مدونة الشركة حول ADI ADXL313 مقياس تسريع رقمي ثلاثي المحور مع قياس عالي الدقة لتطبيقات الطائرات بدون طيار

شركة شنتشن مينغجيا دا للإلكترونيات المحدودة توفر وتعيد تدوير مستشعر التسارع الرقمي ثلاثي المحاور ADI ADXL313 فائق الاستهلاك للطاقة، والذي يوفر قدرات قياس عالية الدقة ومناسب لتطبيقات الطائرات بدون طيار. هو مستشعر تسارع MEMS رقمي ثلاثي المحاور عالي الأداء وفائق الاستهلاك للطاقة. بالاعتماد على بنية مستشعر كهروميكانيكي دقيق مثبتة، وقدرات قياس عالية الدقة، وتحكم استثنائي في استهلاك الطاقة، فإنه يلبي بدقة المتطلبات الأساسية للطائرات بدون طيار للتصميم خفيف الوزن، وعمر البطارية الطويل، والطيران عالي الاستقرار. إنه المكون الأساسي المفضل لأنظمة استشعار الموقف واكتشاف الحركة في الطائرات بدون طيار الاستهلاكية الصغيرة والمتوسطة الحجم، وطائرات التفتيش الصناعية، وطائرات السباق. يدمج هذا الجهاز وحدة استشعار عالية الدقة، ودائرة تكييف إشارة مخصصة، ووحدة إخراج رقمية، مما يتيح الحصول على بيانات تسارع ثلاثية المحاور بدقة دون الحاجة إلى دوائر طرفية معقدة. إنه يحل بفعالية التحديات التقنية المرتبطة بمراقبة موقف طيران الطائرات بدون طيار، وتصحيح الميل، والتعرف على حالة الحركة.

أولاً. كفاءة الطاقة الاستثنائية لـ تلبي متطلبات مدة الطيران الطويلة للطائرات بدون طيار

تفرض الطائرات بدون طيار متطلبات صارمة للغاية على إدارة استهلاك الطاقة للمستشعرات الموجودة على متنها، حيث أن استهلاك الطاقة في وضع الاستعداد والتشغيل للمستشعرات يحدد بشكل مباشر مدة الطيران الإجمالية للطائرة. بفضل كفاءة الطاقة الرائدة في الصناعة، أصبح ADXL313 أحد الخيارات المثلى لمعدات الطائرات بدون طيار منخفضة الطاقة. يمكن تعديل استهلاك الطاقة للجهاز بشكل تكيفي وفقًا لوضع التشغيل ومعدل البيانات. عند جهد تشغيل قياسي يبلغ 3.3 فولت، يبلغ الحد الأدنى لاستهلاك الطاقة في وضع القياس 30 ميكرو أمبير فقط، بينما يبلغ استهلاك الطاقة في وضع الاستعداد/النوم 0.1 ميكرو أمبير فقط، مما يقلل بشكل كبير من استنزاف الطاقة خلال فترات عدم النشاط أو عندما تحوم الطائرة بدون طيار. يظل تيار التشغيل ثابتًا عبر النطاق الكامل من 0.9 ميكرو أمبير إلى 150 ميكرو أمبير، مما يمثل انخفاضًا في استهلاك الطاقة بأكثر من 40 بالمائة مقارنة بمستشعرات التسارع ثلاثية المحاور من نفس فئة الدقة.ADXL313

نطاق جهد إمداد واسع للغاية من 1.7 فولت إلى 3.5 فولت، مما يسمح بتكييفه مباشرة مع جهود الخرج لبطاريات ليثيوم أيون للطائرات بدون طيار ووحدات تنظيم الجهد دون الحاجة إلى دوائر تحويل جهد إضافية. هذا لا يبسط بنية الأجهزة الموجودة على متن الطائرة ويقلل من الوزن والحجم الإجمالي للطائرة بدون طيار فحسب، بل يتجنب أيضًا فقدان الطاقة وتداخل الإشارة الناجم عن تحويل الجهد، ويلبي تمامًا متطلبات التصميم للطائرات بدون طيار خفيفة الوزن، ومنخفضة الاستهلاك للطاقة، وذات مدة طيران طويلة.

ثانياً. قياسات عالية الدقة وعالية الدقة تضمن استقرار طيران الطائرات بدون طيار

الدقة في موقف الطيران أمر أساسي للتشغيل الآمن والمستقر للطائرات بدون طيار. بفضل بنية الاستشعار السعوي التفاضلي الدقيق المملوكة لشركة ADI وخوارزميات تكييف الإشارة المحسّنة، يوفر ADXL313 دقة قياس ودقة استثنائية، مما يمكّنه من التقاط التغييرات الدقيقة في موقف الطائرة بدون طيار بدقة وتقديم دعم بيانات موثوق لنظام التحكم في الطيران. يتميز الجهاز بدقة ثابتة عالية الدقة تبلغ 13 بت؛ ضمن نطاق القياس القياسي للطائرات بدون طيار ±4g، تصل الحساسية إلى 1024 LSB/g. إنه قادر على اكتشاف الميلات الدقيقة والاهتزازات وتقلبات التسارع أثناء الطيران، وبالتالي القضاء على مشكلات تأخير البيانات ودقتها المرتبطة بالمستشعرات القياسية منخفضة الدقة.ADXL313

