Трехосевой электронный компас LSM303DLH модуль ускорения сенсорная плата (C5A4) |

Трехосевой электронный компас LSM303DLH модуль ускорения сенсорная плата (C5A4) |

Название: LSM303DLH модуль(Трехосное магнитное поле + Трехосное ускорение)

Встроенный 12bit AD конвертер,16-bit data выход

С использованием высококачественной иммерсионной Золотой печатной платы,Процесс сварки машины для обеспечения качества

Используйте чип: LSM303DLH

Источник питания: 3-5 в (внутренний регулятор низкого напряжения)

Коммуникация: стандартный протокол связи IIC

Магнитное поле диапазон:

± 1,3/± 1,9/± 2,5/± 4,0/± 4,7/

± 5,6/± 8,1 Гаусс

Диапазон ускорения: ± 2 г/± 4 г/± 8 г

Предоставьте 51 однокристальный тестовый код

Предоставьте тестовый код STM32

Адресе данныхHttp:/pan.baidu.com/s/13YgfO

LSM303D Связанные Описание:

Акселерометр микросхемы LSM303DLH, магнитометр, Преобразователь A / D и схема кондиционирования сигнала интегрированы вместе и до сих пор общаются с помощью шины I2C и процессора. Это только чип для достижения 6-осевой данных обнаружения и выход, уменьшая дизайн клиента трудности, уменьшая печатной платы занимаемая площадь, устройство для снижения затрат.
LSM303DLH потребность в периферийных устройствах редко, соединение также очень простое, магнитометр и акселерометр каждый имеют I2C автобус и процессор связи. В том случае, если клиент I / O интерфейс уровень 1,8 V, Vdd_dig_M, Vdd_IO_A и Vdd_I2C_Bus может быть подключен к 1,8 V источника питания, Vdd может использовать более 2,5 V источника питания; если клиент интерфейс уровень 2,6 V, в дополнение к Vdd_dig_M требования 1,8 V, другая может использоваться 2,6 V. Как указано выше, LSM303DLH должен установить/сбросить цепь для поддержания главного магнитного поля AMR. C1 и C2 для набора/сброса цепи внешнего подходящего конденсатора, из-за набора импульсов и импульсов сброса имеют определенные требования, рекомендуется, чтобы пользователи не произвольно модифицировали Размер C1 и C2.
Для достижения функции электронного компаса требуется Обнаружение магнитного поля трехосного магнитного датчика и трехосевого датчика ускорения. С помощью метологического процесса зрелости, STMicroelectronics ввела трехосевой магнитометр и трехосевой акселерометр, интегрированный в посылка в модуле датчика «Два в одном» LSM303DLH, удобный в использовании в короткие сроки для разработки недорогого, высокопроизводительного электронного компаса. В этой работе LSM303DLH в качестве примера обсудит принцип работы устройства, технические параметры и метод реализации электронного компаса.
1. ST интегрированный магнитометр и модуль датчика акселерометра LSM303DLH
1,1 Принцип работы магнитометра
В магнитометре LSM303DLH используется анизотропный магнитострикционный (анизотропный магнетостойкий) материал для обнаружения размера магнитной индукции в пространстве. Этот вид кристаллической структуры материала сплава очень чувствителен к внешнему магнитному полю, сила изменения магнитного поля приведет к изменениям собственного сопротивления AMR.
В процессе производства к AMR добавляется сильное магнитное поле для намагничивания в направлении для создания Главного магнитного домена, И ось, перпендикулярная основной магнитной области, называется чувствительной осью AMR, как показано на рисунке. Для того, чтобы сделать результаты измерений линейным образом, Металлические провода из материала AMR расположены под углом 45 °, и ток течет из этих проводов. Направление главного магнитного поля и тока, установленное начальным сильным магнитным полем на материале AMR, имеет угол 45 °.
Когда есть внешнее магнитное поле Ha, направление главного магнитного домена на AMR изменится, не запуская направление, и угол между магнитным полем и током изменится, как показано на рисунке. Для материалов AMR изменение угла приведет к изменениям собственного сопротивления AMR, И линейные отношения,
