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30 分钟

通过ICM-42605和ATmega1284精确跟踪物体在三维空间中的运动和方向

掌握运动:使用6DOF IMU探索3D空间

6DOF IMU 18 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

6DOF IMU 18 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega1284

通过 6DOF IMU 赋能您的项目,这是捕捉和控制三维空间运动的终极解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

6DOF IMU 18 Click 基于 ICM-42605,这是一款来自 TDK InvenSense 的 6 轴运动追踪设备,结合了 3 轴陀螺仪和 3 轴加速度计。它具有一个 2K 字节的 FIFO,可以降低所选串行总线接口上的流量,并通过允许系统处理器突发读取传感器数据然后进入低功耗模式来减少功耗。凭借其 6 轴集成,ICM-42605 保证了客户的最佳运动性能。ICM-42605 支持扩展的工作温度范围,允许客户将其设计到各种工业物联网应用中,包括导航和稳定工业机械和机器人。陀螺仪支持八种可编程全量程范围设置,从 ±15.625dps 到 ±2000dps,加速度计

支持四种可编程全量程范围设置,从 ±2g 到 ±16g。其他行业领先的功能包括片上 16 位 ADC、可编程数字滤波器、嵌入式温度传感器和可编程中断。ICM-42605 还通过支持 20,000g 冲击可靠性提供高鲁棒性。此 Click board™ 允许使用 I2C 和 SPI 接口,I2C 的最大频率为 1MHz,SPI 的最大频率为 24MHz。接口选择通过将标记为 COMM SEL 的 SMD 跳线置于适当位置进行。所有跳线必须在同一侧,否则 Click board™ 可能无响应。当选择 I2C 接口时,ICM-42605 允许通过 ADDR SEL SMD 跳线选择其 I2C 从地址,跳线位置

标记为 1 或 0。除了通信引脚外,此板还具有额外的中断引脚,连接到 mikroBUS™ 插座上的 INT 和 IT2 引脚,用于向 MCU 信号指示已发生特定事件,例如特定的敲击或样本采集条件。除了标准中断功能外,IT2 引脚还可用作帧同步信号,与外部数字信号同步。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

6DOF IMU 18 Click top side image
6DOF IMU 18 Click bottom side image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 开发板的每个部分

都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

ATmega1284

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

16384

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Interrupt/Frame Sync
PA7
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PA5
CS
SPI Clock
PB7
SCK
SPI Data OUT
PB6
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PD2
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC0
SCL
I2C Data
PC1
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

6DOF IMU 18 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
Buck 22 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
EasyAVR v7 MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 6DOF IMU 18 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • c6dofimu18_set_reg_bank - 6DOF IMU 18 设置寄存器库功能

  • c6dofimu18_get_int1_state - 6DOF IMU 18 读取 INT1 引脚状态功能

  • c6dofimu18_get_data_from_register - 6DOF IMU 18 读取数据功能

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief 6DOF IMU 18 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for 6DOF IMU 18 Click driver. 
 * The library initializes and defines the I2C and SPI bus drivers to 
 * write and read data from registers, as well as the default 
 * configuration for reading gyroscope and accelerator data, and temperature.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver after that resets the device and 
 * performs default configuration and reads the device id.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the 6DOF IMU 18 Click board by 
 * measuring and displaying acceleration and gyroscope data for X-axis, 
 * Y-axis, and Z-axis as well as temperature in degrees Celsius.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c6dofimu18.h"

static c6dofimu18_t c6dofimu18;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    c6dofimu18_cfg_t c6dofimu18_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    c6dofimu18_cfg_setup( &c6dofimu18_cfg );
    C6DOFIMU18_MAP_MIKROBUS( c6dofimu18_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = c6dofimu18_init( &c6dofimu18, &c6dofimu18_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    uint8_t id = 0;
    c6dofimu18_reg_read( &c6dofimu18, C6DOFIMU18_BANK0_SEL, C6DOFIMU18_REG_WHO_AM_I, &id, 1);
    log_printf( &logger, " Device ID : 0x%.2X \r\n", ( uint16_t ) id );
    if ( C6DOFIMU18_WHO_AM_I_VALUE != id )
    {
        log_error( &logger, " Communication error." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    if ( C6DOFIMU18_OK != c6dofimu18_default_cfg ( &c6dofimu18 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    if ( c6dofimu18_get_int1_state( &c6dofimu18) )
    {       
        c6dofimu18_data_t accel_data;
        c6dofimu18_data_t gyro_data;
        float temp_data;
        uint32_t tmst_data;
        
        c6dofimu18_get_data_from_register( &c6dofimu18, &temp_data, &accel_data, &gyro_data, &tmst_data );
        log_printf( &logger, " TEMP: %.2f \r\n", temp_data );
        log_printf( &logger, " GYRO: x:%d y:%d z:%d \r\n", gyro_data.data_x,gyro_data.data_y,gyro_data.data_z );
        log_printf( &logger, " ACCEL: x:%d y:%d z:%d \r\n", accel_data.data_x,accel_data.data_y,accel_data.data_z );
        log_printf( &logger, "========================== \r\n" );
        Delay_ms( 1000 );
    }    
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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