بخصائص ضوضاء منخفضة للغاية، مع كثافة ضوضاء نموذجية تبلغ 150 ميكرو جرام/هرتز على المحورين X و Y و 250 ميكرو جرام/هرتز على المحور Z. يقوم بتصفية تداخل الضوضاء عالي التردد الناتج عن اهتزازات المحرك واضطرابات تدفق الهواء أثناء طيران الطائرة بدون طيار بفعالية، مما يوفر بيانات مستشعر خام نظيفة ومستقرة. علاوة على ذلك، يدعم الجهاز أربعة نطاقات قياس قابلة للبرمجة - ±0.5g، ±1g، ±2g، و ±4g - لاستيعاب سيناريوهات طيران الطائرات بدون طيار المختلفة: لسيناريوهات التحويم منخفض السرعة والتفتيش المستقر، يمكن اختيار نطاق أصغر لتعزيز دقة القياس؛ لسيناريوهات الطيران عالي السرعة والمناورة، يمكن اختيار نطاق أكبر لاستيعاب التغييرات اللحظية في التسارع، مما يوفر قابلية تكيف استثنائية.

3. بنية المحسّنة والمخصصة لعمليات الطائرات بدون طيار على متن الطائرة

لمعالجة قيود شرائح التحكم الرئيسية للطائرات بدون طيار من حيث قوة الحوسبة والمتطلبات العالية لبيانات الطيران في الوقت الفعلي، يدمج ADXL313 تقنية مخزن FIFO المدمجة قيد براءة الاختراع. تقوم هذه التقنية بتخزين بيانات القياس ثلاثية المحاور بشكل مستقل، مما يقلل بشكل كبير من حمل قراءة البيانات على معالج التحكم الرئيسي للطائرة بدون طيار. إنه يقلل من استهلاك الطاقة المرتبط بالاستجابات المتكررة والحصول على البيانات بواسطة وحدة التحكم الرئيسية، مع منع فقدان البيانات وتأخيرات أخذ العينات أثناء الطيران عالي السرعة، وبالتالي ضمان النقل في الوقت الفعلي لبيانات الموقف وسلامتها.رابعاً. سيناريوهات التطبيق الأساسية وقيمة

ADXL313

للطائرات بدون طيار

بالاعتماد على مزاياه المجمعة من استهلاك الطاقة المنخفض للغاية، والدقة العالية، والاستقرار العالي، يغطي ADXL313 بشكل شامل تطبيقات وظيفية أساسية عبر أنواع متعددة من الطائرات بدون طيار، ويعمل كمكون استشعار مركزي داخل أنظمة التحكم في طيران الطائرات بدون طيار. فيما يتعلق بالتحكم في استقرار الموقف، يقوم الجهاز بجمع بيانات التسارع ثلاثية المحاور في الوقت الفعلي ويجمعها مع بيانات سرعة الزاوية من الجيروسكوب. من خلال الدمج باستخدام خوارزميات الترشيح، فإنه يخرج زوايا موقف دقيقة، مما يمكّن نظام التحكم في الطيران من ضبط سرعات المحرك في الوقت الفعلي لتصحيح ميل الجسم والانحراف. هذا يضمن أن الطائرة بدون طيار تحوم بثبات وتطير في خط مستقيم، مما يقضي على مشكلات مثل الانجراف والانقلاب.ADXL313

تكامل بيانات التسارع لحساب سرعة طيران الطائرة بدون طيار ومسار الإزاحة بدقة. بالاقتران مع وحدة تحديد المواقع GPS، يتيح ذلك التحويم الثابت عالي الدقة، والتجول في المسار، وإعادة تتبع المسار، مما يجعله مناسبًا للعمليات الدقيقة مثل عمليات التفتيش الصناعية والتصوير الجوي والمسح. كما أنه يتيح اكتشاف ميل الموقف والحماية من الشذوذ، ومراقبة زوايا الميل والانعراج للهيكل في الوقت الفعلي. في حالة تعرض الطائرة بدون طيار لميل مفرط، أو سقوط مفاجئ، أو اهتزازات تصادم، فإنه يقوم بتشغيل آليات الحماية للطوارئ للعودة إلى المنزل والإيقاف بسرعة، مما يعزز سلامة الطيران بشكل كبير. علاوة على ذلك، فإن استهلاكه المنخفض للغاية للطاقة يمد بشكل فعال وقت طيران الشحنة الواحدة للطائرات بدون طيار الاستهلاكية والطائرات بدون طيار ذات التحمل الطويل، ويقلل من استهلاك الطاقة ويحسن الكفاءة التشغيلية الإجمالية.

خامساً. ملخصيجمع مستشعر التسارع الرقمي ثلاثي المحاور ADI

ADXL313