделали плату простой для настройки датчиков и считывания первоначально необработанных данных барометра, гироскопа, акселерометра и магнитометра.

Для демонстрации того, что вы можете сделать с этими данными, вы можете включить Arduino, подключить к Pololu AltIMU-10 систему определения углового пространственного положения с помощью этой программы для Arduino. Она использует данные из Pololu AltIMU-10 для оценки углов курса (рысканья), тангажа и крена, и вы можете наглядно увидеть выходные данные в 3D-программе, на своём компьютере.

Рекомендации:

Спецификации предоставляют всю необходимую информацию для использования датчиков на Pololu AltIMU-10, но поиск необходимой информации может занять некоторое время. Вот некоторые советы по соединению и настройке LPS25, LSM6DS33 и LIS3MDL, которые, помогут вам разобраться немного быстрее:

  • Гироскоп, акселерометр, компас и барометр по умолчанию отключены. Вам необходимо включить их, установив правильную конфигурацию регистров.
  • Вы можете считывать или записывать несколько регистров LIS3MDL или LPS25 в одной I²C команде, утверждая самый значимый бит адреса регистра для включения автоматического увеличения адреса.
  • Адрес регистра в LSM6DS33 автоматически увеличивается во время многобайтового доступа, что позволяет считывать или записывать несколько регистров в одной команде I²C. В отличие, от работы некоторых других типов датчиков ST, автоприращение включено по умолчанию; вы можете отключить его с полем IF_INC в регистре CTRL3_C.
  • Помимо справочных данных, ST предоставляет Руководство по применению для LSM6DS33 (1 МБ PDF) и LIS3MDL (598k PDF), содержащих дополнительную информацию и подсказки о их использовании.

  • В комплект входят:

    Вилка штыревая прямая 1x6 шаг 2,54 мм и вилка штыревая угловая 1x5 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 LSM6DS33 (1MB pdf)
    Техническое описание микросхемы ST LSM6DS33 - 3-осевой цифровой гироскоп и 3-осевой акселерометр.

    AN4682: Руководство по применению LSM6DS33 (1MB pdf)
    Руководство по применению от ST предоставляет информацию об использовании и рекомендации по применению для LSM6DS33 - 3-осевой цифровой гироскоп и 3-х осевой акселерометр.

    Спецификация LIS3MDL (2MB pdf)
    Техническое описание микросхемы ST LIS3MDL - 3-осевой магнетометр.

    AN4602: Руководство по применению LIS3MDL (598k pdf)
    Руководство по применению от ST предоставляет информацию об использовании и рекомендации по применению для LIS3MDL - 3-осевой магнетометр.

    Спецификация LPS25H (1MB pdf)
    Техническое описание микросхемы ST LPS25H - барометр.

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

    Принципиальная схема датчика Pololu AltIMU-10 (119k pdf)
    Печатаемая принципиальная схема датчика Pololu MinIMU-9.

    Схема размеров Гироскоп, акселерометр, компас Pololu AltIMU-10 v5 на LSM6DS33, LIS3MDL, LPS25H (419k pdf)

    Схема отверстий Гироскоп, акселерометр, компас Pololu AltIMU-10 v5 на LSM6DS33, LIS3MDL, LPS25H (21k dxf)
    Этот чертеж DXF показывает расположение всех отверстий платы.

    Рекомендуемые ссылки:

    Библиотека LSM6 для Arduino
    Эта библиотека служит для взаимодействия Arduino с LSM6DS33 3-осевой гироскоп и 3-осевой акселерометр.

    Библиотека LIS3MDL для Arduino
    Эта библиотека служит для взаимодействия Arduino с LIS3MDL 3-осевой магнитометр.

    Библиотека LPS для Arduino
    Эта библиотека служит для взаимодействия Arduino с платой датчика давления/высоты Pololu на LPS25H или LPS331AP, а также с высотомером платы Pololu AltIMU-10. Эта библиотека позволяет легко настроить устройство и читать исходные данные, а также предоставили функцию вычисления высоты на основе измеренного давления для тех, кто хочет использовать этот датчик в качестве высотомера.

    Курсовертикаль (AHRS) Pololu MinIMU-9 + Arduino
    Эта программа Arduino (скетч) позволяет Arduino подключить к Pololu MinIMU-9 и AltIMU-10 для работы в качестве системы определения пространственного положения (курсовертикаль), расчета приблизительно крена, тангажа и рыскания углов с показаний датчиков, которые могут быть визуализированы с помощью 3D тестовой программа на ПК.

    Быстрая и грубая калибровка магнетометра в 3-х мерном пространстве.
    Пост в блоге Михаэля Шимниока о калибровке магнитометра в LSM303D и визуализации магнитных искажений. Эта информация как правило может быть применена также и к другим магнитометрам.

    Характеристики

    Артикул 23127