LSM303DLH HM55 три оси электронный компас модуль ускорения 3-5 в GY-51 LSM303 LSM303D

Описание

Описание:Название: LSM303DLH модуль (трехосевое магнитное поле + Трехосное ускорение)Чип встроенный 12bit AD постоянного тока в переменный конвертер, 16-bit data выходВысокое качество погружения золота PCB, машина сварки процесс для обеспечения качестваИспользование чипа: LSM303DLHИсточник питания: 3-5 в (Внутренняя регулировка низкого напряжения при выпадении)Метод связи: стандартный протокол связи IICМагнитное поле диапазон:±1. 3/±1. 9/±2. 5/± 4,0/±4. 7/±5. 6/±8. 1 ГауссДиапазон ускорения: ± 2g/± 4g/± 8gПредоставляем 51 одночиповый тестовый кодОбеспечить STM32 тестовый кодLSM303D связанные Введение:Акселерометр, магнитометр, Преобразователь A/D и схема обработки сигналов микросхемы LSM303DLH интегрированы и по-прежнему поддерживают связь с процессором через шину iec. Таким образом, 6-axis данных обнаружения и выход реализована только один чип, что снижает дизайн трудности лежит на покупателе, уменьшает занимают площадь печатной платы, и снижает стоимость устройства.LSM303DLH требует немного периферийных компонентов и прост в подключении. Магнитометр и акселерометр имеют шина и процессорную связь. Если уровень интерфейса ввода/вывода клиента составляет 1,8 в, Vdd_dig_M, Vdd_IO_A и vdd_ie2c_bus можно подключить к 1,8 в, Vdd может питаться от 2,5 в или более; если уровень интерфейса клиента составляет 2,6 В, за исключением Vdd_dig_M, требуется 1,8 в, другие могут использовать 2,6 В. Как было указано выше, LSM303DLH требует цепи набора/сброса для поддержания основного магнитного домена AMR. C1 и C2 являются внешними конденсаторами цепи набора/сброса. Поскольку существуют определенные требования к установленному импульсу и импульсу сброса, рекомендуется, чтобы пользователи не произвольно модифицировали размеры C1 и C2.Для осуществления функции электронного компаса требуется трехосевой магнитный датчик для обнаружения магнитного поля и трехосевой датчик ускорения. С зрелостью микромеханического процесса, STMicroelectronics представляет LSM303DLH, два-в-одном модуль датчика, который интегрирует трехосевой магнитометр и трехосевой акселерометр в одну посылка, позволяет проектировать недорогую, высокопроизводительную электронику за короткий промежуток времени. Компас. В данной работе LSM303DLH берется в качестве примера для обсуждения рабочего принципа, технических параметров и метода осуществления электронного компаса.1. ST интегрированный магнитометр и модуль датчика акселерометра LSM303DLH1,1, как работает магнитометрВ LSM303DLH магнитометр использует анизотропный магнетостойкий материал для определения величины магнитной индукции в космосе. Такой сплав, имеющий кристаллическую структуру, чувствителен к внешнему магнитному полю, а изменение силы магнитного поля вызывает изменение значения сопротивления самого AMR.В процессе производства, сильное магнитное поле применяется к AMR, чтобы намагничивать его в определенном направлении для создания основного магнитного домена. Ось, перпендикулярная основной магнитной области, называется чувствительной осью AMR, как показано на рисунке. Для линейного изменения результатов измерений металлические провода на материале AMR расположены под углом 45 °, от которого течёт ток. Направление основного магнитного домена и тока, установленное при помощи основного сильного магнитного поля на материале AMR, имеет угол 45 Å.Когда есть внешнее магнитное поле Ha, направление основного магнитного домена на AMR изменяется и больше не является исходным направлением, затем угол θ между направлением магнитного поля и током также изменяется, как показано на рисунке. 