سنسور موشن ترکینگ ICM20689
ICM-20689 یک دستگاه 6 محوره MotionTracking است که ترکیبی از یک ژیروسکوپ 3 محوره، شتاب سنج 3 محوره، و یک پردازشگر حرکتی دیجیتال ™ (DMP)در پکیج سایزsmall 4×4×0.9 میلی متر (24-پین QFN) می باشد.
ICM-20689 شامل ADC 16 بیتی روی تراشه، فیلترهای دیجیتال قابل برنامه ریزی، سنسور دمای نهفته، وقفه های قابل برنامه ریزی است و از طریق پورت های ارتباطی I2C و SPI پرسرعت با فرکانس 8 مگاهرتز میتوان با این سنسور ارتباط برقرار کرد.
از دیگر ویژگی‌های این سنسور میتوان به وجود یک ژیروسکوپ قابل برنامه ریزی با FSR ±250dps، ±500dps ، ±1000dps و±2000dps و یک شتاب سنج قابل برنامه ریزی با FSR ±2g، ±4g، ±8g و ±16g اشاره کرد.
همچنین بافر FIFO 4K_byte موجود در این سنسور، پردازنده را قادر میسازد تا داده‌ها را پشت سر هم بخواند.
این سنسور در کاربردهایی نظیر تلفن همراه و تبلت، هواپیماهای بدون سرنشین، کنترلرهای بازی‌های مبتنی بر حرکت، کنترل از راه دور سه بعدی برای DTVهای متصل به اینترنت و ست تاپ باکس، سنسورهای پوشیدنی برای سلامتی، تناسب اندام و ورزش قابل استفاده میباشد.
مشخصات فنی سنسور
- • Number of Axis: 6-Axis
• Output type: Digital-I2C or SPI
• Accelerometer FSR: ±2, ±4, ±8, ±16(g)
• Accelerometer Sensitivity SF: 16384, 2048 (LSB/g), 4096, 8192
• Gyroscope FSR: ±250, ±500, ±1000, ±2000(dps)
• Gyroscope Sensitivity SF: 131, 16.4 (LSB/dps), 32.8, 65.5
• Acc. & Gyro ADC: 16 Bit
کاربردها
- Mobile phones and tablets
- Drones
- Motion-based game controllers
- 3D remote controls for Internet connected DTVs and
- set top boxes, 3D mice
- Wearable sensors for health, fitness and sports.
ماژول ژیروسکوپ و شتاب‌سنج Gebra ICM20689
- با توجه به اینکه دسترسی به پایه‌های سنسور دشوار است، کاربران برای توسعه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری این سنسور به یک برد ابتدایی (starter board) و درایور نیاز دارند. برای راحتی کاربران، GebraMS برد ماژول ژیروسکوپ و شتاب‌سنج Gebra ICM20689 را طراحی کرده است. کاربران می‌توانند به کمک این برد، به مهم‌ترین پایه‌های سنسور به‌راحتی دسترسی پیدا کنند.
- کافی است برد ماژول ژیروسکوپ و شتاب‌سنج Gebra ICM20689 را روی برد (Breadboard) قرار دهید و سپس با یکی از بردهای Arduino، Raspberry Pi یا Discovery و با اعمال ولتاژ مناسب، آن را راه‌اندازی کنید.
- ما به‌ویژه استفاده از Gebra STM32F303 را توصیه میکنیم؛ چرا که این برد دارای رگولاتور داخلی ۳.۳ ولت است و ترتیب پایه‌های آن با تمامی ماژول‌های Gebra هماهنگ است (استاندارد GEBRABUS)، بنابراین می‌توانید برد ماژول ژیروسکوپ و شتاب‌سنج Gebra ICM20689 را مستقیماً به سوکت مربوطه متصل کرده و بدون نیاز به سیم‌کشی، برنامه‌نویسی را آغاز کنید.
ویژگی‌های ماژولGebraBit ICM20689
- User-selectable module power supply voltage between 1V8 and 3V3
- User-selectable module I/O logic voltage between 1V8 and 3V3
- User-selectable interface protocol (I2C or SPI)
- User-selectable I2C address (AD0)
- Access to all data pins of the sensor
- On Board, ON/OFF LED indicator
- Pin Compatible with GEBRABUS
- It can be used as a daughter board of GebraBit MCU Modules
- Featuring Castellated pad (Assembled as SMD Part)
- Separatable screw parts to reduce the size of the board
- Package: GebraBit small (36.29mm x 32.72mm)
پین های ماژول
پین های تغذیه
- 3V3 : این پین می تواند با توجه به وضعیت Jumper Selector های VDDSEL و VDIOSEL ،تغذیه اصلی سنسور و سطح منطق(Logic Level) ارتباط دییجیتال(I2C یا SPI) سنسور را تامین کند.
- 1V8 : این پین می تواند با توجه به وضعیت Jumper Selector های VDDSEL و VDIOSEL ،تغذیه اصلی سنسور و سطح منطق(Logic Level) ارتباط دییجیتال(I2C یا SPI) سنسور را تامین کند.
