GY-51 LSM303 LSM303D LSM303DLH HM55 трехосевой электронный компас модуль ускорения 3-5 В

Наименование: модуль LSM303DLH (трехосевое магнитное поле + трехосевое ускорение) Встроенный 12-битный преобразователь AD с чипом, 16-битный выход данных Высококачественная погружная Золотая печатная плата, процесс машинной сварки для обеспечения качества Использование чипа: LSM303DLH Питание: 3-5 в (Внутренняя регулировка низкого отключения напряжения) Способ связи: стандартный протокол связи IIC Диапазон магнитного поля: ± 1,3/± 1,9/± 2,5/± 4,0/± 4,7/± 5,6/± 8,1 Гаусс Диапазон ускорения: ± 2g/± 4g/± 8g Предоставьте 51 тестовый код одного чипа Предоставьте тестовый код STM32 Информация о товаре LSM303D: Акселерометр, магнитометр, преобразователь кондиционера и схема обработки сигналов чипа LSM303DLH интегрированы и по-прежнему поддерживают связь с процессором через шину I2C.Таким образом, 6-осевое Обнаружение и вывод данных реализуется только с одним чипом, что снижает сложность конструкции клиента, уменьшает занимаемую площадь печатной платы, И снижает стоимость устройства. LSM303DLH требует нескольких периферийных компонентов и легко подключается. Каждый из магнитометров и акселерометров имеет шину I2C и связь процессора.Если уровень интерфейса ввода-вывода клиента составляет 1,8 в, Vdd_dig_M, Vdd_IO_A и Vdd_I2C_Bus можно подключить к 1,8 в, Vdd может работать 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 упоминалось выше, для LSM303DLH требуется схема набора/сброса для поддержания основного магнитного домена AMR.C1 и C2 являются внешними совпадающими конденсаторами схемы набора/сброса. Поскольку есть определенные требования к заданному импульсу и импульсу сброса, пользователям рекомендуется не изменять размер C1 и C2. Для реализации функции электронного компаса необходим трёхосный магнитный датчик для обнаружения магнитного поля и трёхосный датчик ускорения.Со зрелостью микромеханического процесса STMicroelectronics внедрила LSM303DLH, сенсорный модуль два в одном, который объединяет в посылка вке трехосевой магнитометр и трехосевой акселерометр, позволяет пользователям проектировать недорогую высокопроизводительную электронику за короткий промежуток времени.Компас.В этой работе LSM303DLH взят в качестве примера для обсуждения рабочего принципа, технических параметров и метода реализации электронного компаса. 1.Встроенный магнитометр ST и модуль датчика акселерометра LSM303DLH 1,1 как работает магнитометр В LSM303DLH магнитометр использует анизотропный материал с магнитостойкостью для обнаружения величины магнитной индукции в пространстве.Такой сплав, имеющий кристаллическую структуру, чувствителен к внешнему магнитному полю, а изменение прочности магнитного поля вызывает изменение значения сопротивления самой АМР. В производственном процессе к АМР применяется сильное магнитное поле для намагничивания его в определенном направлении для создания основного магнитного домена. Ось, перпендикулярная основному магнитному домену, называется чувствительной осью Амр, как показано на рисунке.Для того чтобы линейно варьировать результаты измерений, металлические провода на материале AMR расположены под углом 45 °, от которого течет ток.Направление основного магнитного домена и тока, установленное начальным сильным магнитным полем на материале AMR, имеет угол 45 о. При наличии внешнего магнитного поля Ha, направление основного магнитного домена на AMR меняется и больше не является начальным направлением, затем изменяется и угол между направлением магнитного поля и током, как показано на рисунке. 5.Для материалов AMR изменение угла ≡ вызывает изменение собственного сопротивления АМР и является линейным. ST использует мост Wheatstone для обнаружения изменений сопротивления AMR.R1/R2/R3/R4-это резисторы AMR одинакового начального состояния, но R1/R2 и R3/R4 обладают противоположными характеристиками намагничивания.При обнаружении внешнего магнитного поля сопротивление R1/R2 увеличивается? R и R3/R4 уменьшаются на R.Таким образом, при отсутствии внешнего магнитного поля выход моста равен нулю; А при наличии внешнего магнитного поля выход моста является малым напряжением? В. 1,2 комплект/схема сброса Благодаря влиянию внешней среды, направление основного магнитного домена на AMR в LSM303DLH не останется навсегда.LSM303DLH имеет встроенную схему/схему сброса, которая периодически генерирует импульсы тока через внутреннюю металлическую катушку для восстановления начального основного магнитного домена, как показано на рисунке 8.Следует отметить, что заданный пульс и пульс сброса имеют одинаковый эффект, но направление отличается. Схема набора/сброса приносит много преимуществ LSM303DLH: 1) даже если он встречает помехи от сильных внешних магнитных полей, LSM303DLH может возобновить нормальную работу после того, как помехи исчезнут, не требуя от пользователя повторной коррекции. 2) точное измерение может быть достигнуто за счет поддержания первоначального Направления Намагничивания, даже если он используется в течение длительного времени, и это не повлияет на точность измерения из-за вариации температуры чипа или увеличения внутреннего шума. 3) исключите отклонение моста из-за температурного дрейфа. 1,3 параметры производительности LSM303DLH LSM303DLH 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 одинаковая чувствительность в среде магнитного поля до 20 Гаусс.Он имеет разрешение 8 mGauss и 12-битный ADC внутри для обеспечения точного измерения силы магнитного поля.По сравнению с магнитометрами, в которых используется принцип эффекта холла, LSM303DLH отличается низким энергопотреблением, высокой точностью, хорошей линейностью и отсутствием температурной компенсации. LSM303DLH имеет функцию автоматического обнаружения.