وبلاگ شرکت در مورد شتاب‌سنج دیجیتال ۳ محوره ADI ADXL312 با اندازه‌گیری با وضوح بالا برای کاربردهای پهپاد

شرکت شنژن مینگجیادا الکترونیکس با مسئولیت محدود، شتاب‌سنج دیجیتال سه محوره کم‌مصرف ADI ADXL312 را عرضه و بازیافت می‌کند که قابلیت اندازه‌گیری با وضوح بالا را ارائه می‌دهد و برای کاربردهای پهپاد مناسب است.مشخصات اساسی کلیدی ADXL312

ADXL312 یک سیستم اندازه‌گیری شتاب سه محوره کاملاً یکپارچه و کامل است که قادر به تشخیص دقیق شتاب دینامیکی و استاتیکی در هر سه محور بدون نیاز به مدارهای شرطی‌سازی جانبی اضافی است. مشخصات سخت‌افزاری اصلی آن الزامات اساسی کاربردهای UAV را برای سبکی، مصرف کم انرژی و دقت بالا برآورده می‌کند. مشخصات خاص به شرح زیر است:- مصرف انرژی فوق‌العاده کم: با مدیریت انرژی تطبیقی، مصرف انرژی معمول در حالت اندازه‌گیری با ولتاژ 3.3 ولت تا 57 میکروآمپر کاهش می‌یابد، در حالی که مصرف در حالت آماده به کار/خواب فقط 0.1 میکروآمپر است. مصرف انرژی به طور خودکار بر اساس پهنای باند تشخیص تنظیم می‌شود و الزامات اندازه‌گیری بی‌درنگ را با نیازهای کم‌مصرف متعادل می‌کند و در نتیجه بار کلی انرژی پهپاد را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. جریان عملیاتی معمول فقط 170 میکروآمپر است که بسیار بهتر از شتاب‌سنج‌های سنتی در همان کلاس است.

- پیکربندی ارتباطات و ذخیره‌سازی: از دو رابط ارتباطی دیجیتال جهانی - SPI (3 سیم/4 سیم) و I²C - پشتیبانی می‌کند و آن را با تراشه‌های کنترل پهپاد اصلی سازگار می‌کند و سازگاری استثنایی را ارائه می‌دهد؛ دارای بافر داده FIFO داخلی 32 سطحی است که به طور خودکار داده‌های اندازه‌گیری را در حالی که کنترل‌کننده اصلی در حالت خواب است، ذخیره می‌کند و نیاز به بیدار شدن مکرر برای نمونه‌برداری را کاهش می‌دهد و مصرف انرژی کلی سیستم را بیشتر بهینه می‌کند.

در طول پرواز، پهپادها مستعد تلاطم هوا و ارتعاشات جزئی بدنه هستند. اگر انحرافات جزئی وضعیت به موقع تشخیص داده و اصلاح نشوند، این امر می‌تواند منجر به انحراف شناوری و انحراف مسیر شود. معماری نمونه‌برداری با دقت بالای 13 بیتی ADXL312 تغییرات جزئی در شتاب بدنه را ثبت می‌کند و داده‌های وضعیت سه محوره را برای زاویه غلتش، زاویه پیچ و زاویه انحراف به دقت جمع‌آوری می‌کند. این دستگاه با الگوریتم‌های ادغام داده که از ژیروسکوپ‌ها و فشارسنج پهپاد استفاده می‌کنند، به محاسبه وضعیت با دقت بالا دست می‌یابد و به طور موثر ارتعاشات پرواز را سرکوب کرده و تداخل جریان هوا را خنثی می‌کند تا از شناوری پایدار و پرواز دقیق نقطه به نقطه اطمینان حاصل شود. در عین حال، طراحی تطبیقی چندرنجی آن با پرواز با سرعت کم و پایدار پهپادهای عکاسی هوایی کوچک و مانورهای با سرعت بالا و تغییرات ناگهانی وضعیت که مشخصه پهپادهای مسابقه‌ای است، سازگار است.

2. مصرف انرژی بسیار کم، افزایش قابل توجه زمان پرواز پهپاد

زمان پرواز کوتاه یک نقطه درد کلیدی برای پهپادهای کوچک و پهپادهای عکاسی هوایی قابل حمل است و نمونه‌برداری مداوم توسط سنسورهای روی برد یکی از منابع اصلی مصرف انرژی دستگاه است. طراحی فوق‌العاده کم‌مصرف میکروآمپری پیشگامانه ADXL312، همراه با یک مکانیزم هوشمند بیدارباش حرکت، از تشخیص هوشمند وضعیت فعال و ثابت پشتیبانی می‌کند. این دستگاه می‌تواند سیگنال‌های وقفه را از طریق آستانه‌های شتاب قابل تنظیم فعال کند و مدیریت انرژی هوشمند را فعال کند که 'نمونه‌برداری را در حین حرکت فعال کرده و برای کاهش مصرف انرژی در حالت سکون وارد حالت خواب می‌شود'. بافر FIFO داخلی فرکانس نمونه‌برداری و بار محاسباتی تراشه کنترل اصلی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و مصرف انرژی را هم در سطح سنسور و هم در سطح سیستم کاهش می‌دهد. این امر به طور موثر استقامت پرواز پهپاد را در هر پرواز افزایش می‌دهد بدون اینکه دقت تشخیص پرواز را به خطر بیندازد.

