10 DOF IMU Sensor (C)

10 DOF IMU Sensor (C)

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基本信息 分类： 加速度/角速度/指南针模块 {{{userDefinedInfo1}}}： {{{userdefinedvalue1}}} {{{userDefinedInfo2}}}： {{{userdefinedvalue2}}} {{{userDefinedInfo3}}}： {{{userdefinedvalue3}}} 品牌： Waveshare

功能简介 特性 10轴惯性导航模块 主要器件 MPU9255、BMP280 ' 无特性，不解释 ' 无特性，不解释 ' 无特性，不解释 接口 I2C

相关产品 {{{Product1}}} {{{Product2}}} {{{Product3}}} {{{Product4}}} {{{Product5}}} {{{Product6}}}

产品特性

驱动芯片	MPU9255 (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	MPU9255数字中断输出
6	FSYNC	MPU9255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。

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：

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：
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以P0为基准，就可以计算出模块当前位置的海拔高度Altitude：

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：

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

文档

• 用户手册
  
• 原理图
  

程序

• 示例程序
  

视频

• 演示视频

数据手册

• BST-BMP280-DS001-09-371189
• BST-BMP180-DS000-09
• NDC7002N
• PS-MPU-9255
• RM-MPU-9255
• RT9193

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FAQ

问题： 该模块加速度和角速度的数据输出频率是多少？

答复： 加速度输出频率:4~4000Hz 角速度输出频率:4~8000Hz

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