Когда установлен контрольный регистр А, схема самотестирования внутри чипа генерирует сигнал возбуждения приблизительно величины магнитного поля Земли и выводит его.Пользователь может определить, работает ли чип в обычном режиме, выводя данные. В качестве высокоинтегрированного сенсорного модуля, помимо магнитометра, LSM303DLH также интегрирует высокопроизводительный акселерометр.Акселерометр также использует 12-битный ADC для достижения точности измерения 1 мг.Акселерометр работает в режиме низкого энергопотребления с возможностями сна/пробуждения для существенного снижения энергопотребления.При этом акселерометр также интегрирует 6-осевое определение направления и два программируемых интерфейса прерываний. Для портативных устройств энергопотребление устройства очень важно, напрямую влияя на время ожидания.LSM303DLH может управлять режимом питания магнитометра и акселерометра, чтобы перевести их в режим сна или низкого энергопотребления.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 составляет менее 3uA. 2. Помехи ферромагнитного поля и калибровка Электронный компас в основном вычисляет направление магнитного Северного полюса, ощущая существование магнитного поля Земли.Однако, поскольку магнитное поле Земли обычно всего лишь слабые 0,5 Гаусс, обычный мобильный телефон гудок все равно будет иметь магнитное поле около 4 Гаусс, когда он находится на расстоянии 2 см друг от друга. Мотор мобильный телефон будет иметь магнитное поле около 6 Гаусс, когда он находится на расстоянии 2 см.Данная особенность делает измерение магнитного поля Земли на поверхности электронного оборудования восприимчивым к помехам от самого электронного устройства. Помехи магнитного поля относятся к наличию магнитного вещества или вещества, которое может повлиять на силу местного магнитного поля, таким образом, отклонение магнитного поля Земли в месте размещения магнитного датчика.Как показано на рисунке. 11, в системе координат XYZ магнитного датчика зеленый круг представляет траекторию проекции в плоскости XY при вращении вектора магнитного поля Земли вокруг оси z, И без каких-либо внешних помех магнитного поля траектория будетБудет стандартным кругом по центру O(0,0).При возникновении внешних помех магнитного поля вектором силы магнитного поля α будет измеренная величина векторной суммы магнитного поля Земли Beta и мешающего магнитного поля Gamma в этой точке.Под названием: Обычно считается, что тревожное магнитное поле Gamma может рассматриваться в данный момент как постоянный вектор.Существует множество факторов, которые могут вызывать помехи магнитного поля, такие как двигатели и рожки, размещенные на монтажной плате, а также материалы, содержащие металлы, такие как железо-никель-кобальт, такие как щиты, винты, резисторы, задние плоскости ЖК-дисплея и корпуса.Провод, который также обладает током через закон Ампера, также производит магнитное поле, как показано на рис. 12. Для того, чтобы откалибровать эти возмущения магнитного поля от доски, основная задача-вычислить диапазон измерений по расчету. Метод калибровки плоскости 2,1 Для калибровки оси XY устройство, оснащенное магнитным датчиком, вращается в плоскости XY, эквивалентно вращению вектора магнитного поля Земли вокруг нормальной точки O перпендикулярно плоскости XY, а красный круг-Траектория вектора магнитного поля, проецируемого в плоскости XY во время вращения.Здесь можно найти положение центра круга (Xmax + Xmin)/2, (Ymax + Ymin)/2). Аналогичным образом устройство можно вращать в плоскости XZ для получения круга траектории магнитного поля Земли на плоскости XZ.Магнитное поле, помехи вектора ГАИ (ГХ, Гай, газ) в пространстве. Метод калибровки 2,2 стерео 8 слов В целом, когда прибор с датчиками вращается во всех направлениях в воздухе, пространственной геометрией измеряемых значений на самом деле является сфера, И все Точки отбора проб падают на поверхность шара, как показано на рис. 13.Это похоже на круг, проецируемый в двухмерной плоскости. В этом чехле из достаточного количества точек выборки можно получить Центр о (ГХ, ггy, ггз), то есть величину и направление фиксированного вектора помех магнитного поля.Формула выглядит следующим образом: Метод калибровки из 8 слов требует, чтобы пользователь выполнял воздушный слой из 8 слов, используя калибровочное оборудование. В принципе нормальное направление прибора следует направить на все восемь квадрантов пространства. Десятигранный метод калибровки 2,2 Точно так же калибровку можно добиться с помощью следующего 10-стороннего метода калибровки. 3.Компенсация наклона и расчет угла навигации После калибровки электронный компас готов к использованию на горизонтальной поверхности.Но чаще телефон не ровный, обычно у него угол с уровнем воды.Этот угол влияет на точность угла заголовка и требует компенсации наклона датчиком ускорения. Для отношения объекта в воздухе уже определена навигационная система, как показано на рисунке 17, которая также используется в Android.Шаг (Φ) определяется как угол между оси x и горизонтальной плоскостью, а иллюстрированным направлением является положительное направление; Рулон (DOLU) определяется как угол между осью y и горизонтальной плоскостью, а показанное направление-положительным.Ошибка угла заголовка, вызванная углом наклона, показана на рис. 18.Можно заметить, что угол наклона 10 градусов в направлении оси x может вызвать погрешность максимального угла заголовка 7-8 градусов. Наклонная позиция мобильный телефон в воздухе обнаруживает компоненты гравитационного ускорения по трем осям через 3-осевой датчик ускорения, а затем шаг и поворот можно рассчитать по уравнению 2. Многие из популярных в настоящее время телефонов android оснащены функцией компаса.Для достижения этой функции требуется только модуль распознавания 2 в 1 LSM303DLH, предоставленный ST.