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

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

3-осевой акселерометр и гироскоп Pololu на LSM6DS33

695 руб
+ -
В корзину
Есть в наличии ( 2 )
LSM6DS33 3D Accelerometer and Gyro Carrier with Voltage Regulator

Этот датчик Pololu, созданный на базе микросхемы ST LSM6DS33 3-осевой акселерометр и 3-осевой гироскоп. Шесть независимых показаний датчиков, чувствительность которых может быть установлена в диапазоне от ±2 до ±16 g и от ±125 до ±2000 °/сек доступны через I²C или SPI интерфейс. 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 (10,2 х 22,9 мм) плата Pololu представляет собой устройство на основе микросхемы ST LSM6DS33 сочетающую в одном корпусе 3-осевой акселерометр и 3-осевой гироскоп; поэтому мы настоятельно рекомендуем, перед использованием этого продукта, ознакомиться со спецификацией LSM6DS33 (1MB pdf). LSM6DS33 - 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 LSM6DS33, как это показано на фотографии продукта.

LSM6DS33 инерциальный измерительный блок IMU имеет много настраиваемых параметров: динамический выбор чувствительности для акселерометра и магнитометра, выбор выходной скорости передачи данных, а также два независимо программируемых внешних инерциальных выводов прерывания. Магнитометр и гироскоп можно включать и выключать для экономии электроэнергии. Датчик может быть настроен и его показания могут быть доступны через цифровой интерфейс, который может быть сконфигурирован для работы в любом I²C (TWI) или SPI режиме.

Шесть независимых показаний ускорения и угловой скорости иногда называют 6DOF (6 степеней свободы), предоставляют все необходимые данные для того, чтобы микроконтроллер или компьютер мог использовать для вычисления ориентации LSM6DS33 по двум осям (крену и тангажу, магнитометр, как правило требуется, чтобы вычислить точное отклонение от курса). С помощью соответствующего алгоритма, гироскоп может быть использован, чтобы очень точно отслеживать вращение на коротком временном масштабе, в то время как акселерометр может помочь компенсировать дрейф гироскопа в течение долгого времени, обеспечивая абсолютную систему отсчета.

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

Для приложений требующих несколько интегрированных датчиков, подойдет инерциальный измерительный блок IMU Pololu MinIMU-9 или AltIMU-10, который объединяет на одной печатной плате 3-осевые компас, акселерометр, гироскоп и обеспечивает девять независимых показаний, которые могут быть использованы для расчета абсолютной ориентации. AltIMU-10 также включает барометр, который может быть использован для расчета высоты.

Спецификация:
  • Рабочее напряжение: от 2,5 до 5,5 В
  • Потребляемый ток: 2 мА
  • Выходной формат (I²C/SPI):
    • Акселерометр: 16-бит на ось
    • Гироскоп: 16-бит на ось
  • Диапазон чувствительности (конфигурируемый):
    • Акселерометр: ±2, ±4, ±6, ±8 или ±16 g
    • Гироскоп: ±125, ±245, ±500, ±1000 или ±2000 °/сек
  • Размеры (без штырьевых разъёмов): 10 х 23 х 3 мм
  • Вес (без штырьевых разъёмов): 0,6 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 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.
INT2 Вывод инерциального прерывания 2, с логическим уровнем 3,3 В. Этот вывод не "подтягивается" до 5 В.
INT1 Вывод инерциального прерывания 1, с логическим уровнем 3,3 В. Этот вывод не "подтягивается" до 5 В.

Схема:

На схеме продемонстрированы дополнительные компоненты платы, необходимые для упрощения использования LSM6DS33. 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 LSM6DS33 (89k pdf).

Передача данных по I²C:

При стандартном состоянии вывода CS (уровень VDD), данные об угловой скорости можно получить, настроив микросхему LSM6DS33 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 LSM6DS33 можно найти в спецификации LSM6DS33 (1MB pdf), а также более подробную информацию о I²C в целом можно найти в спецификации NXP шины I²C (371k pdf).

LSM6DS33 имеет отдельный адрес ведомого на шине I²C. На плате контакт "адрес ведомого" SA0 этой микросхемы подтянут 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)
Акселерометр/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 LSM6DS33 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 LSM6DS33 при передаче данных ведущему устройству. Более детальное объяснение SPI интерфейса для микросхемы LSM6DS33 можно найти в спецификации (1MB pdf).

Пример кода:

Написана основная библиотека для работы с Arduino - Библиотека LSM6 для Arduino, которая позволяет легко взаимодействовать датчику с Arduino. Эта библиотека сделали плату простой для настройки датчиков и считывания первоначально необработанных данных акселерометра и магнитометра через I²C.

Рекомендации:

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

  • Питание датчика выключено по умолчанию. Вы должны включить его, написав соответствующее значения в регистрах CTRL1_XL и CTRL2_G.
  • 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), содержащих дополнительную информацию и подсказки о его использовании.

  • В комплект входят:

    Вилка штыревая прямая 1x9 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 LSM6DS33 (1MB pdf)
    Техническое описание микросхемы ST LSM6DS33 - 3-осевой акселерометр и 3-осевой гироскоп.

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

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

    Принципиальная схема 3-осевого акселерометра и гироскопа Pololu на LSM6DS33 (89k pdf)
    Печатаемая принципиальная схема 3-осевого акселерометра и гироскопа Pololu на LSM6DS33.

    Схема размеров 3-осевого акселерометра и гироскопа Pololu на LSM6DS33 (371k pdf)

    Схема отверстий 3-осевого акселерометра и гироскопа Pololu на LSM6DS33 (20k 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 акселерометр и 3-осевой гироскоп.

    Характеристики

    Артикул 23131


    • С товаром покупают (2)