3. یکپارچگی و پایداری بالا، مناسب برای شرایط عملیاتی پیچیده UAV

سنسور ADXL312 به مدارهای شرطی‌سازی خارجی مانند فیلترها یا تقویت‌کننده‌ها نیاز ندارد. با سطح بالای یکپارچگی و حداقل مدار جانبی، طراحی سخت‌افزار کنترل پرواز UAV را ساده می‌کند، اندازه برد کنترل پرواز را کاهش می‌دهد و با روند طراحی پهپادهای کوچکتر و سبک‌تر همسو می‌شود. همچنین مقاومت عالی در برابر ارتعاش و تداخل دارد و قادر به تحمل ارتعاشات مکانیکی ناشی از عملکرد موتور پهپاد و پرواز با سرعت بالا است و از خروجی داده شتاب پایدار و بدون اعوجاج اطمینان حاصل می‌کند. این امر از قضاوت اشتباه کنترل پرواز و از دست دادن کنترل وضعیت ناشی از نویز داده جلوگیری می‌کند. محدوده دمای عملیاتی گسترده آن نیز نیازهای دماهای متغیر در سناریوهای مختلف مانند عکاسی هوایی در فضای باز، بازرسی میدانی و عملیات در ارتفاع بالا را برآورده می‌کند.

سناریوهای کاربردی اصلی ADXL312 در پهپادها

به عنوان یک جزء اصلی واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU) پهپاد، ADXL312 داده‌های بی‌درنگ در مورد شیب استاتیک سه محوره و شتاب دینامیکی را ثبت می‌کند و یک مرجع دقیق برای وضعیت بدنه به سیستم کنترل پرواز ارائه می‌دهد. این امر به تصحیح خودکار تثبیت و کنترل وضعیت حلقه بسته کمک می‌کند، مشکلاتی مانند انحراف شناوری و لرزش پرواز را حل می‌کند و پایداری فیلم‌برداری هوایی و دقت کنترل پرواز را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

2. تشخیص وضعیت حرکت و هشدار اولیه وضعیت3. توسعه سیستم‌های پهپاد کم‌مصرف و با استقامت طولانی

برای دستگاه‌های حساس به انرژی مانند پهپادهای مصرفی قابل حمل، پهپادهای بازرسی با استقامت طولانی و پهپادهای کوچک سم‌پاش، مصرف انرژی فوق‌العاده کم ADXL312 - که در مقیاس میکروآمپر اندازه‌گیری می‌شود - مصرف انرژی سیستم سنجش را به حداقل می‌رساند. این امر با استراتژی‌های هوشمند خواب و بیدارباش، مصرف باتری را در طول کروز طولانی و شناوری ثابت به طور قابل توجهی صرفه‌جویی می‌کند و در نتیجه استقامت کلی سیستم را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد و نیازهای عملیات میدانی طولانی و عکاسی هوایی معمول را برآورده می‌کند.

4. تخمین مسیر و جابجاییخلاصه کاربردهای محصول ADXL312

شتاب‌سنج دیجیتال سه محوره ADXL312 شرکت ADI چندین مزیت اصلی - از جمله اندازه‌گیری با وضوح بالا، مصرف انرژی فوق‌العاده کم، اندازه فشرده، پایداری بالا و سازگاری قوی - را ترکیب می‌کند تا الزامات اصلی پهپادها برای سنجش وضعیت را به دقت برآورده کند: 'دقت بالا، مصرف کم انرژی، قابلیت اطمینان بالا و طراحی سبک'. در مقایسه با شتاب‌سنج‌های سنتی، ویژگی‌های متمایز آن - مانند مدیریت انرژی تطبیقی، تشخیص حرکت هوشمند و بافر داده FIFO - نه تنها دقت و پایداری کنترل پرواز پهپاد را تضمین می‌کند، بلکه چالش استقامت پرواز محدود را نیز به طور موثر برطرف می‌کند و در عین حال توسعه سخت‌افزار را ساده می‌کند. در حال حاضر، این دستگاه به طور گسترده در پهپادهای مختلف کم‌ارتفاع بدون سرنشین، از جمله پهپادهای عکاسی هوایی مصرفی، پهپادهای بازرسی صنعتی کوچک و پهپادهای کوچک حفاظت از محصولات زراعی استفاده می‌شود و یک راه حل مقرون به صرفه و با کارایی بالا برای سیستم‌های سنجش اینرسی کنترل پرواز پهپاد ارائه می‌دهد.