TDK InvenSense MPU-6050姿態傳感器/陀螺儀

型號和類型

TDK InvenSense MPU-6050是一種廣泛應用于各種電子設備中的姿態傳感器和陀螺儀。作為六軸運動追蹤設備，它集成了三軸陀螺儀和三軸加速度計。這種集成解決方案使其在消費電子、工業自動化、醫療設備、機器人技術等多個領域得到了廣泛應用。

MPU-6050屬于InvenSense的MPU系列傳感器產品，該系列還包括MPU-6000、MPU-6500、MPU-9250等型號。MPU-6050以其高性能和多功能性成為該系列的代表型號之一。

廠商名稱：TDK InvenSense

元件分類：姿態傳感器/陀螺儀

中文描述： MEMS模塊，MotionTracking系列，三軸陀螺儀/加速度計，±16g，2.375 V至3.46 V，QFN-24

英文描述： Inertial Measurement Units 6-Axis MEMS MotionTracking Device with DMP

數據手冊：http://www.tongliao8.com/data/k03-24334111-MPU-6050.html

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MPU-6050概述

MPU-6050融合了InvenSense's MotionFusion和運行時校準固件，消除了生產商昂貴復雜的選擇，資格認證，以及在運動啟動產品中分立器件系統水平集成的工作，并保證為消費者提供最佳的傳感器融合算法和校正程序.MPU-6050在同一芯片包含一個3軸陀螺儀和一個三軸加速度計，同板載數字運動處理器(DMP)一同焊接，可處理復雜的9軸MotionFusion算法.這一集成的9軸MotionFusion算法可通過一個輔助主控I2C總線連接外部磁力計或其它傳感器，使設備獲取一整套傳感器數據，避免來自系統處理器的干擾.

用戶可編程數字濾波器，用于陀螺儀，加速度計和溫度傳感器

數字輸出溫度傳感器

片上數字運動處理器(DMP)驅動9軸MotionFusion

輔助主控I2C總線用于從外部傳感器讀取數據

加速計和陀螺儀的軸之間的最小交叉軸靈敏度

MEMS機構氣密密封，并粘貼至晶圓級

耐沖擊10，000g

400kHz快速模式I2C用于同所有寄存器通訊

應用

消費電子產品，傳感與儀器，自動化與過程控制，系統監控，機器人

MPU-6050中文參數

制造商:TDK

產品種類:姿態傳感器/陀螺儀

安裝風格:SMD/SMT

封裝/箱體:QFN-24

傳感器類型:6-axis

接口類型:I2C

輸出類型:Digital

加速:10000 g

靈敏度:16384 LSB/g

最小工作溫度:-40 C

最大工作溫度:+105 C

電源電壓-最小:2.375 V

電源電壓-最大:3.46 V

商標:TDK InvenSense

濕度敏感性:Yes

傳感軸:X，Y，Z

MPU-6050引腳圖

工作原理

MPU-6050的核心是微機電系統（MEMS）技術。該傳感器的工作原理主要涉及以下幾個方面：

1. 三軸加速度計：

• 該模塊通過檢測物體沿三個正交軸（X、Y、Z軸）的加速度來測量線性運動。利用壓電效應或電容變化原理，當加速度作用于內部的敏感元件時，會產生相應的電信號。這些信號經過處理后，可以提供物體的加速度數據。

2. 三軸陀螺儀：

• 陀螺儀部分檢測角速度，同樣沿三個正交軸進行測量。利用科里奧利效應，當傳感器旋轉時，內部的微結構會產生慣性力，導致電容變化或壓電電荷變化。這種變化被轉換成電信號，從而測量出旋轉角速度。

3. 數字運動處理器（DMP）：

• MPU-6050內部集成了DMP，能夠對原始傳感器數據進行實時處理和融合，提供高精度的姿態和運動數據。這使得設備能夠進行復雜的運動追蹤和姿態檢測，而無需大量外部計算資源。

特點

MPU-6050具有以下顯著特點：

1. 高集成度：

• 將三軸陀螺儀和三軸加速度計集成在一個芯片中，節省了空間并簡化了系統設計。

2. 高精度和低噪聲：

• 采用先進的MEMS制造技術，具有高精度、低噪聲的特點，使其適用于高要求的運動檢測應用。

3. 內置DMP：

• 內置的數字運動處理器（DMP）能夠實時處理傳感器數據，減輕主處理器的負擔，提高系統效率。

4. 可編程中斷功能：

• 支持多種中斷源和配置選項，方便開發者根據應用需求進行定制。

5. 低功耗設計：

• 具有多種省電模式，可根據應用場景調整功耗，延長電池壽命。

6. 易于集成：

• 支持I2C和SPI通信接口，兼容性強，易于集成到各種系統中。

應用

MPU-6050因其優異的性能和多功能性，在以下領域有廣泛應用：

1. 消費電子：

• 智能手機和平板電腦：用于屏幕自動旋轉、游戲控制和手勢識別等功能。

• 可穿戴設備：如智能手表和健身追蹤器，用于運動檢測和健康監測。

2. 無人機和機器人：

• 姿態控制和導航：提供穩定的姿態數據，幫助無人機和機器人實現平穩飛行和自主導航。

3. 虛擬現實和增強現實：

• 運動追蹤：在VR/AR設備中用于頭部和手部的精確運動捕捉，提高用戶體驗。

4. 工業自動化：

• 設備監控和控制：在工業設備中用于振動監測和故障檢測，提升設備運行可靠性。

5. 醫療設備：

• 體感設備和康復訓練：幫助患者進行康復訓練，監測運動狀態和進度。

參數

MPU-6050的主要技術參數如下：

1. 陀螺儀：

• 測量范圍：±250, ±500, ±1000, ±2000 °/s

• 靈敏度：約131 LSB/°/s（±250 °/s范圍）

• 噪聲密度：約0.005 °/s/√Hz

2. 加速度計：

• 測量范圍：±2g, ±4g, ±8g, ±16g

• 靈敏度：約16384 LSB/g（±2g范圍）

• 噪聲密度：約300 μg/√Hz

3. 電源電壓：

• 工作電壓范圍：2.375V - 3.46V

• I/O電壓范圍：1.71V - 3.46V

4. 功耗：

• 陀螺儀：約3.6 mA

• 加速度計：約500 μA

• 睡眠模式：約5 μA

5. 通信接口：

• 支持I2C和SPI接口

• I2C速率：最高400 kHz

• SPI速率：最高20 MHz

6. 工作溫度：

• -40°C至+85°C

小結

TDK InvenSense MPU-6050是一款功能強大、應用廣泛的姿態傳感器和陀螺儀。其高集成度、高精度、低功耗和易于集成的特點，使其在消費電子、無人機、工業自動化、醫療設備等多個領域得到了廣泛應用。無論是在智能設備中的運動檢測，還是在工業設備中的振動監測，MPU-6050都展現出了卓越的性能和可靠性。