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使用 ATmega328P 和 ICM-20689 提升您的项目,打造卓越的用户界面

通往完美运动的道路:六轴创新从这里开始

6DOF IMU 6 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

6DOF IMU 6 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

利用改进的运动感知和控制,彻底改革机器人技术,在各个行业实现精确和灵活的任务执行。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

6DOF IMU 6 Click基于TDK InvenSense的ICM-20689,这是一款6轴MotionTracking设备,结合了3轴陀螺仪、3轴加速度计和数字运动处理器™(DMP)。它还配备了一个4KB的FIFO,可以降低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降低功耗。ICM-20689通过其6轴集成、片上DMP和运行时校准固件,使制造商能够消除离散器件的昂贵和复杂的选择、鉴定和系统级集成,确保最佳的运动性能。陀螺仪具有可编程的全量程范围,包括±250、±500、±1000和±2000度/

秒。加速度计具有用户可编程的加速度计全量程范围,包括±2g、±4g、±8g和±16g。两个传感器的出厂校准初始灵敏度减少了生产线校准的要求。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。该设备通过支持10000g的冲击可靠性实现了高鲁棒性。该设备具有I2C和SPI串行接口,宽工作电压范围(VDD)和单独的数字IO供应电压(VDDIO)从1.71V到3.45V。可以使用I2C达到400kHz或SPI达到8MHz进行对设备所有寄存器的通信。6DOF IMU 6 Click支持SPI和I2C通信接口,可以

与各种不同的MCU一起使用。通过将位于COM SEL下方的SMD跳线移动到适当位置(SPI或I2C)来选择通信接口。当Click board™在I2C模式下运行时,也可以通过一个SMD跳线配置从器件的I2C地址。一个标记为ADD SEL的SMD跳线用于设置I2C地址的最低有效位(LSB)。适用于应用程序的绝佳选择包括移动电话、平板电脑、无人机、手机和便携游戏机、基于运动的游戏控制器、健康、健身和运动的可穿戴传感器以及互联网连接的数字电视和机顶盒的3D遥控器和3D鼠标。

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

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

6DOF IMU 6 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • c6dofimu6_default_cfg - 此函数执行 6DOF IMU 6 click 的默认配置。

  • c6dofimu6_angular_rate - 该函数用于计算角速度。

  • c6dofimu6_acceleration_rate - 该函数用于计算加速度率。

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 
 * \brief 6DofImu6 Click example
 * 
 * # Description
 * 6DOF IMU 6 Click features a 6-axis MotionTracking device that combines a 3-axis gyroscope, 
 * a 3-axis accelerometer, and a Digital Motion Processor. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes SPI and I2C drivers, performs safety check, applies default 
 * settings and writes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * Demonstrates the use of 6DOF IMU 6 Click board by reading angular rate, acceleration rate 
 * and displaying data to USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c6dofimu6.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static c6dofimu6_t c6dofimu6;
static log_t logger;

static uint8_t id_val;
static float x_accel;
static float y_accel;
static float z_accel;
static float x_gyro;
static float y_gyro;
static float z_gyro;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    c6dofimu6_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    c6dofimu6_cfg_setup( &cfg );
    C6DOFIMU6_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    c6dofimu6_init( &c6dofimu6, &cfg );

    Delay_ms ( 100 );
    c6dofimu6_generic_read ( &c6dofimu6, C6DOFIMU6_WHO_AM_I, &id_val, 1 );
    if ( id_val == C6DOFIMU6_WHO_AM_I_VAL )
    {
        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
        log_printf( &logger, "   6DOF  IMU  6  Click   \r\n" );
        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
        c6dofimu6_power ( &c6dofimu6, C6DOFIMU6_POWER_ON );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
        log_printf( &logger, "     FATAL  ERROR!!!     \r\n" );
        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
        for ( ; ; );
    }

    c6dofimu6_default_cfg( &c6dofimu6 );

    log_printf( &logger, "    ---Initialised---    \r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );

    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    c6dofimu6_angular_rate( &c6dofimu6, &x_gyro, &y_gyro, &z_gyro );

    log_printf( &logger, "Gyro \r\n" );

    log_printf( &logger, "X-axis: %.2f\r\n", x_gyro );
    log_printf( &logger, "Y-axis: %.2f\r\n", y_gyro );
    log_printf( &logger, "Z-axis: %.2f\r\n", z_gyro );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );

    c6dofimu6_acceleration_rate( &c6dofimu6, &x_accel, &y_accel, &z_accel );

    log_printf( &logger, "Accel \r\n" );

    log_printf( &logger, "X-axis: %.2f\r\n", x_accel );
    log_printf( &logger, "Y-axis: %.2f\r\n", y_accel );
    log_printf( &logger, "Z-axis: %.2f\r\n", z_accel );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


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

额外支持

资源

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