- GND : این پین زمین مشترک برای تغذیه و سطح منطق(Logic Level) سنسور می باشد.
پین های I2C
با استفاده از Jumper Selector های تعبیه شده روی برد می توان نوع ارتباط با ماژول را انتخاب کرد.در صورتی که مقاومتهای 0R تمام Jumper Selector ها به سمت چپ باشد،پروتکل I2C اتنخاب شده است.وضعیت جامپر AD0 SEL آدرس I2C سنسور ( 0x68 یا 0x69 ) را مشخص می کند.
- SDA : این پین، پین دیتای ارتباط I2C می باشد، که به پین دیتای متناظر در میکروکنترلر(پردازنده) ، متصل می شود.با توجه به وضعیت جامپر VDIOSEL ،می توانید از سطح منطق(Logic Level) با ولتاژ 1V8 یا 3V3 استفاده کنید.این پین با یک مقاومت 10K پول آپ (Pull Up) شده است.
- SCL : این پین، پین کلاک ارتباط I2C می باشد، که به پین کلاک متناظر در میکروکنترلر(پردازنده) ، متصل می شود.با توجه به وضعیت جامپر VDIOSEL ،می توانید از سطح منطق(Logic Level) با ولتاژ 1V8 یا 3V3 استفاده کنید.این پین با یک مقاومت 10K پول آپ (Pull Up) شده است.
پین های SPI
با استفاده از Jumper Selector های تعبیه شده روی برد می توان نوع ارتباط با ماژول را انتخاب کرد.در صورتی که مقاومتهای 0R تمام Jumper Selector ها به سمت راست باشد،پروتکل SPI اتنخاب شده است.وضعیت جامپر AD0 SEL در این حالت بی تاثیر است.
- SDI(MOSI) : از این پین، برای ارسال دیتا از میکروکنترلر(پردازنده) به ماژول(سنسور) استفاده میشود.نام اختصاری این پین برگرفته از عبارت لاتین Serial Data In / Microcontroller Out Sensor In می باشد.
- SDO(MISO) : از این پین، برای ارسال دیتا از ماژول(سنسور) به میکروکنترلر(پردازنده) استفاده میشود.نام اختصاری این پین برگرفته از عبارت لاتین Serial Data Out / Microcontroller In Sensor Out می باشد.
- SCK : این پین، پین کلاک برای ارتباط SPI بوده که از نوع ورودی (Input) برای سنسور محسوب و به پین کلاک متناظر در میکروکنترلر(پردازنده) ، متصل می شود.
- CS : این پین، پین Chip Select برای ارتباط SPI با ماژول(سنسور) می باشد، که با اعمال ولتاژ LOW (0V) ،ماژول(سنسور) برای ارتباط SPI انتخاب می شود.این پین از نوع ورودی (Input) برای سنسور محسوب می شود.
در صورتی که می خواهید از چندین ماژول GebraBit ICM20689به صورت همزمان استفاده کنید، کافیست پین های SDO , SDI , SCK همه انها و میکرکنترلر(پردازنده) را به هم متصل کرده و به CS هر کدام، یک پین منحصر به فرد اختصاص دهید.
دیگر پین ها
- INT1 و INT2 : پین‌های Interrupt (وقفه) سنسور ICM20689 بوده که با توجه به دیتاشیت سنسور، کاربر می تواند شرایط وقوع وقفه،حالات و روش های وقوع وقفه و … را تنظیم کند.
- FSY(FSYNC) : برای همگام سازی (Synchronization) سنسور با یک منبع خارجی ، از این پین استفاده میشود.برای اطلاعات بیشتر دیتاشیت سنسور مطالعه شود.به صورت پیش فرض این پین با مقاومت R3 به زمین متصل شده است.جهت استفاده از پین، مقاومت R3 باید از ماژول ، جدا (دمونتاژ) گردد.
معرفی بخش های ماژول
سنسور ICM20689
ای سی اصلی این ماژول بوده که در مرکز ماژول قرار گرفته و مدار ان طراحی شده است.
جامپرهای انتخاب پروتکل ارتباطی
در صورتی که مقاومتهای 0R تمام Jumper Selector ها به سمت چپ باشد،پروتکل I2C اتنخاب شده است.
در صورتی که مقاومتهای 0R تمام Jumper Selector ها به سمت راست باشد،پروتکل SPI اتنخاب شده است.
به صورت پیش فرض نیز پروتکل I2C انتخاب شده است.
جامپرAD0 SEL
در صورت انتخاب پروتکل I2C ،وضعیت جامپر AD0 SEL آدرس I2C سنسور ( 0x68=>0, 0x69=>1) را مشخص می کند.
به صورت پیش فرض مقاومت 0R روی 0 قرار داشته و آدرس 0x68 انتخاب شده است.
جامپرVDIO SEL
با توجه به وضعیت مقاومت 0R این جامپر ، سطح منطق (Logic Level) ارتباط دیجیتال(I2C یا SPI) سنسور از بین 1V8 و 3V3 انتخاب می شود.
