وبلاگ شرکت در مورد ST LIS2DH سرعت سنج خطی سه محوری با رابط سریال دیجیتال I2C / SPI برای برنامه های کاربردی بدون سرنشین

شرکت Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. اکسیلومتر خطی سه محوری ST LIS2DH را که مجهز به رابط سریال دیجیتال I2C / SPI است ، برای برنامه های بدون سرنشین مناسب می کند.

ST LIS2DH یک شتاب سنج خطی سه محور کوچک MEMS با کارایی بالا و قدرت کم است که به طور خاص برای سنجش حرکت و حالت، ناوبری جاودان،و برنامه های تشخیص حرکت هوشمنداین دستگاه یک واحد سنجش شتاب سه محور با دقت بالا را ادغام کرده و دارای یک رابط دو سری I2C / SPI دیجیتال جهانی است.این مزایای کلیدی مانند محدوده اندازه گیری تنظیم شده را ارائه می دهد، زمان پاسخ سریع، مقاومت قوی در برابر تداخل، و مصرف انرژی بسیار کم.این کاملا مناسب برای سناریوهای کاربردی اصلی در درجه مصرف کننده و درجه صنعتی بدون سرنشین های multirotor است، از جمله ارزیابی حالت، ثبات پرواز، نظارت بر حرکت و حفاظت از ایمنی، که آن را به یک جزء اصلی حسگر برای سیستم های کنترل پرواز هواپیماهای بدون سرنشین تبدیل می کند.

I. ویژگی های سخت افزاری هسته ای LIS2DH و پارامترهای عملکرد

LIS2DHTR که با استفاده از فناوری پیشرفته MEMS (سیستم های میکرو الکترو مکانیکی) ساخته شده است، همزمان تغییرات شتاب خطی را در امتداد محور X، Y و Z تشخیص می دهد.با دقت تمام حالت حرکت ابعاد را ضبط می کند، شیب، لرزش، غواصی و صعود در طول پرواز هواپیماهای بدون سرنشین، ارائه داده های خام دقیق برای الگوریتم های کنترل پرواز. عملکرد اصلی آن به طور کامل نیازهای شرایط پرواز پیچیده هواپیماهای بدون سرنشین را برآورده می کند.

سنسور LIS2DH از پیکربندی انعطاف پذیر چندین تنظیمات محدوده شتاب را پشتیبانی می کند که چهار حالت را پوشش می دهد: ±2g، ±4g، ±8g، و ±16g تا نیازهای پرواز مدل های مختلف UAV را برآورده کند..برای هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی کوچک در سناریوهای پرواز ثابت یا سرعت پایین، می توان یک محدوده اندازه گیری پایین تر را برای اطمینان از دقت تشخیص انتخاب کرد.برای هواپیماهای بدون سرنشین مسابقه و هواپیماهای بدون سرنشین بازرسی صنعتی که مانورهای پرسرعت را انجام می دهند، پیچیدگی های شدید و لرزش های شدید، سنسور را می توان به حالت ±16g محدوده بالا تغییر داد تا از تحریف داده ناشی از تجاوز از محدودیت های شتاب جلوگیری شود.پوشش جامع تمامی الزامات سنجش حرکت در تمام شرایط عملیاتی هواپیماهای بدون سرنشین.

از نظر سرعت پاسخ و دقت تشخیص، LIS2DHTR عملکرد برجسته ای را با حداکثر نرخ خروجی داده 5.3 kHz ارائه می دهد.می تونه تغییرات لحظه ای در شتاب هواپیما را در سطح میلی ثانیه ثبت کنه، حذف تاخیر داده در طول مانورهای با سرعت بالا و تغییرات ناگهانی در حالت.این دستگاه دارای مدارهای شارژ سیگنال با دقت بالا و واحدهای فیلتر دیجیتال است که به طور موثر صدای تشخیص ناشی از ارتعاش موتور هواپیماهای بدون سرنشین و اختلالات جریان هوا را سرکوب می کند.، که به طور قابل توجهی ثبات داده های موقعیت را افزایش می دهد و پشتیبانی قابل اعتماد برای سیستم کنترل پرواز برای محاسبه دقیق موقعیت پرواز و تصحیح انحراف پرواز را فراهم می کند.در عین حال، تراشه دارای مصرف انرژی بسیار کم است، با هر دو جریان کار و خواب در محدوده میکروآمپر،به طور موثر کاهش مصرف انرژی کل هواپیماهای بدون سرنشین و افزایش عمر باتری برای پاسخگویی به خواسته های عملیات طولانی مدت هواپیماهای بدون سرنشین.