ST использует мост Wheatstone для обнаружения изменений сопротивления AMR. R1 / R2 / R3 / R4-это резисторы AMR с одинаковым исходным состоянием, но R1 / R2 и R3 / R4 имеют противоположные свойства намагниченности. При обнаружении внешнего магнитного поля сопротивление R1 / R2 увеличивает R и R3 / R4 уменьшается. Так что в отсутствие внешнего магнитного поля выход моста равен нулю; А во внешнем магнитном поле, когда выход моста является крошечным напряжением? V.
1,2 набор/схема сброса
Из-за влияния внешней среды направление главного магнитного поля на AMR в LSM303DLH не останется неизменным. LSM303DLH имеет встроенный/Сброс цепи, которая периодически генерирует импульсы тока через внутренние металлические катушки, чтобы восстановить начальную первичную магнитную область, как показано на рис. 8. Следует отметить, что набор импульсов и сброс импульса для получения эффекта одинаковые, но направление отличается.
Настройка/Сброс цепи к LSM303DLH приносит много преимуществ:
1) даже если помехи внешнего сильного магнитного поля, после распада помех LSM303DLH может вернуться к нормальной работе без необходимости повторного исправления пользователем.
2) точное измерение начального Направления Намагничивания даже в течение длительного периода времени не влияет на точность измерения из-за изменения температуры чипа или внутреннего шума.
3) Устраняет отклонение мостика из-за температурного дрейфа.
1,3 LSM303DLH эксплуатационных характеристик
LSM303DLH интегрированный трехосевой магнитометр и трехосевой акселерометр с использованием цифрового интерфейса. Магнитометр диапазон измерения от 1,3 Гаусс к 8,1 Гаусс разделена на 7 файлов, пользователь может свободно, чтобы сделать правильный выбор. И в пределах 20 гаусов окружающей среды магнитного поля может поддерживать последовательный эффект измерения и такую же чувствительность. Его разрешение может достигать 8 mgauss и внутреннее использование 12-разрядный ADC, чтобы обеспечить точное измерение магнитного поля. По сравнению с эффектом Холла магнитометра, низкое энергопотребление LSM303DLH, высокая точность, хорошая линейность и не требует компенсации температуры.
LSM303DLH имеет функцию автоматического обнаружения. Когда контрольный регистр A установлен, схема самопроверки внутри чипа генерирует сигнал возбуждения о размере магнитного поля и выхода. Пользователи могут выводить данные, чтобы определить, работает ли чип должным образом.
Как высокоинтегрированный модуль датчика, LSM303DLH интегрирует высокопроизводительный акселерометр в дополнение к магнитометру. Акселерометр, а также использует 12-разрядный ADC, может достигать 1 мг точность измерения. Акселерометр может работать в режиме низкой мощности и имеет функцию сна/пробуждения, которая может значительно снизить энергопотребление. В то же время, акселерометр также включает 6-axis Обнаружение направления, два программируемых прерываний интерфейсом.
Для портативных устройств энергопотребление устройства очень важно, напрямую влияет на время работы в режиме ожидания. LSM303DLH может управлять режимом электропитания магнитометра и акселерометра отдельно в режим сна или низкой мощности. И пользователь может регулировать частоту магнитометра и данных акселерометра для регулировки уровня энергопотребления. В магнитометр данных обновление частоты 7,5 Гц, акселерометр, данных обновление частоты 50 Гц, потребляемый ток составляет, как правило, 0.83mA. В режиме ожидания потребление тока составляет менее 3uA.
Ферромагнитного помех и калибровки
Электронный компас в основном вычисляет направление магнитного Северного полюса, обнаруживая наличие магнитного поля Земли. Тем не менее в связи с тем, что этот магнитного поля Земли в целом чехол только в том случае слабый 0,5 Гаусс и обычная динамики для мобильного телефона в тех случаях, когда 2 см от время находится в пределах 4 гаусса магнитного поля, двигатель мобильного телефона на расстоянии 2 см от времени будет около 6 гауссийских магнитных полей, Эта функция делает измерение магнитного поля Земли на поверхности электронного устройства восприимчивым к помехам от самого электронного устройства.
