开发者学堂课程【HaaS 物联网应用开发课程：陀螺仪小球实验背景及技术点】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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陀螺仪小球实验背景及技术点
内容介绍：HaaS EDU 陀螺仪小球试验
一、实验背景及技术点
二、实际应用场景介绍
三、硬件介绍
四、软件介绍
一、实验背景及技术点
1、背景介绍
（1）手机上的“重力感应”想必大家都不陌生，基于重力感应可以实现极品飞车、辅助瞄准等各种体感非常强的交互功能。所谓的“重力感应”，其实就是可以使用“加速度计及陀螺仪传感器”来实现。本节实验中，我们将会基于MPU-6050实现一个根据开发板姿态滚动的小球。
当我们摆动 HaaS EDU K1时，让小球根据 EDU K1的倾斜方向发生相对应的偏移。
（2）实验硬件：HaaS EDU K1开发板一块、USB2TypeC 数据线一条、开发用电脑一台
（3）实验软件：HaaS EDU K1 软件 V1.0.0版本
2、实验技术点
OLED 显示屏位于 HaaS EDU K1左边中间部分，下图是 HaaS EDU K1主板和芯板的外观，黑色是主板，核心板是中间方框部分。
（1）加速度计与陀螺仪传感器原理
①加速度传感器：通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。
传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。
②陀螺仪传感器：一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。现代陀螺仪可以精确地确定定位物体的方位，它在现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器。陀螺仪分为机械式的陀螺仪、光纤陀螺仪及环式激光陀螺仪等。
陀螺仪由1850年法国物理学家莱昂·傅科在研究地球自转中获得灵感而发明出来的，类似把一个高速旋转的陀螺放到一个万向支架上，靠陀螺的方向来计算角速度，现在小巧的芯片造型和机械陀螺仪相比起来差别就太大了。
以 HaaS EDU K1使用的 MPU-6050为例,它属于传感 MEMS 分支。传感 MEMS 技术是指用微电子微机械加工出来的、用敏感元件如电容、压电、压组、热电耦、谐振、隧道电流等来感受转换电信号的器件和系统。
MPU-6050是一款经典的 MEMS 陀螺仪，即硅微机电陀螺仪。
MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)是指集机械结构、微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、通信接口电路及电源于一体的完整微型机电系统。
绝大多数的 MEMS 陀螺仪依赖于相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力。
在MPU-6050内部,存在一质量块，当器件上电后,会触发质量块以固定频率横向运动.当器件遭受外力具备加速度时，就会触发质量块的纵向运动，从而改变四周梳齿之间的距离，改变输出的电容，再通过 ADC 将模拟信号转换为数字信号，输出给外部。
（2）OLED 绘图
OLED 在电场的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当二者在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发发光分子最终产生可见光。
（3）I2C 总线技术
HaaS EDU K1上 MPU6050和 HaaS1000通过12C1接口进行通信。
I2C 总线是飞利浦公司在80年代为了让 CPU 可以连接低速周边设备而设计的。外接传感器是I2C 总线最典型的应用场景。
I2C 采用多主从结构, I2C 主设备基于地址对12C从设备进行寻址,采用8-bit 数据传输模式，支持7-bit/10- bit地址模式。
I2C Spec对I2C 传输开始/结束/数据传输/ACK 机制/时钟同步/冲突仲裁等进行了详细的定义。
目前I2C Spec 已经发展到了6.0版本。
I2Cspec 可以通过
https://www.nxp.com.cn/docs/en/user-guide/UM10204.pdf进行下载。
二、经典应用场景
1、汽车行业：安全气囊，ABS防抱死刹车系统，电子悬架系统，导航辅助系统
2、消费类电子：游戏手柄、电子计步器、设备姿态检测、设备抖动检测、智能可穿戴设备
3、无人机应用：辅助定位、飞行姿态判定等
4、地震检测及工业应用等
