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【Arduino】168种传感器系列实验(152)---GY-25串口倾斜度模块

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 楼主| 发表于 2020-12-10 12:30 | 显示全部楼层
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加速度(Acceleration)
是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值Δv/Δt,是描述物体速度变化快慢的物理量,通常用a表示,单位是m/s2。加速度是矢量,它的方向是物体速度变化(量)的方向,与合外力的方向相同。表示质点速度变化的快慢的物理量。举例:假如两辆汽车开始静止,均匀地加速后,达到10m/s的速度,A车花了10s,而B车只用了5s。它们的速度都从0变为10m/s,速度改变了10m/s。所以它们的速度变化量是一样的。但是很明显,B车变化得更快一些。我们用加速度来描述这个现象:B车的加速度(a=Δv/Δt,其中的Δv是速度变化量)>A车的加速度。显然,当速度变化量一样的时候,花时间较少的B车,加速度更大。也就是说B车的启动性能相对A车好一些。因此,加速度是表示物体速度变化快慢的物理量。加速度 (acceleration) 表征单位时间内速度改变程度的矢量。一般情况下,加速度是个瞬时概念,它的常用单位是米/秒²、m/s2等。

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 楼主| 发表于 2020-12-10 12:53 | 显示全部楼层
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加速度传感器(acceleration transducer)
是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同,常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。线加速度计的原理是惯性原理,也就是力的平衡,A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可以了。怎么测量F?用电磁力去平衡这个力就可以了。就可以得到 F对应于电流的关系。只需要用实验去标定这个比例系数就行了。当然中间的信号传输、放大、滤波就是电路的事了。多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是 "对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外,还将改变晶体的极化状态,在晶体内部建立电场,这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应 "。一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压,只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系,就可以将加速度转化成电压输出。当然,还有很多其它方法来制作加速度传感器,比如压阻技术,电容效应,热气泡效应,光效应,但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形,通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。每种技术都有各自的机会和问题。使用加速度传感器有时会碰到低频场合测量时输出信号出现失真的情况,用多种测量判断方法一时找不出故障出现的原因,经过分析总结,导致测量结果失真的因素主要是:系统低频响应差,系统低频信噪比差,外界环境对测量信号的影响。 所以,只要出现加速度传感器低频测量信号失真情况,对比以上三点看看是哪个因素造成的,有针对性的进行解决。

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 楼主| 发表于 2020-12-10 12:56 | 显示全部楼层
MPU 6050属于IMU传感器系列,通常被用于自平衡机器人、无人机、智能手机等领域。IMU传感器可以帮助我们在三维空间中获取物体当前三维位置的值,这些值可以用来帮助我们确定物体的精确位置,通过MPU6050可以检测智能手机的水平或倾斜状态或是使用IMU传感器来追踪运动状态等。MU传感器通常包含两个或多个功能,按优先级分别是加速计、陀螺仪、磁力计和测高仪。MPU 6050是6自由度或6轴的IMU传感器,这意味着它提供了6个值作为输出:包含加速度计的3个值和陀螺仪的3个值。MPU 6050是一种基于MEMS(微机电系统)技术的传感器,它将加速度计和陀螺仪嵌入到一块芯片中,芯片使用的I2C通信协议。


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 楼主| 发表于 2020-12-10 12:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 eagler8 于 2020-12-10 14:54 编辑

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 楼主| 发表于 2020-12-10 13:06 | 显示全部楼层
MPU 6050芯片的技术参数

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 楼主| 发表于 2020-12-10 13:11 | 显示全部楼层
MPU 6050芯片的主要特征
以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。 具有131 LSBs/°/sec 敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec 的3轴角速度感测器(陀螺仪)。 可程式控制,且程式控制范围为±2g、±4g、±8g和±16g的3轴加速器。 移除加速器与陀螺仪轴间敏感度,降低设定给予的影响与感测器的飘移。 数字运动处理(DMP: Digital Motion Processing)引擎可减少复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷。 运动处理数据库支持Android、Linux与Windows 内建之运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术,免除了客户须另外进行校正的需求。 以数位输出的温度传感器 以数位输入的同步引脚(Sync pin)支援视频电子影相稳定技术与GPS 可程式控制的中断(interrupt)支援姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能。 VDD供电电压为2.5V±5%、3.0V±5%、3.3V±5%;VDDIO为1.8V± 5% 陀螺仪运作电流:5mA,陀螺仪待命电流:5µA;加速器运作电流:350µA,加速器省电模式电流: 20µA@10Hz 高达400kHz快速模式的I2C,或最高至20MHz的SPI串行主机接口(serial host interface) 内建频率产生器在所有温度范围(full temperature range)仅有±1%频率变化。 使用者亲自测试 10,000 g 碰撞容忍度 为可携式产品量身订作的最小最薄包装 (4x4x0.9mm QFN) 符合RoHS及环境标准。

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 楼主| 发表于 2020-12-10 14:56 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2020-12-10 15:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 eagler8 于 2020-12-10 16:21 编辑

MPU 6050应用电路图
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 楼主| 发表于 2020-12-10 16:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 eagler8 于 2020-12-10 16:22 编辑

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