3-осьовий гіроскоп L3G4200D з регулятором напруги ST, 0,5x0,9 дюйма, діапазон ±250°/с до ±2000°/с, I2C/SPI, 2,5-5,5 В

Огляд

Ця плата є компактною (0,5? ? 0,9?) проривною платою для ультрастабільного трьохосьового гіроскопа з цифровим виходом ST L3G4200D; Тому ми рекомендуємо уважно прочитати таблицю даних L3G4200D (1 МБ у форматі pdf) перед використанням цього продукту. L3G4200D — чудова мікросхема, але її невеликий безвивідний корпус LGA ускладнює використання типовим студентам або любителям. Він також працює при напрузі нижче 3,6 В, що може ускладнити інтерфейс для мікроконтролерів, що працюють при напрузі 5 В. Ця плата-носія вирішує ці проблеми, використовуючи додаткову електроніку, включаючи регулятор напруги 3,3 В і схеми зсуву рівня, зберігаючи при цьому загальний розмір максимально компактним. Плата поставляється повністю заповненою компонентами SMD, включаючи L3G4200D, як показано на зображенні продукту.

L3G4200D має багато конфігурованих опцій, включаючи три чутливості кутової швидкості, які можна вибрати, вибір швидкості вихідних даних, вбудований FIFO для буферизації вихідних даних і програмований зовнішній сигнал переривання. Три показники кутової швидкості доступні через цифровий інтерфейс, який можна налаштувати для роботи в режимі I˛C або SPI.

Несуча плата містить лінійний стабілізатор напруги з низьким падінням, який забезпечує 3,3 В, необхідні для L3G4200D, що дозволяє живити датчик від джерела 2,5-5,5 В. Вихід регулятора доступний на виводі VDD і може подавати майже 150 мА на зовнішні пристрої. Компонентна плата також містить схему, яка зміщує тактовий сигнал I˛C/SPI та дані в лініях на той самий рівень логічної напруги, що й наданий VIN, що полегшує інтерфейс плати з системами 5 В і 0,1? відстань між контактами полегшує використання зі стандартними безпаяними макетними платами та 0,1? перфборди.

Для злиття датчиків наш інерційний вимірювальний пристрій MinIMU-9 поєднує в собі L3G4200D з 3-осьовим акселерометром і 3-осьовим магнітометром LSM303DLH на платі, що ледве більша, ніж цей носій L3G4200D, забезпечуючи дев’ять незалежних показань, які можна використовувати для обчислення абсолютної орієнтації.

Технічні характеристики

• Розміри: 0,5? ? 0,9? ? 0,1? (13?23?3 мм)
• Вага без штифтів: 0,7 г (0,03 унції)
• Робоча напруга: від 2,5 до 5,5 В
• Струм живлення: 7 мА
• Формат виведення (I˛C/SPI): одне 16-бітове зчитування на вісь
• Діапазон чутливості (настроюється): ±250°/с, ±500°/с або ±2000°/с

Включені компоненти

А 9?1 смужка 0,1? штифти заголовка і смуга 9?1 0,1? До комплекту входять штифти під прямим кутом, як показано на малюнку нижче. Ви можете припаяти вибрану вами планку роз’єму до плати для використання з нестандартними кабелями чи безпаяними макетними платами, або ви можете припаяти дроти безпосередньо до самої плати для більш компактного встановлення.

Використання L3G4200D

Зв'язки

Незалежно від інтерфейсу, який використовується для зв’язку з L3G4200D, його контакт VIN має бути під’єднаний до джерела 2,5–5,5 В, а GND – до 0 В. (Альтернативно, якщо ви використовуєте гіроскоп із системою 3,3 В, ви можете залишити VIN відключеним і обійти вбудований регулятор, підключивши 3,3 В безпосередньо до VDD.)

Для використання L3G4200D у режимі I˛C (це режим за замовчуванням) необхідні щонайменше два логічних підключення: SCL і SDA. Вони повинні бути підключені до шини I˛C, що працює на тому ж логічному рівні, що й VIN.

Щоб використовувати L3G4200D у режимі SPI, потрібні чотири логічні з’єднання: SPC, SDI, SDO та CS. Вони повинні бути підключені до шини SPI, що працює на тому ж логічному рівні, що й VIN. Інтерфейс SPI за замовчуванням працює в 4-провідному режимі, з SDI та SDO на окремих контактах, але його можна налаштувати на використання 3-провідного режиму, щоб SDO мав спільний контакт із SDI.

