本项目采用STM32F405RGT6作为核心控制单元,并配备了专业级别的六轴传感器ICM-42688-P,该传感器集成了3轴陀螺仪与3轴加速度计,并辅以高精度地磁计LIS2MDLTR。通过融合六轴传感器数据与地磁计数据,实现了对角度的精确测量。并通过SD卡实时保存数据。
1、飞行器导航。2、车辆稳定性控制。3、运动追踪设备。4、导航和定位。5、地质勘探。6、磁场测量。7、智能家居。
一、产品简介
在本项目中,我们选用了STM32F405RGT6微控制器作为核心处理单元,这款微控制器具备高性能的处理能力和丰富的外设接口,能够满足复杂控制任务的需求。传感器数据通过SD卡实时记录保存。为了实现高精度的运动检测和角度测量,我们特别配备了先进的六轴传感器ICM-42688-P。这款传感器内部集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计,能够分别测量物体在空间中的角速度和线性加速度,从而提供全面的运动数据。
此外,为了进一步提高角度测量的精度,我们还加入了高精度的地磁计LIS2MDLTR。地磁计能够测量地球磁场的强度和方向,通过与六轴传感器数据的融合,可以更准确地确定设备在空间中的绝对方向。这种融合算法能够有效地消除误差,提高系统的稳定性和可靠性。
通过这种综合传感器数据处理方法,我们能够实现对设备角度的精确测量,无论是在静态环境下还是在动态运动中。这种高精度的角度测量技术在许多领域都有广泛的应用,例如机器人导航、无人机控制、虚拟现实设备以及各种运动监测系统。通过精心设计的硬件选择和算法优化,我们确保了系统的高性能和高可靠性,为用户提供了稳定可靠的测量结果。
二、应用场景
1. 飞行器导航:陀螺仪用于飞机、无人机、火箭等飞行器的姿态控制和导航。
2. 车辆稳定性控制:在汽车、自行车、电动滑板车等交通工具中,陀螺仪帮助维持平衡和稳定。
3. 虚拟现实和增强现实:陀螺仪用于跟踪头部运动,实现沉浸式体验。
4. 运动追踪设备:例如智能手环、运动手表等,用于记录步数、跑步轨迹等。
5. 工业自动化:用于机器人、工业设备的姿态控制和定位。
6. 导航和定位:地磁计可以测量地球的磁场,用于确定设备的方向和位置信息。在智能手机、导航系统、地图应用中广泛应用。
7. 智能家居:地磁计用于门窗传感器、防盗系统等,检测门窗的开关状态。
8. 地质勘探:地磁计用于测量地球磁场变化,帮助勘探地下矿产、油气等资源。
9. 磁场测量:地磁计在科学研究、地球物理勘探等领域中用于测量磁场强度和方向。
三、产品概述
· 微控制器方面,我们采用了STM32F405RGT6,这是一款内置了高性能ARM Cortex-M4核心的微控制器,以其卓越的运算能力和高效的性能而闻名。
· 在传感器方面,专业级别的六轴传感器ICM-42688-P,该传感器集成了3轴陀螺仪与3轴加速度计,高精度地磁计LIS2MDLTR。
四、产品参数
1、输入电压:支持单节锂电池4.2V供电,确保供电灵活稳定。
2、PCB板规格:尺寸为30mm*30mm的优质四面板,布局合理,性能卓越。
3、核心处理器:搭载STM32F405RGT6高性能微控制器,主频高达168MHz,处理速度迅猛,满足复杂任务需求。
4、六轴传感器:ICM-42688-P。
- 陀螺仪满量程范围 (FSR): ±15.625/31.25/62.5/125/250/500/1000/2000 dps
- 陀螺仪灵敏度误差: ±0.5%
- 陀螺仪噪声: 0.0028 dps/√Hz
- 加速度计满量程范围 (FSR): ±2/4/8/16 g
- 加速度计灵敏度误差: ±0.5%
- 加速度计噪声: 70 μg/√Hz
- 电源电压 (VDD): 1.71V 至 3.6V
- I/O 电源电压 (VDDIO): 1.71V 至 3.6V
- 数字输出接口: 支持 I3C、I²C 和 SPI,目前程序采用SPI的方式通信
- 工作温度范围: -40°C 至 85°C
- 封装尺寸: 2.5mm x 3.0mm x 0.91mm
5、地磁传感器:LIS2MDLTR。
- 磁场动态范围: ±50 高斯
- 数据输出: 16 位
- 接口: 支持 SPI 和 I²C,目前程序采用I²C的方式通信
- 电源电压: 1.71V 至 3.6V
- 工作温度范围: -40°C 至 85°C
- 封装尺寸: LGA-12 (2mm x 2mm x 0.7mm)
- 功耗: 超低功耗设计
6、数据输出:调试串口1打印和SD卡保存
正面简介图
反面简介图
五、使用说明
1、插上接上锂电池,打开电源开关就可以正常工作了,蓝色指示灯会间隔2秒闪烁,说明程序正在运行;
2、接上串口1,打开串口助手,模块会定时打印角度信息;
3、翻转模块,三轴的角度会对应变化;
六、备注说明
a、附件包含如下:
1、模块源代码
2、焊接辅助工具
3、匹配bom缺少几个元器件,复刻需使用附件的完整bom文件(底面物料可直接在立创商城上搜索对应编码)
b、代码下载方式:
本模块需要配合软件使用,附件中提供源码,可供二次开发,增加功能等;
本模块使用Keil5软件编译、Jlink方式烧录;
c、项目成本:
得益于嘉立创免费的四层板优惠活动,预计整个模块价格在35人民币左右,MCU价格15块人民币,ICM-42688-P价格10块人民币,LIS2MDLTR价格4块人民币;
d、注意事项:
1、注意电池的正反极别接错了;
2、上电会初始化SD卡,如果未接SD卡,会卡死在SD卡初始化;
3、角度测量提供多种算法,可以调用不同的函数测试,默认的函数会检查加速度变化才会更新角度;
七、测试视频
1、接上锂电池供电,打开电源开关,蓝色指示灯会间隔2秒闪烁,说明程序正在运行;
2、接上串口1,打开串口助手,模块会定时打印角度信息;
3、翻转模块,三轴的角度会对应变化;
4、使用读卡器可以读取sd卡保存的信息,如视频所示;
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