5. для AMR материалов, Изменение угла θ вызывает изменение собственного сопротивления AMR и является линейным.ST использует мост Wheatstone для обнаружения изменений сопротивления AMR. R1/R2/R3/R4-это резисторы AMR одного и того же исходного состояния, но R1/R2 и R3/R4 имеют противоположные характеристики намагниченности. При обнаружении внешнего магнитного поля сопротивление R1/R2 увеличивается? R и R3/R4 уменьшается на R. таким образом, при отсутствии внешнего магнитного поля выход моста равен нулю; а при наличии внешнего магнитного поля выход моста-это небольшое напряжение? v.1,2 набор/Сброс цепиИз-за воздействия внешней среды, направление основного магнитного домена на AMR в LSM303DLH не будет оставаться постоянно. LSM303DLH имеет встроенную цепь сброса/сброса, которая периодически генерирует импульсы тока через внутреннюю металлическую катушку для восстановления начальной основной магнитной области, как показано на рис. 8. следует обратить внимание, что установленный пульс и пульс сброса имеют тот же эффект, но направление отличается.Схема набора/сброса привносит много преимуществ к LSM303DLH:1) даже если он обнаруживает помехи от сильных внешних магнитных полей, LSM303DLH может продолжить нормальную работу после того, как помехи исчезнут, не требуя от пользователя повторной коррекции.2) точное измерение может быть выполнено путем поддержания первоначального Направления Намагничивания, даже если оно используется в течение длительного времени, и это не повлияет на точность измерения из-за изменения температуры чипа или увеличения внутреннего шума.3) Устраняет отклонение моста из-за перепада температуры.1,3 параметры производительности LSM303DLHLSM303DLH интегрирует трехосевой магнитометр и трехосевой акселерометр с цифровым интерфейсом. Диапазон измерения магнитометра составляет от 1,3 Гаусс до 8,1 Гаусс за 7 шагов, которые пользователи могут выбрать свободно. И последовательное измерение и та же чувствительность в среде магнитного поля до 20 гауссов. Он имеет разрешение 8 mGauss и 12-разрядный АЦП внутренне, чтобы гарантировать точные измерения магнитного поля. По сравнению с магнитометрами, которые используют принцип холла, LSM303DLH имеет низкое энергопотребление, высокую точность, хорошую линейность и отсутствие температурной компенсации.LSM303DLH имеет функцию автоматического обнаружения. Когда контрольный регистр а установлен, самотестовая цепь внутри чипа генерирует сигнал возбуждения приблизительно от значения магнитного поля Земли и выводит его. Пользователь может определить, работает ли чип нормально, выводя данные.В качестве высокоинтегрированного сенсорного модуля, в дополнение к магнитометру, LSM303DLH также интегрирует высокопроизводительный акселерометр. Акселерометр, а также использует 12-разрядный АЦП для того, чтобы обеспечить точность измерения 1 мг. Акселерометр, где существует большое количество режим с низким энергопотреблением с sleeр/wake-up возможности значительно снижает энергопотребление. В то же время, акселерометр также включает 6-axis Обнаружение направления и два программируемых прерываний на другие транспортные средства.Для портативных устройств энергопотребление устройства очень важно, что напрямую влияет на время работы в режиме ожидания. LSM303DLH может контролировать режим питания магнитометра и акселерометра, чтобы поместить их в спящий режим или режим низкой мощности. И пользователь может настроить частоту обновления данных магнитометра и акселерометра для регулировки уровня энергопотребления. Когда частота обновления данных магнитометра составляет 7,5 Гц, а частота обновления данных акселерометра-50 Гц, потребление тока обычно составляет 0,83 мА. В режиме ожидания потребление тока меньше 3uA.2. Ферромагнитное поле помех и калибровкаЭлектронный компас в основном рассчитывает направление магнитного Северного полюса, обнаруживая наличие магнитного поля Земли. Тем не менее, поскольку магнитное поле Земли, как правило, является слабым 0,5 гауссом, обычный звуковой сигнал мобильного телефона все еще будет иметь магнитное поле около 4 Гаусса, когда он находится на расстоянии 2 см. Мотор мобильного телефона будет иметь магнитное поле около 6 гауссов, когда он будет на расстоянии 2 см. Эта особенность делает измерение магнитного поля Земли на поверхности электронного оборудования восприимчивым к помехам от самого электронного устройства.