Как использовать MPU 6050 в режиме сверхнизкой мощности

В настоящее время я пытаюсь настроить монитор удельного веса брожения, используя датчик наклона. Процесс может занять несколько недель и должен храниться в стерильном контейнере, поэтому он должен питаться от батареи. Я использую слегка модифицированный ESP8266-01, который входит в спящий режим, затем раз в час просыпается, чтобы провести измерение, передать данные и вернуться в спящий режим. Я использую MPU6050 для датчика наклона. Во-первых, я не могу перевести mpu в спящий режим, когда esp выключен, кажется, что он всегда занимает около 4 мА, а во-вторых, мне нужна только одна ось, возможно ли отключить все остальное, чтобы дополнительно снизить энергопотребление? Я не могу найти что-то в руководстве, чтобы отключить оси, только для их калибровки. мой код ниже

экспериментирование с приведенными ниже регистрами, кажется, не имеет никакого значения, добавление их, удаление их все равно занимает около 4 мА. Пробовал установить значение 1, чтобы перевести MPU в спящий режим в конце цикла, но без разницы. Wire.write(0x6B); Wire.write(0);

Я очень новичок в этом, и я изо всех сил пытаюсь интерпретировать руководство, когда оно ссылается на бит 6 в addr 6b, как мне установить бит 6?

Если бы я мог ограничить MPU только до 1 оси, без ускорения и до глубокого сна между измерениями, я бы смог получить энергопотребление около 0,5 мА, что дает мне хорошее время автономной работы при использовании одного 18650. Любой совет был бы очень признателен!

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include "MPU6050.h"
#include "I2Cdev.h"
#include "Wire.h"

// Update these with values suitable for your network.

const char* ssid = "****";
const char* password = "******";
IPAddress server(192, 168, 1, 90);

WiFiClient espClient5;
PubSubClient client(espClient5);
long lastMsg = 0;
char msg[50];
const uint8_t scl = 5; //D1
const uint8_t sda = 4; //D2
int val;
int prevVal = 0;
String pubString;
char gravity[50];
MPU6050 mpu;
const int sleepTimeS = 10; //only 10 seconds for testing purposes, set to 
1hr when operational
int counter=0;


int16_t ax, ay, az;
int16_t gx, gy, gz;

void setup_wifi() {

  delay(10);
  // We start by connecting to a WiFi network
  Serial.println();
  Serial.print("Connecting to ");
    Serial.println(ssid);

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  randomSeed(micros());

  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

}

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) { //not 
required in this application
}

void reconnect() {
  // Loop until we're reconnected
  while (!client.connected()) {
    Serial.print("Attempting MQTT connection...");
    // Create a random client ID
    String clientId = "test";
    clientId += String(random(0xffff), HEX);
    // Attempt to connect
    if (client.connect(clientId.c_str())) {
      Serial.println("connected");
      // Once connected, publish an announcement...
      client.publish("AliveRegister", "FermentMon");
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(client.state());
      Serial.println(" try again in 5 seconds");
      // Wait 5 seconds before retrying
      delay(5000);
    }
  }
}

#define ONE_WIRE_BUS 2  //  D4 on physical board

 OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature DS18B20(&oneWire);
float prevTemp = 0;

void setup() {
  counter = 0;
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin(0,2);
  Wire.write(0x6B); //PWR_MGMT_1 register
  Wire.write(0); // set to zero wakes teh 6050
  Wire.endTransmission(true);
 delay(100);
  setup_wifi();
  client.setServer(server, 1883);
  client.setCallback(callback);
 if (!client.connected()) {
    reconnect();
  }
  Serial.println("Initialize MPU");
  mpu.initialize();
  Serial.println(mpu.testConnection() ? "Connected" : "Connection failed");
 float temp;
  DS18B20.requestTemperatures();
  temp = DS18B20.getTempCByIndex(0); // first temperature sensor
  char buff[100];
  dtostrf(temp, 0, 2, buff);
  temp = temp + 0.5;
  int tRound = int(temp);
   client.publish("Fermenter/temperature", buff);
    Serial.print("Fermenter Temperature: ");
    Serial.println(temp);
    prevTemp = tRound;

  mpu.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);
  val = map(ax, -17000, 17000, 0, 180);
    pubString = String(val);
    pubString.toCharArray(gravity, pubString.length() + 1);
    client.publish("Fermenter/angle", gravity);
    Serial.print("Gravity angle: ");
    Serial.println(val);
    delay(500);
//    counter = counter+1;
    Serial.println("sleep mode");
    Wire.write(0x6B); //PWR_MGMT_1 register
    Wire.write(1); // set to zero wakes teh 6050
    // sleep
    ESP.deepSleep(sleepTimeS * 1000000);
    delay(2000);

