Adafruit 9-DOF Orientation IMU Fusion Breakout – BNO085 (BNO080) – STEMMA QT / Qwiic

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Description

Adafruit 9-DOF Orientation IMU Fusion Breakout – BNO085 (BNO080) – STEMMA QT / Qwiic

Here it is, the motion sensor you were looking for: the one that just gives you the directly usable information without requiring you to first consult with a PhD to learn the arcane arts of Sensor Fusion. The BNO085 takes the life’s work of multiple people who have spent their entire career focused on how to get useful information from direct motion sensor measurements and then squeezes that information down into a 5.2×3.8mm box, along with the sensors to go along with it.

Please note, the BNO085 is the ‘upgrade fix’ to BNO080 – it is completely back-compatible with the BNO-080 and, in addition, fixes an SPI timeout bug that made SPI difficult to use. The ‘085 is the same price and you can use any existing ‘080 code so we are only going to carry the ‘085!

The BNO085 by the motion sensing experts at Hillcrest Laboratories takes the familiar 3-axis accelerometers, gyroscopes, and magnetometers and packages then alongside an Arm Cortex M0 processor running Hillcrest’s SH-2 firmware that handles the work of reading the sensors, fusing the measurements into data that you can use directly, and packaging that data and delivering it to you. If the name and description of the BNO085 sounds strikingly similar to those of the BNO055 by Bosch Sensortec, there is a good reason why: they’re the same thing, but also they’re not. Thanks to a unique agreement between Bosch and Hillcrest, the BNO085 uses the same hardware as the BNO055 but very different firmware running on it.

“How different?” you might ask. Well my friend, pull up a chair and grab a box of popcorn because it’s quite a list. First lets list the similarities. The BNO055 and BNO085 can both deliver the following types of sensor data and sensor fusion products:

Acceleration Vector / Accelerometer
Three axes of acceleration (gravity + linear motion) in m/s^2
Angular Velocity Vector / Gyro
Three axes of ‘rotation speed’ in rad/s
Magnetic Field Strength Vector / Magnetometer
Three axes of magnetic field sensing in micro Tesla (uT)
Linear Acceleration Vector
Three axes of linear acceleration data (acceleration minus gravity) in m/s^2
Gravity Vector
Three axes of gravitational acceleration (minus any movement) in m/s^2
Absolute Orientation/ Rotation Vector
Four point quaternion output for accurate data manipulation
Thanks to the sensor fusion and signal processing wizards from Hillcrest, with the BNO085 you also get:

Application Optimized Rotation Vectors
For AR/VR, low latency, and low power consumption
Additional Base Sensor Reports
Separate and simultaneous outputs of Calibrated, Uncalibrated + Correction, and Raw ADC outputs for the Accelerometer, Gyro, and Magnetometer
Detection and Classification reports:
Stability Detection and Classification
Significant Motion Detector
Tap, Step, and Shake Detectors
Activity Classification
As if the above wasn’t enough, the BNO085 also provides an impressive suite of detection and classification products by further analyzing the measured motion:

Stability Detection and Classification
Tap Detector
Step Detector
Step Counter
Activity Classification
Significant Motion Detector
Shake Detector
More information about the various report types is available on the Report Types page

A firehose of information in a human-friendly package

The BNO085 is a supremely capable sensor, practically overflowing with useful information. It is also very small. As the Ideal Gas Law tells us, when you shove a lot of stuff into a small space, things are going to get a bit spicy. Worry not fellow scientist, we here at Adafruit have done our part to make the BNO085 as approachable as possible. It’s a pretty familiar recipe:

Take the following and mix in Eagle CAD:

One part raw unprocessed Hillcrest Labs brand BNO085
One voltage regulator for flexible input voltage
One part Level shifting circuitry for use with 3.3V (RPi/Feather) or 5V(Arduino) logic levels
Two handy dandy Stemma QT connectors for solderless connection
One, 32.768kHz crystal to provide a stable reference oscillation
One breakout PCB with breadboard friendly headers
Prepare in the pick and place and bake in a reflow oven on High for about 5 minutes and you get the Adafruit BNO085 IMU breakout (part of a complete breakfast!)