Помехи магнитного поля-это наличие магнитного вещества или вещества, которое может повлиять на прочность местного магнитного поля, таким образом, магнитное поле Земли в месте размещения магнитного датчика отклоняется. Как показано на фиг. 11, в системе координат XYZ магнитного датчика, зеленый круг представляет проекционную траекторию в плоскости XY во время вращения вектора магнитного поля Земли вокруг оси z и без каких-либо внешних помех магнитного поля, траектория будет стандартной окружностью по центру о (0,0). При возникновении внешних помех магнитного поля измеренный вектор силы магнитного поля α будет векторной суммой магнитного поля Земли ≥и мешащего магнитного поля γ в этой точке. Название:В целом считается, что тревожное магнитное поле γ можно расценивать как постоянный Вектор в этот момент. Есть много факторов, которые могут вызвать помехи магнитного поля, таких как двигатели и рога, размещенные на печатной плате, а также материалы, содержащие металлы, такие как железо-никель-кобальт, такие как щиты, винты, резисторы, ЖК-панели и корпуса. Провод, который также имеет ток через амперное право, также производит магнитное поле, как показано на рис. 12.Для того, чтобы откалибровать Эти магнитные помехи от платы, основная работа-рассчитать γ путем подсчета.2,1 самолет метод калибровкиДля калибровки оси XY устройство, оснащенное магнитным датчиком, вращается в плоскостях XY, что эквивалентно вращению вектора магнитного поля Земли вокруг нормальной точки O (γx, γy) перпендикулярно плоскости XY, Красный круг-это траектория вектора магнитного поля, проецируемого в плоскость XY во время вращения. Можно найти положение центра круга (Xmax + Xmin)/2, (Ymax + Ymin)/2). Точно так же устройство может поворачиваться в плоскостях XZ для получения траекторного круга магнитного поля Земли на плоскостях XZ. Магнитное поле помех вектор γ (γx, γy, γz) в пространстве.2,2 стерео с цифрой «8» и надписью, метод калибровкиВ целом, когда устройство с датчиками вращается во всех направлениях в воздухе, пространственная Геометрия измеренных значений на самом деле является сферической, И все Точки отбора проб падают на поверхность шара, как показано на рис. 13. Это аналогично окружности, проецируемой в двухмерной плоскости.В этот чехол, центр обратили на нас внимание! O (γx, γy, γz), то есть величина и направление фиксированное магнитное поле помех, может быть получена из достаточное количество образец очков. Формула следующая:Метод калибровки 8 слов требует, чтобы пользователь выполнял 8 слов долбежа в воздухе с помощью калиброванного оборудования. В основном, нормальное направление устройства должно направляться на все восемь квадратов пространства.2,2 метод калибровкиКроме того, калибровка может быть обеспечена с помощью следующих 10-гранная метод калибровки.3. Компенсация наклона и расчет угла навигацииПосле калибровки электронный компас готов к использованию на горизонтальной поверхности. Но часто телефон не ровный, обычно он имеет угол с уровнем воды. Этот угол влияет на точность угла поворота и требует компенсации наклона датчиком ускорения.Для отношения объекта в воздухе система навигации уже определена, как показано на рис. 17, которая также используется в Android. Шаг (Φ) определяется как угол между осью x и горизонтальной плоскостью, а просвечиваемое направление-Положительное; рулон (θ) определяется как угол между осью y и горизонтальной плоскостью, а показанное направление-положительное направление. Погрешность угла поворота, вызванная углом наклона, показана на рис. 18. Видно, что угол наклона 10 градусов в направлении оси x может привести к погрешности максимального угла поворота 7-8 градусов.Наклона осанки в области мобильных телефонов в воздухе обнаруживает компоненты ускорение свободного падения на три оси через 3-осевой датчик: Датчик ускорения, а затем шаг-н-ролл можно рассчитать по формуле 2.Многие из популярных в настоящее время телефонов android оснащены функцией компаса. Для того, чтобы достичь этой функции, только 2-в-1 сенсорный модуль LSM303DLH предоставленной ST до нужного размера.Посылка включает в себя:1 шт. x GY-51 LSM303 LSM303D LSM303DLH HM55 три оси электронный компас модуль ускорения 3-5 В