L3G4200D 3-осьовий гіроскоп із стабілізатором напруги, позначений вид зверху.

L3G4200D 3-осьовий гіроскоп з регулятором напруги в макетній платі.

Розпіновка

Принципова схема

На наведеній вище схемі показано додаткові компоненти, які містить плата-носії, щоб полегшити використання L3G4200D, включаючи регулятор напруги, який дозволяє живити плату від джерела живлення 2,5-5,5 В, і схему перемикання рівня, яка забезпечує зв’язок I˛C і SPI на тому самому рівні логічної напруги, що й VIN.

I˛C Communication

З контактом CS у стані за замовчуванням (підтягнутим до VDD) L3G4200D можна налаштувати, а його показання кутової швидкості можна запитувати через шину I˛C. Перемикачі рівня на лініях синхронізації I˛C (SCL) і даних (SDA) забезпечують зв’язок I˛C з мікроконтролерами, що працюють при тій же напрузі, що й VIN (2,5-5,5 В). Детальне пояснення інтерфейсу I˛C на L3G4200D можна знайти в його таблиці даних (1MB pdf), а більш детальну інформацію про I˛C загалом можна знайти в специфікації шини I˛C від NXP (371k pdf).

У режимі I˛C 7-бітова підлегла адреса гіроскопа має молодший значущий біт (LSb), який визначається напругою на виводі SDO. Несуча плата підтягує SDO до VDD через 10 kΩ резистор, зробивши LSb 1 і встановивши ведену адресу 1101001b за замовчуванням. Якщо вибрана підпорядкована адреса гіроскопа конфліктує з іншим пристроєм на вашій шині I˛C, ви можете встановити SDO на низький рівень, щоб встановити LSb на 0.

У наших тестах плати ми змогли спілкуватися з чіпом на тактовій частоті до 400 кГц; вищі частоти можуть працювати, але не перевірялися. Сам чіп і несуча плата не відповідають деяким вимогам, щоб зробити пристрій сумісним із швидким режимом I˛C. У ньому відсутнє придушення стрибків на 50 нс на лініях тактового сигналу та даних, і додаткові підтягування на лініях синхронізації та даних також можуть знадобитися для досягнення сумісних характеристик синхронізації сигналу.

Зв'язок SPI

Щоб зв’язатися з L3G4200D у режимі SPI, висновок CS (який плата підтягує до VDD через резистор 10 кОм) має бути переведений у низький рівень перед початком команди SPI та дозволений повернутися до високого рівня після завершення команди. Перемикачі рівня на лініях синхронізації SPI (SPC) і входу даних (SDI) забезпечують зв’язок SPI з мікроконтролерами, що працюють при тій же напрузі, що й VIN (2,5-5,5 В).

У 4-провідному режимі за замовчуванням гіроскоп передає дані головному SPI по виділеній лінії виведення даних (SDO). Якщо замість цього інтерфейс SPI налаштовано на використання 3-провідного режиму, лінія SDI подвоюється як SDO і керується L3G4200D, коли він передає дані головному. Детальне пояснення інтерфейсу SPI на L3G4200D можна знайти в його таблиці даних (1MB pdf).

Ми написали базову бібліотеку Arduino для L3G4200D, яка полегшує інтерфейс цього датчика з Arduino. Бібліотека дозволяє легко налаштувати L3G4200D і зчитувати необроблені дані гіроскопа через I˛C.

Підказки протоколу

Технічний опис містить усю інформацію, необхідну для використання цього датчика, але вибір важливих деталей може зайняти деякий час. Ось кілька вказівок щодо спілкування та налаштування L3G4200D, які, як ми сподіваємося, допоможуть вам почати працювати трохи швидше:

• За замовчуванням гіроскоп знаходиться в режимі вимкнення. Ви повинні ввімкнути його, записавши відповідне значення в регістр CTRL_REG1.
• Ви можете читати або записувати кілька регістрів в одній команді I˛C, встановлюючи старший біт адреси регістра, щоб увімкнути автоматичне збільшення адреси.
• Ви можете ввімкнути ту саму функцію автоматичного збільшення в режимі SPI, встановивши другий біт (біт 1, який називається MSбіт у таблиці даних) команди SPI.

Люди часто купують цей продукт разом з:

Гіроскоп, акселерометр і компас MinIMU-9 (L3G4200D і LSM303DLM Carrier)

3-осьовий акселерометр MMA7341L ±3/11g

3-осьовий акселерометр MMA7341L ±3/11g із регулятором напруги