Pololu 1273 - LSM303DLM Kompas 3D i akcelerometr ze stabilizatorami napięcia

Ogólne informacje

LSM303DLM to dobry układ, ale jego małe wymiary sprawiają, że jego wykorzystanie może sprawić hobbyście kłopoty. Urządzenie wymaga także dwóch różnych napięć zasilania, które zwykle nie występują w jednym układzie. Sprzedawana przez nas płytka rozwiązuje te problemy, przez zastosowanie dodatkowych elementów, takich jak 2 stabilizatory napięcia i obwód zmiany poziomów napięć, jednocześnie zachowując minimalne wymiary. Płytka jest przez nas dostarczana w pełni polutowana, od razu gotowa do użycia - jak na zdjęciu.

LSM303 posiada wiele konfigurowalnych opcji, wliczając w to dynamicznie wybierane zakresy/czułości dla akcelerometra i magnetometru, szybkość transferu danych i dwa niezależnie-programowalne zewnętrzne przerwania (wykorzystujące dwa piny).Magnetometr oraz akcelerometr, mogą być niezależnie włączane lub wyłączane, aby oszczędzać energię, a specjalne funkcja pozwala wybudzić i uśpić akcelerometr za pomocą zewnętrznego przerwania. 6 niezależnych odczytów z magnetometru i akcelerometru (czasami nazywane 6DoF) jest dostępnych przez magistralę I²C/TWI. Interfejs ten może być z powodzeniem wykorzystany w wielu aplikacjach, wliczając w to kompas z kompensacją odchylenia, który może zostać wykorzystany do określenia kierunków niezależnie od ustawienia płytki.

Płytka zawiera dwa stabilizatory, które dostarczają napięcia 1,8V i 3V, niezbędne do prawidłowej pracy układu LSM303. Umożliwia to zasilenie z tylko jednego źródła napięcia 2,6 ÷ 5,5V. Napięcia ze stabilizatorów są różwnież wyprowadzone na piny płytki i mogą dostarczyć dodatkowym peryferiom aż do 150mA dla 1,8V i 300mA dla 3V. Płytka zwiera również specjalny obwód, który umożliwia dopasowanie napięć linii danych do poziomu napięcia dostarczanego do VIN, co znacznie ułatwia integrację modułu z systemami zasilanymi z 3,3V lub 5V.

Specyfikacja

• Wymiary: 13 x 23 x 3 mm
• Waga (bez złącz): 0,84 g
• Napięcie zasilania: 2,6 ÷ 5,5 V
• Pobór prądu: 10 mA
• Format danych wyjściowych (I²C):
  • Akcelerometr: jeden 12-bitowy odczyt na oś
  • Magnetometr: jeden 12-bitowy odczyt na oś
• Zakresy czułości (konfigurowalne):
  • Akcelerometr: ±2, ±4 lub ±8 g
  • Magnetometr: ±1.3, ±1.9, ±2.5, ±4.0, ±4.7, ±5.6 lub ±8.1 gauss

Wykorzystanie LSM303DLM

Połącznia

Przynajmniej 4 połączenia są wymagane do obsługi LSM303DLM: VIN, GND, SCL i SDA. VIN powinno być połączone do 2,6 ÷ 5,5 V, GND do 0 V, a SCL i SDA do magistrali I²C dopasowanej poziomami logicznymi do VIN.

LSM303DLH/LSM303DLM kompas 3D i akcelerometr ze stabilizatorami napięcia, widok z góry.

LSM303DLH/LSM303DLM kompas 3D i akcelerometr na płytce stykowej (prototypowej).

Wyprowadzenia pinów

Schematic Diagram

The above schematic shows the additional components the carrier board incorporates to make the LSM303 easier to use, including the voltage regulators that allow the board to be powered from a single 2.6 – 5.5 V supply and the level-shifter circuit that allows for I˛C communication at the same logic voltage level as VIN.

I˛C Communication

The LSM303DLM readings can be queried and the device can be configured through the I˛C bus. The module acts as two chained I˛C slave devices, with the accelerometer and magnetometer clock and data lines tied together to the same I˛C bus to ease communication. Additionally, level shifters on the I˛C clock (SCL) and data lines (SDA) enable I˛C communication with microcontrollers operating at the same voltage as VIN (2.6 – 5.5V). A detailed explanation of the protocol can be found in the LSM303DLM datasheet (519k pdf), and more detailed information about I˛C in general can be found in NXP’s I˛C-bus specification (371k pdf).

The accelerometer and the magnetometer have separate 7-bit slave addresses on the I˛C bus. The magnetometer’s slave address is 0011110b and cannot be changed. The accelerometer’s slave address has its least significant bit (LSb) determined by the voltage on the slave address selector pad (SA0_A). The carrier board pulls SA0_A to ground through a 4.7kΩ resistor, setting the accelerometer’s slave address to 0011000b by default. If the accelerometer’s selected slave address happens to conflict with some other device on your I˛C bus, it is possible to access SA0_A through the untented via on the bottom of the board and pull it up.

In our tests of the board, we were able to communicate with the chip at clock frequencies up to 400 kHz; higher frequencies might work but were not tested. The chip itself and carrier board do not meet of some requirements to make the device compliant with I˛C fast-mode. It is missing 50ns spike suppression on the clock and data lines, and additional pull-ups on the clock and data lines might also be necessary to achieve compliant signal timing characteristics.

Sample Code

• Arduino: We have written a basic Arduino library for this LSM303 carrier board that makes it easy to interface this sensor with an Arduino. The library makes it simple to read the raw accelerometer and magnetometer data, and it has a function for computing the tilt-compensated heading for those looking to use this sensor as a tilt-compensated compass.

• Orangutans: We provide an AVR Studio project (5k zip) that demonstrates how to use an Orangutan robot controller to interface with the LSM303DLM and make a tilt-compensated compass. The project is set up for an ATmega328P microcontroller, but it will work on other Orangutans with simple changes to the project configuration.

• mbed: There is a library for using the similar LSM303DLH with the ARM mbed development board. This library was not written and is not maintained by Pololu, and it needs to be modified slightly to work with the LSM303DLM.

Protocol Hints

The datasheet provides all the information you need to use this sensor, but picking out the important details can take some time. Here are some pointers for communicating with and configuring the LSM303DLM that we hope will get you up and running a little bit faster:

• The magnetometer and accelerometer are off by default. You have to turn them on by setting the correct configuration registers.
• The magnetometer will not update its data until all 6 data bytes have been read during a single I˛C transfer. All the bytes can be read in the same transfer using the the magnetometer’s automatic subaddress updating feature (this feature is enabled by default).
• The accelerometer also has an automatic subaddress updating feature, if you assert the most significant bit of the subaddress. The accelerometer does not require you to read all of the output bytes before updating by default.
• The accelerometer and magnetometer combined in this IC are made by separate manufacturers, so there are fairly significant differences in their features, functionality, and interfaces.

Inertial Interrupts

The inertial interrupts (INT1 and INT2) are highly configurable 1.8V-level outputs that can change due to accelerations (the magnetometer has no effect on INT1 or INT2). If the sleep-to-wakeup feature of the accelerometer is enabled, when an interrupt is triggered, the accelerometer wakes up.

People often buy this product together with:

MinIMU-9 Gyro, Accelerometer, and Compass (L3G4200D and LSM303DLM Carrier)

66-Channel LS20031 GPS Receiver Module

0.100" (2.54 mm) Breakaway Male Header: 1x40-Pin, Straight