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Arduino Uno + ITG3205整合性三轴数字输出陀螺仪演示实验

(2012-06-04 14:58:43)
标签:

itg3200

itg3205

arduino

uno

陀螺仪

三轴

it

1、首先我们先认识一下什么叫做陀螺仪?

答:是一种用来感测与维持方向的装置,基於角动量不灭的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位於轴心可以旋转的轮子构成。陀螺仪一旦开始旋转,由於轮子的角动量,陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪多用於导航、定位等系统。 1850年法国的物理学家福柯(J.Foucault)为了研究地球自转,首先发现高速转动中的转子(rotor),由于惯性作用它的旋转轴永远指向一固定方向,他用希腊字gyro(旋转)和skopein(看)两字合为gyro scopei一字来命名这种仪表。

再来看一下陀螺仪的结构图:

 

Arduino <wbr>Uno <wbr>+ <wbr>ITG3205整合性三轴数字输出陀螺仪演示实验

2、概述

ITG-3205是全球首例单一芯片并以数字方式输出的三轴MEMS陀螺仪IC,专为游戏、3D鼠标,以及3D遥控应用而设计。ITG-3205的特性在于运用三个16-bit的模拟/数字转换器(ADCs)来数字化陀螺仪输出端,有程控的内建低通滤波器带宽,以及快速模式(Fast Mode )(400kHz)接口。其特性另有内建温度传感器与精准差仅2%的内建震荡设计。此突破性的陀螺仪技术提供了缩小高达67%之包装尺寸,减少了50%的耗电量,相较于其他竞争厂商的多芯片组陀螺仪解决方案,ITG-3205具有其固有的成本优势。

运用已经证实与量产的Nasiri-Fabrication制程平台专利,以晶圆层级结合整合性MEMS晶圆与CMOS电子电路。InvenSense将ITG-3205的包装尺寸,革命性的缩小至4x4x0.9mm(QFN)的大小,因应手持式消费性电子电路产品的需求,提供最高效能、最低噪声、最低成本的半导体包装尺寸。其特性也包含10,000g的耐震容忍度来符合手持式消费性产品的需求。/p>

关于供电电源弹性,ITG-3205除了模拟供电接脚外,独立的VLOGIC参考接脚可用来设定I逻辑准位。VLOGIC的电压范围最低可由1.7V到最高VDD。

3、应用

  • 运动感测游戏遥控
  • 运动感测手持式游戏
  • 运动感测3D鼠标及3D遥控
  • “无触控”人机界面
  • 健康与运动的监控

4、特性

  • 以数字方式输出之X轴、Y轴、Z轴角速度传感器整合在单一电路上,具有16 最低有效位(LSBs)°/sec的敏感度与±2000°/sec的全格感测范围(full scale range)。
  • 三个整合之16-bit的模拟/数字转换器(ADCs),提供陀螺仪同步取样,且不需额外的多任务器(multiplexer)。
  • 程控数字低通滤波器
  • 快速模式(Fast Mode)(400kHz)接口
  • 6.5mA之低操作电流消耗可延长电池寿命
  • 2.1V到3.6V之广泛的VDD供电压范围
  • 具有弹性的VLOGIC参考电压,容许1.71V到VDD的接口电压
  • 待机电流:5μA
  • 可提供手持式产品最小最薄的包装尺寸 (4x4x0.9mm QFN)
  • 开机时间:50ms
  • 数字输出的温度传感器
  • 出厂阶段校正要素
  • 内建温度传感器
  • 10,000g的耐震容忍度
  • 在温度范围内,内建频率产出频率可准确到±2%
  • 以晶圆层级密封及结合的MEMS结构
  • 符合RoHS及环境标准

5、ITG3205输出结果需转换精度的参数

Arduino <wbr>Uno <wbr>+ <wbr>ITG3205整合性三轴数字输出陀螺仪演示实验

6、实验中各种最大绝对数值参数

Arduino <wbr>Uno <wbr>+ <wbr>ITG3205整合性三轴数字输出陀螺仪演示实验

7、ITG3205的芯片引脚定义

Arduino <wbr>Uno <wbr>+ <wbr>ITG3205整合性三轴数字输出陀螺仪演示实验

 

8、实验中使用我们公司制作的实物模块

Arduino <wbr>Uno <wbr>+ <wbr>ITG3205整合性三轴数字输出陀螺仪演示实验

9、我们看一下ITG3025与Arduino的连接关系

Arduino <wbr>Uno <wbr>+ <wbr>ITG3205整合性三轴数字输出陀螺仪演示实验





Arduino <wbr>Uno <wbr>+ <wbr>ITG3205整合性三轴数字输出陀螺仪演示实验

 

通过以上的描述,你对于硬件连接应该不会存在什么问题了。那接下来我们就是来看一下实验需要用到的示例代码。

 

// Arduino Wire library is required if I2Cdev I2CDEV_ARDUINO_WIRE implementation

// is used in I2Cdev.h

#include "Wire.h"

 

// I2Cdev and ITG3200 must be installed as libraries, or else the .cpp/.h files

// for both classes must be in the include path of your project

#include "I2Cdev.h"

#include "ITG3200.h"

 

// class default I2C address is 0x68

// specific I2C addresses may be passed as a parameter here

// AD0 low = 0x68 (default for SparkFun 6DOF board)

// AD0 high = 0x69 (default for SparkFun ITG-3200 standalone board)

ITG3200 gyro;

 

int16_t gx, gy, gz;

 

#define LED_PIN 13

bool blinkState = false;

 

void setup() {

    // join I2C bus (I2Cdev library doesn't do this automatically)

    Wire.begin();

 

    // initialize serial communication

    // (38400 chosen because it works as well at 8MHz as it does at 16MHz, but

    // it's really up to you depending on your project)

    Serial.begin(38400);

 

    // initialize device

    Serial.println("Initializing I2C devices...");

    gyro.initialize();

 

    // verify connection

    Serial.println("Testing device connections...");

    Serial.println(gyro.testConnection() ? "ITG3200 connection successful" : "ITG3200 connection failed");

 

    // configure Arduino LED for

    pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

}

 

void loop() {

    // read raw gyro measurements from device

    gyro.getRotation(&gx, &gy, &gz);

 

    // display tab-separated gyro x/y/z values

    Serial.print("gyro:\t");

    Serial.print(gx); Serial.print("\t");

    Serial.print(gy); Serial.print("\t");

    Serial.println(gz);

 

    // blink LED to indicate activity

    blinkState = !blinkState;

    digitalWrite(LED_PIN, blinkState);

}

 

我们所使用的Arduino IDE是官网更新最新的一个版本,1.0.1版本,如有什么问题欢迎一起讨论学习。

 

代码下载进板子上,我们打开串口监视窗口看一下我们的结果,此结果是在模块水平放置时的数子,多少会存在误差,毕竟还没加算法校正!

 

Arduino <wbr>Uno <wbr>+ <wbr>ITG3205整合性三轴数字输出陀螺仪演示实验

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