II. مزایای دو رابط دیجیتال I2C/SPI

LIS2DH به صورت استاندارد با دو رابط سریال دیجیتال جهانی I2C و SPI ارائه می دهد که سازگاری استثنایی دارد.این به طور یکپارچه با تراشه های کنترل پرواز بدون سرنشین مانند STM32 و ESP32 ادغام می شود.، با معماری های مختلف سخت افزاری کنترل پرواز سازگار می شود و پیچیدگی توسعه سخت افزاری و عیب یابی هواپیماهای بدون سرنشین را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.

رابط I2C دارای سیم کشی ساده و حداقل استفاده از پین است که آن را برای طراحی های خفیف و فشرده در سطح مصرف کننده ایده آل می کند.این امکان را برای شبکه سازی سنسورهای متعدد و یکپارچه سازی ماژول های حسگر حالت در فضای محدود از قاب هواپیما drone فراهم می کند.، با توجه به الزامات طراحی سبک وزن هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی و هواپیماهای بدون سرنشین حفاظت از محصولات حمل و نقل. رابط SPI نرخ انتقال بالاتر را ارائه می دهد.مقاومت قوی تر در برابر تداخل، و ثبات برتر انتقال داده ها. آن را برآورده می کند فرکانس بالا، نیازهای انتقال داده با سرعت بالا از درجه صنعتی و مسابقه هواپیماهای بدون سرنشیناطمینان از بارگذاری کامل داده های شتاب در زمان واقعی در طی پرواز با سرعت بالا و در شرایط عملیاتی پیچیدهاز این رو از شکست کنترل پرواز ناشی از از دست دادن یا تاخیر بسته های داده جلوگیری می شود.

طراحی افزوده دو رابط باعث می شود که سنسور با انعطاف پذیری استثنایی به سناریوهای مختلف سازگار شود. توسعه دهندگان می توانند به طور انعطاف پذیر روش های ارتباطی را بر اساس اندازه مدل هواپیماهای بدون سرنشین انتخاب کنند.الزامات عملکرد پرواز، و طرح های سیم کشی سخت افزاری، تعادل نیازهای متنوعی مانند کوچک سازی، ثبات بالا و انتقال با سرعت بالا برای حمایت از توسعه و طراحی همه انواع هواپیماهای بدون سرنشین.

III. ارزش اصلی کاربرد در سناریوهای UAV

1برآورد موضع در زمان واقعی و کنترل ثبات پرواز

تمام مانورهای پرواز UAV ٬ از جمله پرتاب ، حرکت ، چرخش و بالا رفتن ٬ بر اساس داده های دقیق موقعیت هستند. LIS2DHTR می تواند داده های شتاب خطی سه محور را در زمان واقعی جمع آوری کند وهمراه با اجزای شتاب گرانشی، با دقت محاسبه زاویه شیب بدن و جابجایی افقی هواپیما بدون سرنشین. کار در ارتباط با داده های ژایروسکوپ برای انجام همجوشی و محاسبه داده های بی وقفه IMU،آن را اشتباهات حالت اصلاح و کمک به سیستم کنترل پرواز در دستیابی به دقیق کنترل حالت حلقه بسته، اطمینان از پرواز بدون سرنشین به آرامی و با سرعت ثابت، به طور موثر مشکلات مانند حرکت بدن و انحراف ناشی از آشفتگی هوا را حل می کند،و به طور قابل توجهی بهبود ثبات عکاسی هوایی و دقت عملیاتی.

