Datasensor MPU-6050

Это подробное описание и технические характеристики датчика MPU-6050, а также список его парт-номеров (Part Numbers) и совместимых моделей.

1. Общее описание (Datasheet Summary)

MPU-6050 — это интегральный микроэлектромеханический (MEMS) модуль, производимый компанией InvenSense (ныне TDK). Он объединяет в одном корпусе два ключевых датчика инерциальной навигации:

1. 3-осевой гироскоп (измеряет угловую скорость / вращение).
2. 3-осевой акселерометр (измеряет линейное ускорение / наклон).

Уникальной особенностью модуля является наличие встроенного цифрового процессора движения (DMP — Digital Motion Processor). Эта возможность позволяет обрабатывать данные (объединение данных с гироскопа в углы Эйлера или кватернионы — алгоритм Sensor Fusion), разгружая основной микроконтроллер (МК).

Важно: Модуль не содержит встроенного магнитометра (компаса). Внешний адрес, используемый для магнитометра, зарезервирован и может конфликтовать с другими датчиками.

2. Технические характеристики

Питание и интерфейс

• Напряжение питания (логика): 2.375В – 3.46В (типичное 3.3В). Использование 5В приводит к выходу из строя. На большинстве Breakout-плат (GY-521) стоит линейный стабилизатор и сдвигатель уровня для 5В.
• Потребляемый ток: 3.4 – 3.9 мА (в зависимости от режимов).
• Интерфейс связи: I²C (допускается режим Standard и Fast Mode до 400кГц).
• Адрес I²C датчика: 0x68 (по умолчанию, если вывод AD0 = 0/LOW). При AD0 = 1/HIGH становится 0x69.

Гироскоп (Гироскоп)

• Диапазоны (FS_SEL): ±250 °/с, ±500 °/с, ±1000 °/с, ±2000 °/с (настраивается программно).
• Чувствительность: От 250/8192 до 65536 LSB/(°/с).
• Несовершенство Bias (нулевой сигнал): <1 °/с (в некоторых режимах).
• Пропускная способность ADC: 17.9 Гц – 1000 Гц.
• Джиттер/шум: низкий (AD采样 с низким шумом).

Акселерометр (Accelerometer)

• Диапазоны (AFS_SEL): ±2 g, ±4 g, ±8 g, ±16 g (настраивается программно).
• Чувствительность: 16384 LSB/g на ±2g; 2048 LSB/g на ±16g.
• Сброс/Start-up дрожание: 0 г сдвиг <10 млg (лдв.).

Дополнительно

• DMP (Digital Motion Processor): Позволяет выполнять:
  • Объединение данных гироскопа.
  • Устранение сдвига битов (auto-calibrate bias removal).
  • Калибровку инструментом (on-chip).
  • Форматно-ориентированный алгоритм Sensor Fusion.
• Входной PIN для внешнего магнитометра: Модуль через свой I²C (AUX I²C Master mode) может считывать датчик компаса (например, AK8975, MAG3110) и выдавать объединённые данные по единому протоколу.
• Кристаллизант / On-chip Temp: Встроенный цифровой датчик температуры.

3. Парт-номер (Part Number / Order Code)

Единый внутренний код самой микросхемы:

MPU-6050 ( InvenSense / TDK)

Варианты серий и маркировки:

• MPU-6000 (одна и та же микросхема, но использует интерфейс SPI вместо I²C).
• MPU-6050 – основные для I²C-применений. Части нет в керамической упаковке (Chad).
• Internal code: ICM-206XX?
  • Примечание: В электротеме распространена микросхема присаженная на breakout (модуль) GY-521 — это правильное название старого модуля. Сама микросхема на нём является MPU-6050 (QFN Package).

4. Совместимые модели (Compliance & Compatible Parts)

Аналоги по функциональности и контактам (Pin-to-pin или почти):

• MPU-9250 — доработан. (Содержит собственный встроенный 3D-компас магнитометр AK-чикас.) Не 100% P2P. Arduпустойчив. Большинство кода подходит.
• MPU-9255 — потомок 9250.
• MPU-6056 – странствиал эксклюзи- серия.
• BMI160 (Бош) – другая парадигма (ряд близких: установных задач).
• LSM6DS3 / LSM6DSL (STMicro) – другой DIL / каст пин. Важно для совместимости ПО (бибов).
• ICM-20648 / ICM-20689 (InvenSense). GPSP совместим. Используют тот же I²C код для DMP (билья при флаге новых сериях потребляет меньше энергенном).
  • Важны для коммерческих модулей: InvenSense MPU-6050 находится на EOL? Нет, MPU-6050 всё ещё не Энд-оЕРачен, это один из most- продавановских MEMS дценарий в мире компаний.

Breakout moddi: GY-8050, GY-291

Сравнимые компактные компаньоны (не прямые чипы, но под подтяжг):

• ADXL345 – Accel с I²C/SPI отдельноc гиром на носу - только один Гироск. Используют другой проток реализации функции "имитация MPU" в вакууме (но не рекомомер атся).
• MTI-1 series (микро) — хорошо, только с дорогити элатом без DMD похожи. Функции Fusion S.

Внимание по замене: Полная кодва обратной совместимости обычно не ожидается для MPU_6050 из 100.