Το εταιρικό blog για ST LSM6DSO Υψηλής απόδοσης 6άξονας IMU για εφαρμογές μη επανδρωμένων αεροσκαφών

Η εταιρεία Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. προμηθεύει και ανακυκλώνει το STΕπικαιροποίησηυψηλής απόδοσης μονάδα μέτρησης αδράνειας 6 άξονων (IMU), σχεδιασμένη ειδικά για εφαρμογές drone.

Σε συστήματα ελέγχου πτήσης μη επανδρωμένων αεροσκαφών, η μονάδα μέτρησης αδράνειας (IMU) είναι ο βασικός αισθητήρας που είναι υπεύθυνος για την εκτίμηση της στάσης, τη σταθερή αιωρίαση και την τροχιά πτήσης.Η κατανάλωση ενέργειας και η ταχύτητα απόκρισης καθορίζουν άμεσα την ασφάλεια πτήσης και την ελιγμότητα του drone.. ΣΤΑΕπικαιροποίησηείναι ένα IMU 6 άξων από τη σειρά iNEMO, βελτιστοποιημένο για σενάρια κίνησης υψηλής ακρίβειας.Με τον πολύ χαμηλό θόρυβο του, εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, σταθερή λειτουργία σε ευρύ εύρος θερμοκρασιών και υψηλή ολοκλήρωση, είναι απόλυτα κατάλληλο για τις απαιτήσεις των συστημάτων ελέγχου πτήσης καταναλωτικού επιπέδου,μη επανδρωμένα αεροσκάφη βιομηχανικής κλάσης και μικρών αεροπορικών φωτογραφιών, καθιστώντας το προτιμώμενο βασικό συστατικό για ανίχνευση στάσης drone.

Εγώ.ΕπικαιροποίησηΒασική αρχιτεκτονική και βασικές προδιαγραφές υλικού

Το LSM6DSO υιοθετεί ένα μονό-chip σύστημα-στο-πακέτο (SiP) σχεδιασμό, ενσωματώνοντας έντονα το τριάξιο επιταχυνόμετρο και το τριάξιο γυροσκόπιο.Εξάλειψη της περιττής δομής των διαμορφώσεων πολλαπλών τσιπ, μειώνει σημαντικά τον χώρο που καταλαμβάνει η επιφάνεια, ευθυγραμμίζοντας με την τάση για ελαφρύ και συμπαγές σχεδιασμό υλικού στα drones.Η συσκευή χρησιμοποιεί μια υπερ- συμπαγή συσκευασία 14- VFLGA μεγέθους 2.5 mm × 2,5 mm × 0,76 mm, εξισορροπώντας το συμπαγές μέγεθος με τη δομική σταθερότητα και είναι κατάλληλο για τις απαιτήσεις διάταξης υλικού διαφόρων μοντέλων drones, συμπεριλαμβανομένων των micro FPV drones,φορητά αεροφωτογραφικά μη επανδρωμένα αεροσκάφη και αεροσκάφη βιομηχανικής επιθεώρησης.

Από την άποψη των περιοχών μέτρησης του πυρήνα και των ηλεκτρικών παραμέτρων, ηΕπικαιροποίησηέχει προσαρμοστεί με ακρίβεια στις περίπλοκες συνθήκες πτήσης των μη επανδρωμένων αεροσκαφών, προσφέροντας εξαιρετική προσαρμοστικότητα των παραμέτρων:

- Το εύρος ανίχνευσης μπορεί να ρυθμιστεί ευέλικτα μέσω λογισμικού: το τριάξονο επιταχυνόμετρο υποστηρίζει τη μετάβαση πολλαπλών επιπέδων μεταξύ ±2g, ±4g, ±8g και ±16g,που καλύπτει τις απαιτήσεις ανίχνευσης επιτάχυνσης για διάφορες συνθήκες λειτουργίας, όπως σταθερή αιωρούμενη στάση, ταχεία ανάβαση, βουτιά, ελιγμένες στροφές και αδιέξοδα πτήσης. Το τριάξονο γυροσκόπιο υποστηρίζει πέντε γωνιακές ταχύτητες από ±125 dps έως ±2000 dps,ικανή να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις για λεπτή ρύθμιση στάσης χαμηλής ταχύτητας κατά τη διάρκεια πτήσης ρουτίνας, καθώς και σε σενάρια ανίχνευσης υψηλής γωνιακής ταχύτητας, όπως οι στροφές υψηλής ταχύτητας και οι ακραίοι ελιγμοί σε μη επανδρωμένα αεροσκάφη αγώνων FPV.