2نظارت بر وضعیت حرکت و حفاظت از ناهنجاری

حسگر مي تونه حالت حرکت غيرطبيعي رو در زمان واقعي در طول پرواز بدون سرنشين کنترل کنه، مثل تغييرات ناگهاني در شتاب، لرزه هاي خشن و سقوط هاي سريعتصادفات، یا شکست های برق که باعث از دست دادن کنترل حالت یا نزول سریع می شود، LIS2DHTR می تواند به سرعت سیگنال های شتاب غیرطبیعی را تشخیص دهد و آنها را به طور همزمان به کنترل کننده پرواز منتقل کند.و مکانیسم های محافظتی مانند بازگشت اتوماتیک به خانه را فعال می کند.این کار خطر سقوط و آسیب دیدن UAV را به حداقل می رساند و در نتیجه ایمنی پرواز و قابلیت اطمینان عملیاتی را افزایش می دهد.

3مصرف برق کم برای کار طولانی مدت

مقاومت UAV یکی از معیارهای اصلی عملکرد است. مصرف انرژی بسیار کم LIS2DH ٪ برای عملیات طولانی مدت UAV مناسب است. دستگاه از تغییر بین حالت های قدرت متعدد پشتیبانی می کند.در طی پرواز عادی، آن را در حالت نظارت استاندارد کار می کند تا به دست آوردن داده در زمان واقعی را تضمین کند؛ هنگامی که هواپیما در حالت آماده در حال حرکت است، می تواند به حالت خواب کم مصرف تغییر دهد،کاهش قابل توجهی مصرف برقدر مقایسه با سرعت سنج های سنتی، این به طور موثر مصرف انرژی کل هواپیما را کاهش می دهد.به طور غیرمستقیم، طول پرواز خود را افزایش می دهد و نیازهای عملیاتی هواپیماهای بدون سرنشین را که برای عملیات گسترده در زمینه مانند حفاظت از محصولات استفاده می شود، برآورده می کند.، بازرسي و نقشه برداری.

4کوچک سازی مناسب برای طراحی قاب هواپیمای سبک وزن

LIS2DH دارای یک بسته کوچک و کوچک است که کوچک و سبک وزن است.که باعث می شود آن را به طور کامل برای نیازهای طراحی سبک وزن از هواپیماهای بدون سرنشین میکرو مناسبدر عین حال، این دستگاه مقاومت عالی نسبت به ارتعاش و نوسان درجه حرارت را ارائه می دهد.که آن را قادر می سازد با محیط های سخت پرواز مانند دمای پایین در ارتفاعات بالا سازگار شود.، نوسانات دمای پیچیده در میدان و جریان های هوایی آشفته، اطمینان از دقت تشخیص و ثبات عملیاتی در تمام سناریوها.

IV. خلاصه مناسب بودن درخواست

با مزایای جامع آن، از جمله تشخیص سه محور با دقت بالا، محدوده اندازه گیری قابل تنظیم گسترده، سازگاری با رابط های I2C و SPI، مصرف انرژی بسیار کم،ایمنی بالا در برابر تداخل، و یک طراحی جمع و جور و سبک وزن ST LIS2DHTR دقیقاً نیازهای اصلی سیستم های کنترل پرواز UAV را برآورده می کند.هواپیماهای بدون سرنشین قابل حمل، یا هواپیماهای بدون سرنشین درجه صنعتی برای حفاظت از محصولات کشاورزی، بازرسی و بررسی، این سنسور باعث می شود حسگر حالت و نظارت بر حرکت کارآمد، پایدار و دقیق باشد.این به عنوان یک قطعه حسگر هسته ای مقرون به صرفه برای سیستم های ناوبری و کنترل پرواز بدون سرنشین استفاده می شود.، ارائه ارزش مهندسی استثنایی و کاربرد گسترده در سناریوهای مختلف.