مدونة الشركة حول ST LSM6DSO IMU عالي الأداء ذو 6 محاور لتطبيقات الطائرات بدون طيار

شينزن مينغجيادا إلكترونيات الشركة المحدودة توفير وإعادة تدوير STLSM6DSOوحدة قياس جدرانية ذات 6 محاور عالية الأداء، مصممة خصيصًا لتطبيقات الطائرات بدون طيار.

في أنظمة تحكم الطيران بدون طيار، وحدة قياس القصور الذاتي (IMU) هو جهاز الاستشعار الأساسي المسؤول عن تقدير الموقف والطيران المستقر والطيران المسار؛ دقة، واستقرار،استهلاك الطاقة وسرعة الاستجابة تحدد مباشرة سلامة الطيران وقدرة المناورة للطائرة بدون طيار. الـ STLSM6DSOهي وحدة تحديد السرعة المتحركة ذات 6 محاور من سلسلة iNEMO ، ومُحسّنة لسيناريوهات الحركة عالية الدقة. إنها تتضمن مقياس تسارع رقمي عالي الدقة ذو 3 محاور ومرشح رقمي عالي السرعة ذو 3 محاور.مع ضجيجها المنخفض جداًاستهلاك طاقة منخفض جداً، عمل مستقر عبر نطاق درجة حرارة واسع وتكامل كبير، وهو مناسب تماماً لمتطلبات نظام التحكم في الطيران من مستوى المستهلك،الطائرات بدون طيار الصناعية والصورة الجوية الصغيرةمما يجعلها المكون الأساسي المفضل لتحديد موقف الطائرات بدون طيار.

أنا.LSM6DSOبنية الأساس ومواصفات الأجهزة الأساسية

يتبنى LSM6DSO تصميم نظام في حزمة شريحة واحدة (SiP) ، يدمج إلى حد كبير مقياس التسارع ذو ثلاثة محاور والزراعة ذات ثلاثة محاور.من خلال القضاء على البنية الزائدة من تكوينات متعددة الرقائق، فإنه يقلل بشكل كبير من المساحة المحتلة على اللوحة، مما يتماشى مع الاتجاه نحو تصميم الأجهزة الخفيفة الوزن والمدمجة في الطائرات بدون طيار.يستخدم الجهاز حزمة 14VFLGA ضيقة جداً مقاس 2.5 ملم × 2.5 ملم × 0.76 ملم ، يوازن بين الحجم المدمج والاستقرار الهيكلي ، وهو مناسب لمتطلبات تخطيط الأجهزة لمختلف طرازات الطائرات بدون طيار ، بما في ذلك طائرات بدون طيار FPV الصغيرة ،طائرات بدون طيار محمولة للتصوير الجوي وطائرات بدون طيار للتفتيش الصناعي.

من حيث نطاقات قياس الأساس والمعايير الكهربائية،LSM6DSOتم ضبطها بدقة لتلبية ظروف الطيران المعقدة للطائرات بدون طيار ، مما يوفر قدرة استثنائية على التكيف مع المعلمات:

- يمكن تكوين نطاقات الكشف بمرونة عبر البرنامج: يدعم عداد التسارع ثلاثي المحاور التبديل متعدد المستويات بين ± 2g، ± 4g، ± 8g و ± 16g،تغطي متطلبات الكشف عن التسارع لظروف تشغيل مختلفة مثل الطيران المستقر، الصعود السريع والغوص والدورات المتحركة والطيران المضطرب. يدعم الجيروسكوب الثلاثي المحور خمسة نطاقات من السرعة الزاوية من ± 125 ديسلتا إلى ± 2000 ديسلتا.قادرة على تلبية متطلبات ضبط الوضع الدقيق في السرعة المنخفضة أثناء الطيران الروتيني، وكذلك سيناريوهات الكشف عن السرعة الزاوية العالية مثل التدحرجات عالية السرعة والمناورات القاسية في طائرات بدون طيار سباقية FPV.

- تشغيل مستقر عبر نطاق واسع من الجهد ودرجة الحرارة: يتراوح جهد التغذية الرئيسي التناظري من 1.71 فولت إلى 3.6 فولت في حين يتم توفير طاقة منفذ I/O بشكل مستقل عند 1.62 فولت ،تتكيف مع تقلبات الجهد النموذجية لمصادر الطاقة من بطاريات الليثيوم أيون الطائرات بدون طيارتتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل من 40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية، مما يتيح للوحدة تحمل درجات حرارة منخفضة على ارتفاعات عالية، درجات حرارة عالية من أشعة الشمس المباشرة في الهواء الطلق،وتقلبات درجة الحرارة في بيئات الميدان المعقدة، وبالتالي ضمان أداء مستقر للمستشعرات في جميع سيناريوهات الطيران.

