10 DOF IMU Sensor (C)
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说明
产品特性
| 驱动芯片 | MPU9250 (3轴加速度、 3轴陀螺仪 3轴罗盘) |
内置16-BitAD转换器 陀螺仪量程：±250、±500、 ±1000、±2000°/秒 加速度量程：±2、±4、±8、±16g 罗盘量程：±4800uT |
| BMP280(气压计) | 内置温度传感器，可进行温度补偿 量程：300~1100hPa(海拔高度：+9000m~-500m) 精度(700hPa~900hPa,25°C~40°C)：±0.12hPa(±1m) | |
| 工作电压 | 3.3V，5V | |
| 支持接口 | I2C | |
| 外形尺寸 | 31.2mm*17mm | |
| 表1. 产品特性 | ||
主要用途
- 四轴飞行器；
- 运动功能游戏控制器；
- 室内惯性导航；
- 平衡机器人；
- 高度计；
- 工业测量仪表；
接口说明
| 引脚号 | 标识 | 描述 |
| 1 | VCC | 3.3V或5V电源 |
| 2 | GND | 电源地 |
| 3 | SDA | I2C数据线 |
| 4 | SCL | I2C时钟线 |
| 5 | INT | MPU9250数字中断输出 |
| 6 | FSYNC | MPU9250帧同步信号 |
| 表2. 接口说明 | ||
操作与现象
下面，以接入微雪电子的STM32开发板为例，演示10 DOF IMU Sensor模块的实验效果。
① 将配套程序下载到相应的开发板中。
② 将串口线和模块接入开发板,把10 DOF IMU Sensor模块插在开发板的I2C-2接口上，并注意模块引脚与I2C-2接口必须对应起来，FSYNC引脚悬空。
-_(1).jpg) 图 1. 10 DOF IMU Sensor模块接线图 |
③ 串口配置如表 3. 串口配置 所示：
| 波特率 | 115200 |
| 数据位 | 8 |
| 停止位 | 1 |
| 奇偶校验 | 无 |
| 表 3. 串口配置 | |
④ 10 DOF IMU Sensor在上电之后会首先进行磁校准，才能输出正确的数据。具体步骤如下：
A. 10 DOF IMU Sensor 放置于水平位置并静止不动，当串口终端接收到稳定数据后，按下JOYSTICK键，此时LED1闪烁，LED2和LED3熄灭。
B. 10 DOF IMU Sensor放置于水平位置绕Z轴旋转180°,当串口终端接收到稳定数据后，按下JOYSTICK键，此时LED2闪烁，LED1和LED3熄灭。
C. 倒置10 DOF IMU Sensor，即保持10 DOF IMU Sensor背面向上，正面向下，当串口终端接收到稳定数据后，按下JOYSTICK键，此时LED3常亮，指示磁力校准完成，LED1和LED2熄灭。
D. 通过将10 DOF IMU Sensor放置于水平位置绕Z轴旋转180°，记录并对比旋转前后串口终端接收到的磁数据，如果大小相等，方向相反，则磁校准成功，否则失败。
⑤ 校准成功后，分别输出如下数据：
-_(2).jpg)
图 2. 10 DOF IMU Sensor模块水平状态时输出的数据 |
串口输出数据含义如下：
| Roll, Pitch, Yaw | Roll倾角（°）, Pitch倾角（°）, Yaw倾角（°） |
| Acceleration | 加速度（LSB，可换算为g） |
| Gyroscope | 陀螺仪角速度（LSB，可换算为°/秒） |
| Magnetic | 电子罗盘倾角（°） |
| Angle | 方向角（°），理论上等于Yaw倾角。 |
| Pressure | 气压值（hPa） |
| Altitude | 海拔高度（m） |
| Temperature | 温度值（℃） |
| 表 4. 串口输出数据含义 | |
参数校准和计算：
校准海拔高度
用户第一次使用10 DOF IMU Sensor模块时可能会发现模块输出的值Altitude误差较大，因为模块是先通过模块当前位置（已知）的海拔高度Altitude，和气压值（已知）计算出海平面气压值P0作为基准。请参考BST-BMP180-DS000-09.pdf：
|-_(3).gif)
以P0为基准，就可以计算出模块当前位置的海拔高度Altitude：
-_(4).gif)
因此，用户需要在示例代码10 DOF IMU Sensor\SRC\HardWare\BMP180\BMP180.h中给定模块当前所在位置高度的值作为一个基准（一般以地面的海拔高度值作为基准，单位mm）。例如：
-_(5).gif){kind=small}
计算加速度
程序测量出的加速度单位是LSB（最低有效位），实际使用中常常把单位换算成重力加速度（g）。模块的示例程序默认设置AFS_SEL=0，对应量程为16384 LSB/g（±2g），所以测量的实际加速度为：
𝑎=Acceleration/16384 ,𝑈𝑛𝑖𝑡:𝑔
请参考：
PS-MPU-9255.pdf 第9页
RM-MPU-9255.pdf 第14页
计算陀螺仪角速度
程序测量出的角速度单位是LSB（最低有效位），实际使用中常常把单位换算成角速度（°/秒）。模块的示例程序默认设置FS_SEL=2，对应量程为32.8 LSB/(°/s)（±1000°/秒），所以测量的实际角速度为：
ω=Gyroscope/32.8 ,Unit:°/s
请参考
PS-MPU-9255.pdf 第8页
RM-MPU-9255.pdf 第14页
资料
文档
程序
视频
数据手册
FAQ
加速度输出频率:4~4000Hz
角速度输出频率:4~8000Hz
加速度计一般不用校准。 是想做温漂吗？简单的可以放到温箱里，做各个温度的分段零飘采集。 如果使用环境温度变化不大，则不用校准。
气压计只能用于测量相对高度，且测量值不具备重复性（除非是特定实验室环境）。所以气压计一般用来测量短时的高度差。
测量绝对高度（海拔）一般是用GPS。
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