IMU

Atalet Ölçüm Birimi (IMU), hareket, yönelim ve yerçekimi kuvvetlerini ölçen ve raporlayan bir sensör cihazıdır. IMU’lar, robotik, drone stabilizasyonu, hareket algılama, yönelim takibi ve navigasyon sistemleri gibi uygulamalar için vazgeçilmez olmalarını sağlayan kapsamlı hareket takibi yetenekleri sunmak için birden fazla sensörü birleştirir. Modern IMU’lar tipik olarak, eksiksiz bir 9 eksenli hareket takibi çözümü oluşturmak için 3 eksenli ivmeölçer (doğrusal ivmeyi ölçen), 3 eksenli jiroskop (açısal hızı ölçen) ve genellikle 3 eksenli manyetometre (manyetik alanı ölçen) entegre eder.

1. ICM-20948 IMU

Kartınız, yüksek performanslı 9 eksenli hareket takibi cihazı InvenSense ICM-20948 ile donatılmıştır. Sensör, tek bir pakette 3 eksenli jiroskop, 3 eksenli ivmeölçer ve 3 eksenli manyetometre barındırır.

1.1. Temel Özellikler

Programlanabilir tam ölçek aralıklarına sahip 3 Eksenli Jiroskop: ±250, ±500, ±1000, ±2000 DPS
Programlanabilir tam ölçek aralıklarına sahip 3 Eksenli İvmeölçer: ±2g, ±4g, ±8g, ±16g
Pusula işlevselliği için 3 Eksenli Manyetometre (AK09916)
Sıcaklık kompanzasyonu için dijital çıkışlı sıcaklık sensörü
Hareket algılama ve veri hazır sinyalleri için kullanıcı tarafından programlanabilir kesintiler
Pil ile çalışan uygulamalar için düşük güç modları
Gürültü azaltma için Dijital Alçak Geçiren Filtre (DLPF)

1.2. Donanım Bağlantısı

Kartınızdaki ICM-20948, /dev/spidev0.3 adresinde SPI arabirimi üzerinden bağlanmıştır.

2. Örnek Uygulama

t3gemstone/examples reposunda yer alan imu projesi, IMU sensörü ile etkileşim kurmak için eksiksiz bir C kütüphanesi ve test uygulaması sağlar. Kütüphane, tüm düşük seviyeli iletişimi yönetir ve sensör verilerini okumak için bir API sağlar.

2.1. Test Uygulaması

Test uygulaması aşağıdaki adımları gerçekleştirir:

İlklendirme - /dev/spidev0.3 adresindeki SPI cihazını açar ve sensörü başlatır
Yapılandırma - İvmeölçeri ±8g ve jiroskopu ±2000 DPS aralığına ayarlar
Bilgilendirme - Başlangıçta yapılandırma değerlerini ve sıcaklığı yazdırır
Sürekli izleme - Her 10ms’de ivmeölçer ve jiroskop verilerini okur ve hesaplanan açıları yazdırır
Açı hesaplama - Yönelim açılarını hesaplamak için Kalman filtrelemesi uygular
Otomatik kurtarma - Sensör bağlantısını izler ve gerekirse yeniden yapılandırır

Kalman filtresi uygulaması, ivmeölçer ve jiroskop verilerini birleştirerek gürültüyü azaltırken gerçek harekete karşı duyarlılığı koruyarak düzgün açı tahminleri sağlar.

gemstone@t3-gem-o1:examples$ ./build/examples/imu/imu
# ICM-20948 IMU Accel/Gyro/Temp Test
# ==================================
# 
# icm20948 SPI bus and device initialized successfully
# icm20948 Device ID:0xEA
# icm20948 Device id correct!
# 
# Temperature:            47.31
# Accel Sensitivity:      4096.00
# Accel Full Scale Range: 8g (+/-)
# Gyro Sensitivity:       16.40
# Gyro Full Scale Range:  2000DPS (+/-)
# 
# Continuous test will begin shortly. Press Ctrl+C to exit.
# Angle: x=   0.01, y= 179.22, z=   0.00
# Angle: x=   0.03, y= 179.23, z=   0.00
# Angle: x=   0.05, y= 179.23, z=   0.00
# Angle: x=   0.06, y= 179.23, z=   0.00
# Angle: x=   0.08, y= 179.23, z=  -0.00
# Angle: x=   0.09, y= 179.23, z=  -0.00
# Angle: x=   0.11, y= 179.23, z=  -0.00
# Angle: x=   0.12, y= 179.23, z=  -0.00