- Σταθερή λειτουργία σε ευρύ φάσμα τάσεων και θερμοκρασιών: η αναλογική κύρια τάση τροφοδοσίας κυμαίνεται από 1,71 V έως 3,6 V, ενώ οι θύρες I/O τροφοδοτούνται ανεξάρτητα με 1,62 V,που προσαρμόζονται στις διακυμάνσεις τάσης που είναι χαρακτηριστικές των τροφοδοτήσεων ηλεκτρικής ενέργειας από μπαταρίες ιόντων λιθίου των drones· το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας κυμαίνεται από 40 °C έως +85 °C, επιτρέποντας στην μονάδα να αντέχει χαμηλές θερμοκρασίες σε μεγάλα υψόμετρα, υψηλές θερμοκρασίες από άμεση ηλιακή ακτινοβολία στο εξωτερικό,και διακυμάνσεις θερμοκρασίας σε περίπλοκα περιβάλλοντα πεδίου, εξασφαλίζοντας έτσι σταθερή απόδοση των αισθητήρων σε όλα τα σενάρια πτήσης.

- συμβατότητα με πολλαπλές υψηλής ταχύτητας διεπαφές επικοινωνίας: εγγενής υποστήριξη για I2C, SPI και MIPI I3C 1.1 υψηλής ταχύτητας διεπαφές,που διαθέτει επίσης ένα ειδικό βοηθητικό κανάλι SPI ικανό να εκπέμπει ανεξάρτητα δεδομένα αισθητήρα αντιδονήσεωνΑυτό ικανοποιεί τις απαιτήσεις επικοινωνίας για υψηλής ταχύτητας μετάδοση δεδομένων και αντι-συγκλίσεις σε πραγματικό χρόνο στα συστήματα ελέγχου πτήσης των drones.και είναι συμβατό με τα πρωτόκολλα επικοινωνίας των συμβατικών τσιπ ελέγχου πτήσης.

ΙΙ. Κεντρικά πλεονεκτήματα απόδοσηςΕπικαιροποίησηΠροσαρμοσμένο για εφαρμογές με drones

1. Υπερ-χαμηλός θόρυβος και υψηλή ακρίβεια, εξασφαλίζοντας ακριβή υπολογισμό στάσης

Τα προβλήματα όπως η παρακμή πτήσης, η απόκλιση στάσης και το jitter της πτήσης σε drones οφείλονται σε μεγάλο βαθμό στον υπερβολικό θόρυβο και την παραμόρφωση των δεδομένων στους αισθητήρες IMU.Επικαιροποίησηχρησιμοποιεί την προηγμένη τεχνολογία MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) της ST ̇ και ιδιόκτητους αλγόριθμους επεξεργασίας σήματος,που επιτρέπει τόσο στα γυροσκόπια όσο και στα επιταχυνόμετρα να επιτυγχάνουν χαρακτηριστικά εξαιρετικά χαμηλού θορύβουΗ συσκευή παράγει δεδομένα αδράνειας με υψηλή γραμμικότητα και χαμηλή μηδενική παραίτηση.Αυτό επιτρέπει υψηλής ακρίβειας υπολογισμό στάσης, μειώνει σημαντικά τη συσσωρευτική παρασυρόμενη κίνηση κατά τη διάρκεια παρατεταμένων πτήσεων με μη επανδρωμένα αεροσκάφη.Εξαλείφοντας ταυτόχρονα θέματα όπως το κούνημα της κάμερας και τις ανεξέλεγκτες αποκλίσεις πτήσης..

2Εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, επεκτείνοντας την αντοχή πτήσης του drone

Η αντοχή πτήσης είναι βασικό μέτρο απόδοσης για τα drones και η κατανάλωση ενέργειας από τους αισθητήρες επηρεάζει άμεσα τη συνολική αντοχή του αεροσκάφους.Σε συνεργατική λειτουργία υψηλών επιδόσεων, όπου το επιταχυνόμετρο και το γυροσκόπιο είναι ενεργά ταυτόχρονα, το LSM6DSO αντλεί ρεύμα μόλις 0.55 mA. Υποστηρίζει επίσης μια λειτουργία χαμηλής κατανάλωσης “Πάντα ενεργοποιημένη”, επιτρέποντας την παρακολούθηση κίνησης 24 ώρες το 24ωρο με ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας.η κατανάλωση ενέργειας του μειώνεται σημαντικάΧωρίς να θέτει σε κίνδυνο τις επιδόσεις των αισθητήρων, ελαχιστοποιεί αποτελεσματικά την απώλεια ενέργειας στο σύστημα ελέγχου πτήσης.σημαντική επέκταση της διάρκειας πτήσης μικρών drones με μπαταρία λιθίου με μία μόνο φόρτιση, και να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις βελτιστοποίησης της διάρκειας πτήσης των φορητών μη επανδρωμένων αεροσκαφών καταναλωτικής χρήσης.

3Υψηλής ολοκλήρωσης ευφυής ανίχνευσης, απλούστευση της ανάπτυξης και του σχεδιασμού ελέγχου πτήσης

ΗΕπικαιροποίησηδιαθέτει ενσωματωμένο dynamic data buffer FIFO 9 KB, μηχανή πεπερασμένης κατάστασης (FSM) και πυρήνα μηχανικής μάθησης (MLC), υποστηρίζοντας την έξυπνη επεξεργασία αισθητήρων στην άκρη.Μπορεί να εκτελέσει βασική προεπεξεργασία δεδομένων κίνησης, αποθήκευση δεδομένων σε αποθήκευση και ανίχνευση ανωμαλιών στο τσιπ, εξαλείφοντας την ανάγκη συχνής συμμετοχής του κύριου τσιπ ελέγχου στους υπολογισμούς δεδομένων,μειώνοντας έτσι σημαντικά το υπολογιστικό φορτίο στην MCU ελέγχου πτήσηςΕπιπλέον, η συσκευή υποστηρίζει εγγενώς λειτουργίες όπως η ανίχνευση στάσης 6D, η ανίχνευση πτώσης, η αφύπνιση κίνησης και οι διακοπές με ένα / δύο κλικ.Μπορεί να προσαρμοστεί απευθείας για την ανάπτυξη των χαρακτηριστικών των drones, συμπεριλαμβανομένης της κλειδώσεως της στάσης., προστασία από πτώση, προειδοποίηση κατά την κατάσταση πτήσης και μη φυσιολογική στάση, απλουστεύοντας έτσι τη διαδικασία ανάπτυξης προγράμματος ελέγχου πτήσης και συντομεύοντας τους κύκλους επανάληψης του προϊόντος.

4Δυνατή αντοχή στις παρεμβολές, κατάλληλη για πολύπλοκες συνθήκες πτήσης

Η εξωτερική πτήση με μη επανδρωμένα αεροσκάφη είναι επιρρεπής στις επιπτώσεις των αναταραχών του αέρα, των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και των δονήσεων του αεροσκάφους, θέτοντας εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για τη σταθερότητα των αισθητήρων.Επικαιροποίησηέχει υποβληθεί σε αυστηρή βαθμονόμηση για την αντοχή σε δονήσεις και ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και διαθέτει ενσωματωμένο μηχανισμό φιλτραρίσματος υλικού.Διαχωρίζει αποτελεσματικά τον θόρυβο που προκαλείται από τις δονήσεις του κινητήρα και τις αναταραχές του αέρα., διασφαλίζοντας την ακρίβεια των δεδομένων των αισθητήρων υπό περίπλοκες συνθήκες, όπως ελιγμοί υψηλής ταχύτητας, αναταραχές σε χαμηλά υψόμετρα και ισχυροί άνεμοι σε μεγάλα υψόμετρα,με τον τρόπο αυτό αποφεύγονται τα ζητήματα ασφάλειας όπως η απώλεια ελέγχου πτήσης και η αστάθεια στάσης που προκαλείται από στρέβλωση των δεδομένων.