به صورت پیش فرض سطح منطق (Logic Level) ارتباط دیجیتال(I2C یا SPI) سنسور 3V3 انتخاب شده است.
جامپرVDD SEL
با توجه به وضعیت مقاومت 0R این جامپر ، ولتاژ اصلی تغذیه سنسور از بین 1V8 و 3V3 انتخاب میشود
به صورت پیش فرض ولتاژ اصلی تغذیه سنسور 3V3 انتخاب شده است.
تغذیه LED
با توجه به وضعیت جامپر VDD SEL و اعمال ولتاژ به ماژول توسط پین مربوطه، LED ماژول روشن می شود.
اتصال به پردازنده
اتصال I2C با GebraBit STM32F303
ابتدا اطمینان حاصل کنید که پروتکل I2C با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب شده است، سپس برای اتصال I2C ماژول GebraBit ICM20689 به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 بعد از تعریف کردن SDA و SCL رو پین های PB9 و PB8 (برای راحتی کار در STMCUBEMX)مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین 3V3 ماژول ICM20689 را به پین 3V3 خروجی ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین GND ماژول ICM20689 را به پین GND ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین SCL ماژول ICM20689 را به پین PB8 ماژول میکروکنترلر (SCL) متصل کنید.(سیم آبی)
- پین SDA ماژول ICM20689 را به پین PB9 ماژول میکروکنترلر (SDA) متصل کنید.(سیم زرد)
توجه: با توجه به اینکه پین PA14 ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 برای پروگرام کردن میکروکنترلر استفاده میشود،تنظیم I2C بر روی پین های PA14 و PA15 در این ورژن مقدور نمی باشد،لذا در اتصال I2C به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 در این ورژن ، ماژول GebraBit ICM20689 نمی تواند به صورت Pin to Pin بر روی آن قرار گیرد.برای راحتی کار می توانید پروتکل SPI را با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب کرده و سپس ماژول GebraBit ICM20689 را به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit STM32F303 قرار دهید.
اتصال SPI با GebraBit STM32F303
ابتدا اطمینان حاصل کنید که پروتکل SPI با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب شده است، سپس برای اتصال SPI ماژول GebraBit ICM20689 به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 بعد از تعریف کردن SDI و SDO و SCK و CS رو پین های PB5 و PB4 و PB3 و PC13 (برای راحتی کار در STMCUBEMX) ماژول GebraBit ICM20689 را به صورت Pin to Pin به راحتی بر روی ماژول GebraBit STM32F303 قرار دهید.
اتصال SPI یا I2C با GebraBit ATMEGA32A
با توجه به اینکه پین های SPI و I2C میکروکنترلر ATMEGA32A بر اساس استاندارد GEBRABUS متناظر با پین های SPI و I2C دیگر ماژول های GEBRABIT می باشد، ماژول GebraBit ICM20689 را به صورت Pin to Pin به راحتی بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و با تغییر وضعیت مقاومت های جامپر انتخاب پروتکل، با ماژول GebraBit ICM20689 از طریق SPI یا I2C ارتباط برقرار کنید.
I2C Connection
SPI Connection
توجه: در صورت استفاده از ماژول‌های میکروکنترلری GebraBit توجه داشته باشید که جامپر سلکتورهای تغذیه ماژول GebraBit ICM20689 روی 3V3 باشد تا راحت تر بتوانید ولتاژ3V3 را از ماژول میکروکنترلری گرفته و ماژول را فعال کنید.
اتصال I2C با ARDUINO UNO
ابتدا اطمینان حاصل کنید که پروتکل I2C با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب شده است، سپس برای اتصال I2C ماژول GebraBit ICM20689 به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین 3V3 ماژول ICM20689 را به پین 3V3 خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین GND ماژول ICM20689 را به پین GND برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین SCL ماژول ICM20689 را به پین A5 برد ARDUINO UNOمتصل کنید.(سیم آبی)
- پین SDA ماژول ICM20689 را به پین A4 برد ARDUINO UNOمتصل کنید.(سیم نارنجی)
اتصال SPI با ARDUINO UNO
ابتدا اطمینان حاصل کنید که پروتکل SPI با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب شده است، سپس برای اتصال SPI ماژول GebraBit ICM20689 به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین 3V3 ماژول ICM20689 را به پین 3V3 خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین GND ماژول ICM20689 را به پین GND برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین SDI ماژول ICM20689 را به پین D11 برد ARDUINO UNOمتصل کنید.(سیم زرد)
- پین SDO ماژول ICM20689 را به پین D12 برد ARDUINO UNOمتصل کنید.(سیم بنفش)
- پین SCK ماژول ICM20689 را به پین D13 برد ARDUINO UNOمتصل کنید.(سیم نارنجی)
- پین CS ماژول ICM20689 را به پین D10 برد ARDUINO UNOمتصل کنید.(سیم آبی)