- التوافق مع العديد من واجهات الاتصالات عالية السرعة: الدعم الأصلي لمواجهات I2C و SPI و MIPI I3C 1.1 عالية السرعة ،مع قناة SPI مساعدة مخصصة قادرة على إصدار بيانات مستشعر مكافحة الاهتزاز بشكل مستقلهذا يلبي متطلبات الاتصال لنقل البيانات عالية السرعة ومكافأة مكافحة الاهتزاز في الوقت الحقيقي في أنظمة التحكم في الطيران بدون طيار.ومتوافق مع بروتوكولات الاتصال من رقائق التحكم في الطيران الرئيسية.

المزايا الأساسية للأداءLSM6DSOمصممة لتطبيقات الطائرات بدون طيار

1ضوضاء منخفضة للغاية ودقة عالية، وضمان حساب موقف دقيق

تسبب مشاكل مثل الانجراف في الطيران، وانحراف الموقف، وتحرك الطائرة في الطائرات بدون طيار إلى حد كبير بسبب الضوضاء المفرطة وتشوه البيانات في أجهزة استشعار IMU.LSM6DSOيستخدم تقنية ST ′s المتقدمة MEMS (النظم الكهربائية الكهربائية) والخوارزميات الخاصة بمعالجة الإشارات ،تمكين كل من الموجات الحركية ومقاييس التسارع لتحقيق خصائص ضوضاء منخفضة للغاية، وبالتالي تقلل بشكل فعال من تداخلات الارتجاف في البيانات الخام. يخرج الجهاز بيانات جدرانية ذات خطية عالية وانحراف صفر منخفض. عندما يتم دمجها مع خوارزميات التحكم في الطيران،هذا يتيح حساب موقف عالية الدقة، مما يقلل بشكل كبير من الانجراف التراكمي أثناء الرحلات الطائرة بدون طيار طويلة.مع القضاء على مشاكل مثل هزة الكاميرا والانحرافات الطيران غير المنضبطة.

2استهلاك طاقة منخفض جداً، مما يزيد من صمود الطيران

صمود الطيران هو مقياس أساسي للأداء للطائرات بدون طيار، واستهلاك الطاقة من قبل أجهزة الاستشعار يؤثر بشكل مباشر على الصمود العام للطائرة.في الوضع التعاوني عالي الأداء حيث يعمل كل من مقياس التسارع والجيروسكوب في نفس الوقت.55 mA. كما يدعم وضع "دائماً على" منخفضة الطاقة ، مما يتيح مراقبة الحركة على مدار الساعة مع استهلاك طاقة ضئيل. مقارنة مع وحدات IMU التقليدية ذات الستة محاور ،انخفض استهلاك الطاقة بشكل كبيردون المساس بأداء أجهزة الاستشعار، فإنه يقلل بشكل فعال من فقدان الطاقة في نظام التحكم في الطيران،تمديد مدة الطيران بشكل كبير للطائرات بدون طيار الصغيرة التي تعمل ببطاريات الليثيوم بشحنة واحدة، وتلبية متطلبات تحسين مدة الرحلة من الطائرات بدون طيار المحمولة للاستهلاك.

3أجهزة استشعار ذكية متكاملة للغاية، تبسيط تطوير وتصميم تحكم الطيران

الـLSM6DSOيحتوي على فيفو متحركة بيانات مدمجة 9 كيلوبايت ، وآلة الحالة المحدودة (FSM) وواحدة تعلم الآلة (MLC) ، تدعم معالجة الاستشعار الذكية في الحافة.يمكنه القيام بمعالجة بيانات الحركة الأساسية، تخزين البيانات في الخزانة واكتشاف الشذوذ على الشريحة، مما يلغي الحاجة إلى الشريحة الرئيسية للتحكم في مشاركة متكررة في حسابات البيانات،مما يقلل بشكل كبير من الحمل الحسابي على وحدة التحكم في الطيرانبالإضافة إلى ذلك، يدعم الجهاز بشكل أصلي وظائف مثل الكشف عن الموقف الـ 6D، وكشف السقوط، واستيقاظ الحركة، والانقطاع بالنقرة الواحدة / المزدوجة.يمكن أن تُعدّل مباشرةً لتطوير ميزات الطائرات بدون طيار بما في ذلك قفل الموقف، حماية السقوط، واستيقظ حالة الطيران والتنبيهات الموقف غير الطبيعي، وبالتالي تبسيط عملية تطوير برنامج التحكم في الطيران وتقصير دورات تكرار المنتج.