  }


void loop() {

  client.loop();

      } 

0 ответов

Я новичок в этом, и я изо всех сил пытаюсь интерпретировать руководство, когда оно ссылается на бит 6 в адресе 6b, как мне установить бит 6?

Настроить немного просто. Используйте следующие функции, чтобы избежать мозгового штурма.

// Write register bit
void writeRegisterBit(uint8_t reg, uint8_t pos, bool state)
{
  uint8_t value;
  value = readRegister8(reg);

  if (state)
  {
    value |= (1 << pos);
  } 
 else
  {
    value &= ~(1 << pos);
  }

  writeRegister8(reg, value);
}

// Write 8-bit to register
void writeRegister8(uint8_t reg, uint8_t value)
{
  Wire.beginTransmission(MPU_addr);

#if ARDUINO >= 100
  Wire.write(reg);
  Wire.write(value);
#else
  Wire.send(reg);
  Wire.send(value);
#endif
  Wire.endTransmission();
}

Пример использования: writeRegisterBit(MPU6050_REG_INT_PIN_CFG, 5, 1); //Register 37;Interrupt Latch Enable

Для вашего приложения:

void acclSetSleepEnabled(bool state)
{
  writeRegisterBit(MPU6050_REG_PWR_MGMT_1, 6, state);
}

Если бы я мог переустановить MPU только на 1 ось, без ускорения и в глубокий сон между измерениями, я смог бы получить энергопотребление около 0,5 мА, что дает мне хорошее время автономной работы с использованием одного 18650

Чтобы войти в режим акселерометра с низким энергопотреблением, используйте следующую функцию:

void lowPowerAccel(uint8_t frequency) {
  uint8_t value;
  value = readRegister8(MPU6050_REG_PWR_MGMT_2);
  value &= 0b00111000;
  value |= (frequency << 6) | 0b111;
  writeRegister8(MPU6050_REG_PWR_MGMT_2, value);

  value = readRegister8(MPU6050_REG_PWR_MGMT_1);
  value &= 0b10010111;
  value |= 0b00111000;
  writeRegister8(MPU6050_REG_PWR_MGMT_1, value);
}

Этот lowPowerAccelфункция также переводит гироскоп в режим ожидания. Для функции требуется параметр частоты пробуждения. Это определяется следующим образом:

/*
  * LP_WAKE_CTRL | Wake-up Frequency
  * -------------+------------------
  * 0            | 1.25 Hz
  * 1            | 2.5 Hz
  * 2            | 5 Hz
  * 3            | 10 H

*/

#define  LP_WAKE_CTRL_1_25        0x00
#define  LP_WAKE_CTRL_2_5         0x01
#define  LP_WAKE_CTRL_5           0x02
#define  LP_WAKE_CTRL_10          0x03

Надеюсь, я смогу ответить на некоторые ваши вопросы. Удачи!:)

Используете ли вы коммутационную плату для MPU6050? например, GY-521. Часто они используют линейные регуляторы и светодиоды, которые потребляют дополнительную мощность. Возможно, потребуется удалить их и запустить IMU от прямого источника питания.

Каждый регистр в MPU6050 имеет ширину 8 бит. При установке отдельного бита на желаемое значение вы можете либо использовать побитовую манипуляцию (здесь это не практично, поскольку мы не взаимодействуем напрямую с регистрами), либо напрямую установить все биты в регистре в новое состояние регистра, например, 0b00100000 ~ 0x20. Вместо того, чтобы писать от 1 до 0x6B при попытке перевести MPU6050 в спящий режим, вы должны писать 0x20.

https://www.invensense.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-Register-Map1.pdf

Ссылки на стр. 40-42. Если вы хотите сделать что-то еще, вы можете отключить датчик температуры, акселерометры и резервные оси гироскопа для экономии энергии, когда устройство активно.

Другие вопросы по тегам