Помехи магнитного поля относятся к наличию магнитных веществ или могут повлиять на силу локального магнитного поля материала, так что расположение магнитного датчика, размещенного на магнитном поле Земли, отклонение. Как показано на рисунке. 11. В системе координат XYZ магнитного датчика зеленый круг представляет траекторию проекции вектора магнитного поля Земли в плоскости XY во время вращения оси z, И в отсутствие каких-либо внешних помех магнитного поля, будет стандартным круглым с о (0,0) как центр. При возникновении внешних помех магнитного поля измеренный вектор интенсивности магнитного поля будет векторной суммой магнитного поля Земли и магнитного поля помех. Название:
Обычно считается, что магнитное поле помех можно рассматривать как постоянный Вектор в этот момент. Есть много факторов, которые могут вызвать помехи магнитного поля, такие как размещение на электродвигателе и динамиках, а также железо и никель и другие металлические материалы, такие как щиты, винты, резисторы, ЖК-панель и корпус и так далее. Точно так же согласно законам Ампера ток через провод будет производить магнитное поле, как показано на рис. 12.
Для калибровки этих магнитных полей от помех печатной платы, основная работа рассчитывается путем расчета.
2,1 самолет метод калибровки
Для калибровки оси XY устройство, оснащенное магнитным датчиком, вращается в плоскости XY, что эквивалентно вращению земного вектора магнитного поля вокруг нормалов O (x, y) перпендикулярно плоскости XY, И красный круг-это траектория вектора магнитного поля, проецируемого в плоскости XY во время вращения. (Xmax + Xmin) / 2, (Ymax + Ymin) / 2). Такое же вращение устройства в плоскости XZ дает окружность траектории магнитного поля Земли на плоскости XZ, которые могут быть получены в трех измерениях пространства в магнитном поле помех Вектора (x, y, z).
2,2 трехмерный метод калибровки 8 слов
В общем, когда датчик с устройством в воздухе во всех направлениях вращения, измеренное значение состава пространственной геометрии на самом деле является шариком, все точки выборки находятся на поверхности шара, как показано на рис. 13, Это похоже на круг, полученный в двухмерной проекции в плоскости.
В этот чехол, центр обратили на нас внимание! O (x, y, z), то есть размер и направление постоянного магнитного поля помех, может быть получен путем достаточно образец очков. Формула выглядит следующим образом:
Метод калибровки 8 слов требует, чтобы пользователь использовал устройство для калибровки, чтобы сделать 8 слов встряхивание в воздухе, в принципе, как можно больше, чтобы позволить нормальным устройствам указывать на все 8 Квадратов в пространстве.
2,2 отверстий, десятичная система метод калибровки
Кроме того, после 10-гранная калибровки метод также может быть использован для калибровки целей.
3. Компенсация наклона и расчет отклонения
После калибровки электронный компас обычно используется в горизонтальной плоскости. Но чаще всего телефон не должен поддерживать уровень, как правило, горизонтальная плоскость имеет угол. Этот угол влияет на точность угла поворота, потребность в компенсации наклона датчика ускорения.
Для объекта в осанке воздуха, навигационная система уже давно определена, как показано на рис. 17, Android также использовал это определение. Шаг () определяется как угол между осью x и горизонтальной плоскостью, и направление Положительное; Рулон () определяется как угол между осью y и горизонтальной плоскостью. Ошибка угла заголовка, вызванная углом наклона, показана на рис. Видно, что угол наклона 10 градусов в направлении оси x может привести к ошибке угла поворота 7-8 градусов.
Наклон телефона в воздухе через 3-осевой датчик: Датчик ускорения для обнаружения три вала ускорения компоненты, а затем через формула 2 может рассчитать шаг-н-ролл.
В популярном в настоящее время телефоне android многие оснащены функцией компаса. Для того, чтобы достичь этой функции, нужно только иметь ST предоставленный модуль датчика два в одном LSM303DLH.