4مقاومة قوية للتداخلات، مناسبة لظروف الطيران المعقدة

طيران الطائرات بدون طيار في الهواء الطلق عرضة لتأثيرات الاضطرابات الهوائية والتداخلات الكهرومغناطيسية واهتزازات الهيكل الجوي، مما يضع متطلبات عالية للغاية على استقرار أجهزة الاستشعار.LSM6DSOخضع لمعايرة صارمة لمقاومة الاهتزازات والتداخلات الكهرومغناطيسية ويمتلك آلية تصفية أجهزة مدمجة.إنها تصفح بشكل فعال التداخلات الضوضائية الناجمة عن اهتزازات المحركات وتضخم الهواءضمان دقة بيانات أجهزة الاستشعار في ظل ظروف معقدة مثل المناورات عالية السرعة والاضطرابات في ارتفاعات منخفضة والرياح القوية في ارتفاعات عالية.وبالتالي منع مشاكل السلامة مثل فقدان التحكم في الطيران وعدم استقرار الموقف الناجم عن تشويه البيانات.

III. سيناريوهات التطبيق الأساسيةLSM6DSOفي الطائرات بدون طيار

بفضل مزاياها المشتركة من الدقة العالية، وانخفاض استهلاك الطاقة والاستقرار العالي،LSM6DSOتلبي متطلبات أجهزة استشعار تحكم الطيران من جميع أنواع الطائرات بدون طيار بشكل شامل، مع مجموعة واسعة من سيناريوهات التطبيق الأساسية:

- الطائرات بدون طيار التصوير الجوي من طراز المستهلك: الكشف الدقيق عن الموقف يضمن الطيران المستقر ومتابعة مسار الطيران الدقيق؛ جنبا إلى جنب مع إنتاج البيانات المستقلة SPI مضادة للاهتزاز،يسمح بتثبيت الصورة الإلكترونية للتصوير الجوي، تحسين جودة الصورة؛ إن استهلاكه المنخفض للطاقة يمتد بشكل فعال صمود الطيران للتصوير الجوي.

- طائرات دون طيار سباقية صغيرة: نطاق السرعة الزاوية الواسع جداً للجيروسكوب يستوعب الالتفافات عالية السرعة، والدورات الشديدة وغيرها من المناورات،في حين أن واجهة الاتصال عالية السرعة تمكن استجابة بيانات الموقف على مستوى الميلي ثانية، تلبية متطلبات الطيران الديناميكية العالية من طائرات دون طيار السباق.

- طائرات بدون طيار للتفتيش الصناعي: مجموعة واسعة من درجات الحرارة التشغيلية تتكيف مع درجات الحرارة العالية والمنخفضة في الهواء الطلق والبيئات الميدانية المعقدة.إنتاج البيانات المستقر للغاية يضمن الدوريات الدقيقة للطيران في نقطة ثابتة والمسار في سيناريوهات مثل عمليات تفتيش خطوط الكهرباء، الدوريات الأمنية، ومراقبة الزراعة والغابات.

- الطائرات الصغيرة بدون طيار التعليمية والتدريبية: التكامل العالي وسهولة التطوير يقلل من تكاليف الأجهزة وتعقيد تطوير معدات التدريب،في حين أن أداء أجهزة الاستشعار المستقر يلبي متطلبات عرض المواقف التعليمية وتدريب الطيران.

IV. ملخصLSM6DSOقيمة التطبيق

كوحدة إدارة المياه الداخلية ذات 6 محاور تم تحسينها خصيصًا لتطبيقات الرياضة عالية الأداء ، فإن STLSM6DSOتلبي بالتحديد المتطلبات الأساسية للطائرات بدون طيار: دقة عالية، استهلاك طاقة منخفض، حجم صغير واستقرار عالقدرة الكشف عن الضوضاء المنخفضة للغاية، التحكم في استهلاك الطاقة القوي والخصائص الذكية لمعالجة الحواف لا تحل فقط نقاط الألم في الصناعة المرتبطة بمحركات المراقبة الداخلية التقليدية للطائرات بدون طيار، مثل الانجراف الكبير.استهلاك الطاقة العالي وضعف مقاومة التداخل ولكن أيضا خفض بشكل كبير التكاليف الإجمالية لتصميم الأجهزة وتطوير البرمجيات من خلال التكامل العالي والواجهات المتوافقة متعددةسواء كانت طائرات بدون طيار خفيفة الوزن أو طائرات بدون طيار صناعية موثوقة للغاية، فإن جهاز LSM6DSO يعمل كمستشعر أساسي للموقف، حيث يوفر دعمًا تقنيًا قويًا للطيران المستقر.التحكم الدقيق والتحكم الذكي في الرياحإنه الحل المفضل لجهاز التحكم في الطيران (IMU) عالي الأداء لترقية وتكرار أنظمة التحكم في الطيران بدون طيار.