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

Описание

Название: LSM303DLH модуль (три оси магнитного поля + трехосный разгона)

Чип встроенный 12bit AD постоянного тока в переменный конвертер, 16-bit data выход

Высокое качество погружения золота PCB, машина сварки процесс для обеспечения качества

Использование чипа: LSM303DLH

Мощность поставки: 3-5 вольт постоянного тока (внутренний малое падение напряжения)

Метод связи: стандартный протокол связи IIC

Магнитное поле диапазон:

±1. 3/±1. 9/±2. 5/± 4,0/±4. 7/±5. 6/±8. 1 Гаусс

Диапазон ускорения: ± 2g/± 4g/± 8g

Предоставляем 51 одночиповый тестовый код

Обеспечить STM32 тестовый код

LSM303D 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; В том случае, если клиент интерфейс уровень 2,6 V, за исключением случаев, Vdd_dig_M требует 1,8 V,Прочие ожерелья и подвески может использовать 2,6 V.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 комплект импульсного и сброс, пульс, рекомендуется пользователи не произвольно изменить размер 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 этот документ, LSM303DLH берется в качестве примера, чтобы обсудить принцип работы Технические параметры и метод электронного компаса.
1.ST интегрированный магнитометр и модуль датчика акселерометра LSM303DLH
1,1, как работает магнитометр
В LSM303DLH магнитометр использует анизотропный магнетостойкий материал для определения величины магнитной индукции в космосе.Такой сплав Материал с украшением в виде кристаллов структура чувствительна к внешнему магнитного поля, а также изменения в сила магнитного поля приводит к изменению в значение сопротивления AMR сама по себе.
В процессе производства, сильное магнитное поле наносится на AMR, чтобы можно повторно намагнитить ее в определенном направлении для того, чтобы создать основного магнитного домена. Ось, перпендикулярная основной магнитной области, называется чувствительной осью AMR, как показано на рисунке.Для того чтобы поменять результаты измерений в линейной манере, металлические провода на AMR материал расположены под углом 45 °, из которого 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 в настоящее время, а также изменения, как показано на рисунке. 5.Для AMR материалов изменение угла θ вызывает изменение собственного сопротивления AMR и является линейным.
ST использует моста Wheatstone для выявления изменений в AMR сопротивление.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, в связи с отсутствием внешнего магнитного поля, выходному проводу мост равен нулю, а также в присутствии внешнего магнитного поля, выходному проводу мост небольшое напряжение? v.
1,2 набор/Сброс цепи
Из-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 иметь в виду, что комплект импульсного и сброса импульсный имеют один и тот же эффект, но направление отличается друг от друга.
Набор/цепью повторного включения приносит много преимуществ в 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 обеспечена путем первоначального направление намагничивания, даже если он используется в течение длительного времени, и это не повлияет на точность измерения по причине чип изменения температуры или внутренний уровень шума.
3) Устраняет отклонение моста из-за перепада температуры.
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 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 магнитометры, которые используют Холла принцип, LSM303DLH имеет низкое энергопотребление, высокая точность, хорошая линейность, а не температурной компенсацией.
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, все ли чип работает нормально, вывода данных.
В качестве высокоинтегрированный модуль датчика, в дополнение к магнитометр, LSM303DLH также интегрирует высокоэффективный акселерометр.Акселерометр, а также использует 12-разрядный АЦП для того, чтобы обеспечить точность измерения 1 мг.Акселерометр работает в режиме низкой мощности с возможностью сна/пробуждения, чтобы значительно снизить энергопотребление.В то же время, акселерометр также включает 6-axis Обнаружение направления и два программируемых прерываний на другие транспортные средства.
Для портативных устройств Потребляемая мощность прибора очень важен, прямо влияет на время работы в режиме ожидания.В LSM303DLH может контролировать мощность в режиме магнитометр и акселерометр, чтобы поместить их в спящий или режим пониженного энергопотребления.И пользователь может настроить частоту обновления данных магнитометра и акселерометра для регулировки уровня энергопотребления.В тех случаях, когда магнитометр данных частота обновления 7,5 Гц и акселерометр данных обновление частоты 50 Гц, потребляемый ток составляет, как правило, 0,83 мА.В режиме ожидания, потребляемый ток составляет менее 3uA.
2. Ферромагнитного поле помех и калибровки
Электронный 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 функция делает просим Вас принять во внимание тот факт магнитного поля Земли на поверхности электронного оборудования чувствительны к помехам от электронного устройства сам по себе.
Помехи магнитного поля-это наличие магнитного вещества или вещества, которое может повлиять на прочность местного магнитного поля, таким образом, чтобы магнитного поля Земли на место, где магнитный датчик помещается 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 будетБудет стандартный круг по центру о (0,0).В тех случаях, когда есть внешних помех магнитного поля, измеренное значение магнитного поля вектор α будет векторная сумма земли магнитного поля β и посторонний магнитного поля γ этот момент.Название:
В целом считается, что тревожное магнитное поле γ можно расценивать как постоянный Вектор в этот момент.Есть многие факторы, которые могут вызвать помех магнитного поля, как, например, двигателей и рога помещен на печатной плате, а также материалы, содержащие металлов, таких как железо-никель-кобальт, как, например, щиты, винты, резисторы, ЖК-дисплей плат 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 калибровки
Для калибровки оси XY Аппарат оснащен магнитный датчик вращается в плоскости XY, повернув кружок указателя магнитного поля Земли вектор вокруг нормальная точка O (γx, γy) перпендикулярно плоскости XY, и красный кругТраектория вектора магнитного поля, проецируемого в плоскость XY во время вращения.Можно найти положение центра круга (Xmax + Xmin)/2, (Ymax + Ymin)/2). Кроме того, устройство может поворачиваться в плоскости XZ для того, чтобы получить траектории круг магнитного поля Земли на плоскость XZ.Магнитное поле помех вектор γ (γx, γy, γz) в пространстве.
2,2 стерео с цифрой «8» и надписью, метод калибровки
В целом, когда устройство с датчиками вращается во всех направлениях в воздухе, пространственная Геометрия измеренных значений на самом деле является сферической, И все отбора проб ложатся на Поверхность мяча, как показано на рисунке 13.Это похоже на круг прогнозируемый в двухмерном 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 десять сторонняя метод калибровки
Кроме того, калибровка может быть обеспечена с помощью следующих 10-гранная метод калибровки.
3.Компенсации наклона и угол навигации расчет
После калибровки электронный компас готов к использованию на горизонтальной поверхности.Но чаще телефон не ровный, как правило, Доставка занимает имеет угол с уровнем воды.Этот угол влияет на точность измерения угла и требует наклона компенсации со стороны Датчик: датчик 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) определен как угол между ось y и в горизонтальной плоскости, и направление показано в правильном направлении.Погрешность угла поворота, вызванная углом наклона, показана на рис. 18.Можно заметить, что углом наклона 10 градусов в направлении оси x может вызвать, так как измерения выполнены вручную максимум угла 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.