With the physical hardware tamed and made approachable, that leaves the software. If it wasn’t already very obvious, the BNO085 can generate a wide selection of data and as a result, it has a slightly complex and unique way of delivering that information. To save you the effort of figuring out how to decode and organize all those measurements, we’ve written libraries for you to use with CircuitPython and Arduino. Just plug in the sensor to your favorite device using our wiring examples, and install the library for your chosen platform and you’re ready to start building your very own Robot Friend.

As an alternative to the cornucopia of vectors and classifications that the standard sensor hub modes provide, the BN0085 also provides a simple but useful and well-executed UART-based mode that provides calibrated heading and acceleration measurements. The UART-RVC mode takes its acronym from one of its potential applications: Robot Vacuum Cleaners. This mode is exceedingly simple to interface with and based on my limited testing it performs astoundingly well. The ease of use to utility ratio here is off the charts.

We’ve written libraries for the UART RVC mode for both Arduino and CircuitPython/Python. Check out the UART RVC pages for Arduino and Python for wiring diagrams and example code.

Note: QT Cable is not included, but we have a variety in the shop

TECHNICAL DETAILS

Product Dimensions: 25.6mm x 22.7mm x 4.6mm / 1.0″ x 0.9″ x 0.2″

Product Weight: 2.5g / 0.1oz

Adafruit 9-DOF Orientation IMU Fusion Breakout – BNO085 (BNO080) – STEMMA QT / Qwiic

Le voici, le capteur de mouvement que vous recherchiez: celui qui vous donne simplement les informations directement utilisables sans vous obliger à consulter au préalable un doctorant pour apprendre les arts arcaniques de Sensor Fusion. Le BNO085 prend le travail de la vie de plusieurs personnes qui ont passé toute leur carrière à se concentrer sur la façon d’obtenir des informations utiles à partir de mesures directes de capteurs de mouvement, puis de les compresser dans une boîte de 5,2×3,8 mm, avec les capteurs pour l’accompagner. .

Veuillez noter que le BNO085 est le “ correctif de mise à niveau ” de BNO080 – il est complètement rétrocompatible avec le BNO-080 et, en plus, corrige un bogue de délai d’expiration SPI qui rendait SPI difficile à utiliser. Le ‘085 est au même prix et vous pouvez utiliser n’importe quel code’ 080 existant, nous n’allons donc porter que le ‘085!

Le BNO085 par les experts en détection de mouvement des Hillcrest Laboratories prend les accéléromètres, gyroscopes et magnétomètres à 3 axes familiers, puis aux côtés d’un processeur Arm Cortex M0 exécutant le micrologiciel SH-2 d’Hillcrest qui gère le travail de lecture des capteurs, fusionnant les mesures dans les données que vous pouvez utiliser directement, et empaqueter ces données et vous les livrer. Si le nom et la description du BNO085 semblent étonnamment similaires à ceux du BNO055 de Bosch Sensortec, il y a une bonne raison à cela: ils sont la même chose, mais ils ne le sont pas non plus. Grâce à un accord unique entre Bosch et Hillcrest, le BNO085 utilise le même matériel que le BNO055 mais un firmware très différent fonctionnant dessus.

“Comment différent?” vous pourriez demander. Eh bien mon ami, prends une chaise et prends une boîte de pop-corn parce que c’est toute une liste. Commençons par lister les similitudes. Le BNO055 et le BNO085 peuvent tous deux fournir les types suivants de données de capteur et de produits de fusion de capteur:

Vecteur d’accélération / accéléromètre
Trois axes d’accélération (gravité + mouvement linéaire) en m / s ^ 2
Vecteur de vitesse angulaire / gyro
Trois axes de “ vitesse de rotation ” en rad / s
Magnétomètre / vecteur de force de champ magnétique
Trois axes de détection de champ magnétique en micro Tesla (uT)
Vecteur d’accélération linéaire
Trois axes de données d’accélération linéaire (accélération moins gravité) en m / s ^ 2
Vecteur de gravité
Trois axes d’accélération gravitationnelle (moins tout mouvement) en m / s ^ 2
Vecteur d’orientation / rotation absolue
Sortie quaternion à quatre points pour une manipulation précise des données
Grâce aux assistants de fusion de capteurs et de traitement du signal de Hillcrest, avec le BNO085, vous obtenez également:

