Акселерометр и гироскоп MPU6050 (GY-521)
Акселерометр и гироскоп MPU6050 (GY-521)
Модуль GY-521 с сенсором MPU6050 — это интегрированный инерциальный измерительный блок (IMU) для прецизионного отслеживания движений в 3D-пространстве. Объединяет трёхосевой акселерометр (±2/4/8/16 g) и трёхосевой гироскоп (±250/500/1000/2000 °/с) с температурным сенсором на одной микросхеме. Ключевая инновация — встроенный цифровой процессор движения (DMP), который выполняет аппаратные вычисления кватернионов и углов Эйлера, разгружая центральный процессор.
Принцип работы основан на МЭМС-технологии: микроскопические кремниевые структуры акселерометра детектируют линейные ускорения по осям XYZ, а вибрирующие массы гироскопа измеряют угловую скорость. Данные оцифровываются 16-битным АЦП и передаются по I2C-интерфейсу (адрес 0x68 или 0x69). Модуль оснащен фильтром низких частот и стабилизатором напряжения, обеспечивая точность ±0.01 g и ±0.05 °/с даже в условиях вибраций.
Керамический корпус LGA-24 и золотое покрытие контактов гарантируют устойчивость к влаге и окислению. Применяется в:
-
Стабилизаторах дронов и роботов-манипуляторов
-
Системах VR/AR-трекинга
-
Носимых фитнес-трекерах
-
Промышленных мониторах вибрации
-
Преимущества товара
-
Автономная обработка данных: DMP вычисляет pitch/roll/yaw без нагрузки на MCU .
-
Калибровка «из коробки»: Заводская компенсация смещения нуля гироскопа и акселерометра .
-
Синхронизация с внешними сенсорами: Выводы AUX I2C для подключения магнитометра (HMC5883L) .
-
Энергоэффективность: Ток 3.9 мА в активном режиме + сон ≤5 мкА .
-
Plug&Play: Совместимость с Arduino/Raspberry Pi через библиотеки Adafruit или Jeff Rowberg .
Критически важные особенности
-
Фильтр Калмана: Обязателен для компенсации дрейфа гироскопа. Пример кода:
#include <MPU6050_tockn.h> MPU6050 mpu(Wire); void setup() { mpu.begin(); mpu.calcGyroOffsets(); // Автокалибровка } void loop() { mpu.update(); float angleX = mpu.getAngleX(); // Фильтрованные углы }
-
Питание 3.3 В: Хотя модуль работает от 5В, для точности рекомендован стабилизированный 3.3В.
-
Магнитометр: Для полного AHRS (курс/тангаж/крен) подключите HMC5883L к выводам SDA/SCL AUX.
Диапазон измерений | ±2g, ±4g, ±8g, ±16g (программируемый) |
Разрешение | 16 бит (0.0005g при ±2g) |
Погрешность нуля | ±0.01g (тип.) |
Гироскоп | |
Диапазон измерений | ±250, ±500, ±1000, ±2000 °/с |
Разрешение | 16 бит (0.0076 °/с при ±250 °/с) |
Дрейф нуля | ±0.05 °/с (после калибровки) |
Общие параметры | |
Интерфейс | I2C (до 400 кГц), адрес 0x68/0x69 |
Напряжение питания | 3.3–5 В DC |
Потребляемый ток | 3.9 мА (DMP включен), 5 мкА (сон) |
Температурный сенсор | Диапазон –40°C...+85°C, точность ±1°C |
Частота обновления | 4–1000 Гц (программируемая) |
Габариты модуля GY-521 | 20×15×2 мм |