2.2. API Referansı

icm20948 kütüphanesi şunları sağlar:

Hem I2C hem de SPI arabirimleri için veri yolu başlatma
Özelleştirilebilir tam ölçek aralıklarıyla sensör yapılandırması
İvmeölçer, jiroskop ve sıcaklık için ham veri okuma
Düzgün yönelim takibi için Kalman filtrelemesi kullanarak açı hesaplama
Çevrimiçi durum kontrolü ve yeniden yapılandırma ile otomatik kurtarma
Yapılandırılmış bir veri arabirimi aracılığıyla esnek veri erişimi

2.2.1. İlklendirme

icm20948_handle_t icm20948_create(icm20948_data_t* data, char* tag);
int icm20948_spi_bus_init(icm20948_handle_t sensor, const char* dev_path);
int icm20948_configure(icm20948_handle_t sensor, 
                       icm20948_acce_fs_t acce_fs, 
                       icm20948_gyro_fs_t gyro_fs);

2.2.2. Veri Okuma

int icm20948_get_acce(icm20948_handle_t sensor);
int icm20948_get_gyro(icm20948_handle_t sensor);
int icm20948_get_temp(icm20948_handle_t sensor);
void icm20948_get_angle(icm20948_handle_t sensor, float dt);

2.2.3. Yapılandırma

int icm20948_set_acce_fs(icm20948_handle_t sensor, icm20948_acce_fs_t acce_fs);
int icm20948_set_gyro_fs(icm20948_handle_t sensor, icm20948_gyro_fs_t gyro_fs);
float icm20948_get_acce_sensitivity(icm20948_handle_t sensor);
float icm20948_get_gyro_sensitivity(icm20948_handle_t sensor);

2.2.4. Yardımcı Araçlar

int icm20948_check_online(icm20948_handle_t sensor);
void icm20948_delete(icm20948_handle_t sensor);

2.2.5. Veri Yapısı

Sensör verilerine icm20948_data_t yapısı aracılığıyla erişilir:

typedef struct {
    int16_t ax_raw, ay_raw, az_raw; // Ham ivmeölçer verisi
    int16_t gx_raw, gy_raw, gz_raw; // Ham jiroskop verisi
    float ax, ay, az;               // İvmeölçer (g)
    float gx, gy, gz;               // Jiroskop (derece/s)
    float anglex, angley, anglez;   // Hesaplanan açılar (derece)
    float temp;                     // Sıcaklık (°C)
} icm20948_data_t;

Giriş

Geliştirme Kartları

İşletim Sistemi

İmaj Yazma Uygulaması

Projeler

Sdk

Eğitim Kılavuzları

Diğer

1. ICM-20948 IMU

1.1. Temel Özellikler

1.2. Donanım Bağlantısı

2. Örnek Uygulama

2.1. Test Uygulaması

2.2. API Referansı

2.2.1. İlklendirme

2.2.2. Veri Okuma

2.2.3. Yapılandırma

2.2.4. Yardımcı Araçlar

2.2.5. Veri Yapısı

​1. ICM-20948 IMU

​1.1. Temel Özellikler

​1.2. Donanım Bağlantısı

​2. Örnek Uygulama

​2.1. Test Uygulaması

​2.2. API Referansı

​2.2.1. İlklendirme

​2.2.2. Veri Okuma

​2.2.3. Yapılandırma

​2.2.4. Yardımcı Araçlar

​2.2.5. Veri Yapısı

1. ICM-20948 IMU

1.1. Temel Özellikler

1.2. Donanım Bağlantısı

2. Örnek Uygulama

2.1. Test Uygulaması

2.2. API Referansı

2.2.1. İlklendirme

2.2.2. Veri Okuma

2.2.3. Yapılandırma

2.2.4. Yardımcı Araçlar

2.2.5. Veri Yapısı