Vecteurs de rotation optimisés pour les applications
Pour AR / VR, faible latence et faible consommation d’énergie
Rapports de capteur de base supplémentaires
Sorties séparées et simultanées des sorties Calibré, Non calibré + Correction et ADC brut pour l’accéléromètre, le gyroscope et le magnétomètre
Rapports de détection et de classification:
Détection et classification de la stabilité
Détecteur de mouvement important
Détecteurs de tapotements, pas et secousses
Classification des activités
Comme si ce qui précède ne suffisait pas, le BNO085 fournit également une suite impressionnante de produits de détection et de classification en analysant davantage le mouvement mesuré:

Détection et classification de la stabilité
Détecteur de robinet
Détecteur de pas
Compteur de pas
Classification des activités
Détecteur de mouvement important
Détecteur de secousse
Plus d’informations sur les différents types de rapports sont disponibles sur la page Types de rapports

Une source d’informations dans un emballage convivial

Le BNO085 est un capteur extrêmement performant, débordant pratiquement d’informations utiles. C’est aussi très petit. Comme nous le dit la loi sur les gaz parfaits, lorsque vous mettez beaucoup de choses dans un petit espace, les choses vont devenir un peu épicées. Ne vous inquiétez pas, chers collègues scientifiques, nous, chez Adafruit, avons fait notre part pour rendre le BNO085 aussi accessible que possible. C’est une recette assez familière:

Prenez ce qui suit et mélangez dans Eagle CAD:

Une partie brute de marque Hillcrest Labs non transformée BNO085
Un régulateur de tension pour une tension d’entrée flexible
Circuit de décalage de niveau en une partie à utiliser avec des niveaux logiques de 3,3 V (RPi / Feather) ou 5 V (Arduino)
Deux connecteurs Dandy Stemma QT pratiques pour une connexion sans soudure
Un cristal de 32,768 kHz pour fournir une oscillation de référence stable
Une carte PCB avec des en-têtes compatibles avec la maquette
Préparez-vous dans le pick and place et faites cuire dans un four à refusion à haute température pendant environ 5 minutes et vous obtenez la cassure Adafruit BNO085 IMU (partie d’un petit-déjeuner complet!)

Avec le matériel physique apprivoisé et rendu accessible, cela laisse le logiciel. Si ce n’était pas déjà très évident, le BNO085 peut générer une large sélection de données et, par conséquent, il a une manière légèrement complexe et unique de fournir ces informations. Pour vous épargner l’effort de trouver comment décoder et organiser toutes ces mesures, nous avons écrit des bibliothèques que vous pouvez utiliser avec CircuitPython et Arduino. Branchez simplement le capteur sur votre appareil préféré en utilisant nos exemples de câblage, et installez la bibliothèque pour la plate-forme choisie et vous êtes prêt à commencer à créer votre propre Robot Friend.

Au lieu de la corne d’abondance de vecteurs et de classifications que fournissent les modes de moyeu de capteur standard, le BN0085 fournit également un mode basé sur UART simple mais utile et bien exécuté qui fournit des mesures de cap et d’accélération calibrées. Le mode UART-RVC tire son acronyme de l’une de ses applications potentielles: les robots aspirateurs. Ce mode est extrêmement simple à interfacer avec et basé sur mes tests limités, il fonctionne étonnamment bien. Le ratio facilité d’utilisation / utilité ici est hors des graphiques.

Nous avons écrit des bibliothèques pour le mode UART RVC pour Arduino et CircuitPython / Python. Consultez les pages UART RVC pour Arduino et Python pour les schémas de câblage et les exemples de code.

Remarque: le câble QT n’est pas inclus, mais nous en avons une variété dans la boutique

DÉTAILS TECHNIQUES

Dimensions du produit: 25,6 mm x 22,7 mm x 4,6 mm / 1,0 “x 0,9” x 0,2 “

Poids du produit: 2,5 g / 0,1 oz

 

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