ΙΙΙ. Βασικά σενάρια εφαρμογής για τηνΕπικαιροποίησηin Δρόνοι

Χάρη στα συνδυασμένα πλεονεκτήματα της υψηλής ακρίβειας, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και της υψηλής σταθερότητας, ηΕπικαιροποίησηανταποκρίνεται πλήρως στις απαιτήσεις των αισθητήρων ελέγχου πτήσης όλων των τύπων μη επανδρωμένων αεροσκαφών, με ένα ευρύ φάσμα βασικών σενάριων εφαρμογής:

- Αεροφωτογραφικά μη επανδρωμένα αεροσκάφη καταναλωτικού επιπέδου: η ακριβής ανίχνευση στάσης εξασφαλίζει σταθερή αιωρίαση και ακριβή παρακολούθηση της πορείας πτήσης, σε συνδυασμό με την ανεξάρτητη έξοδο δεδομένων SPI anti-shake,επιτρέπει την ηλεκτρονική σταθεροποίηση εικόνας για αεροφωτογραφία, βελτιώνοντας την ποιότητα της εικόνας. Η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας του επεκτείνει αποτελεσματικά την αντοχή της πτήσης για την εναέρια φωτογραφία.

- Μικρά μη επανδρωμένα αεροσκάφη αγώνων: Το υπερ-ευρύ εύρος γωνιακών ταχυτήτων του γυροσκόπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για στροφές υψηλής ταχύτητας, ακραίες στροφές και άλλα ελιγμούς,Ενώ η υψηλής ταχύτητας επικοινωνιακή διεπαφή επιτρέπει απάντηση δεδομένων στάσης σε επίπεδο χιλιοστών δευτερολέπτων, που ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις υψηλής δυναμικής πτήσης των μη επανδρωμένων αεροσκαφών αγώνων.

- βιομηχανικά μη επανδρωμένα αεροσκάφη επιθεώρησης: ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας προσαρμόζεται σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες στο εξωτερικό και σε περίπλοκα περιβάλλοντα πεδίου·Η υψηλής σταθερότητας έκδοση δεδομένων εξασφαλίζει ακριβή πτήση σε σταθερό σημείο και περιπολίες διαδρομής σε σενάρια όπως οι επιθεωρήσεις γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας, περιπολίες ασφαλείας και παρακολούθηση της γεωργίας και των δασών.

- Εκπαιδευτικά και εκπαιδευτικά μικρο-drones: Η υψηλή ολοκλήρωση και η ευκολία ανάπτυξης μειώνουν το κόστος του υλικού και την πολυπλοκότητα ανάπτυξης του εξοπλισμού κατάρτισης,ενώ η σταθερή απόδοση των αισθητήρων πληροί τις απαιτήσεις για εκπαιδευτικές επιδείξεις στάσης και εκπαίδευση πτήσης..

IV. ΣύνοψηΕπικαιροποίησηΑξία εφαρμογής

Ως IMU 6 αξόνων ειδικά βελτιστοποιημένη για εφαρμογές υψηλών επιδόσεων στον αθλητισμό, η STΕπικαιροποίησηΗ ενσωματωμένη αρχιτεκτονική αισθητήρων 6 άξονων,ικανότητα ανίχνευσης πολύ χαμηλού θορύβου, ο ακραίος έλεγχος της κατανάλωσης ενέργειας και τα έξυπνα χαρακτηριστικά επεξεργασίας άκρων δεν λύνουν μόνο τα προβλήματα της βιομηχανίας που σχετίζονται με τις παραδοσιακές IMU των drones, όπως η σημαντική μετατόπιση,υψηλή κατανάλωση ενέργειας και αδύναμη αντίσταση στις παρεμβολές, αλλά και σημαντική μείωση των συνολικών δαπανών σχεδιασμού υλικού και ανάπτυξης λογισμικού μέσω υψηλής ολοκλήρωσης και πολυσυμβατών διεπαφώνΕίτε για ελαφριά drones καταναλωτικού επιπέδου είτε για εξαιρετικά αξιόπιστα drones βιομηχανικού επιπέδου, το LSM6DSO χρησιμεύει ως βασικός αισθητήρας στάσης, παρέχοντας ισχυρή τεχνική υποστήριξη για σταθερή πτήση,ακριβής έλεγχος και έξυπνος έλεγχος του ανέμουΠρόκειται για την προτιμώμενη λύση IMU υψηλής απόδοσης για την αναβάθμιση και την επανάληψη των συστημάτων ελέγχου πτήσης drone.