وبلاگ شرکت در مورد ST LIS3DSH سرعت سنج خطی سه محوری با خروجی دیجیتال SPI / I2C برای برنامه های کاربردی بدون سرنشین

شرکت Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.LIS3DSH، یک سرعت سنج خطی سه محوری با عملکرد بالا و قدرت بسیار کم با خروجی های دیجیتال SPI / I2C، مناسب برای برنامه های بدون سرنشین.

STLIS3DSHیک شتاب سنج خطی سه محوری MEMS با عملکرد بالا و قدرت کم است که به طور خاص برای نظارت بر حرکت پویا، حسگر حالت و تشخیص لرزش طراحی شده است.مجهز به رابط های خروجی دیجیتال دوگانه استاندارد SPI/I2C، آن را ترکیب دقت بالا، ثبات بالا، نویز پایین و پیکربندی انعطاف پذیر، به طور کامل پاسخ به الزامات اصلی برای کنترل پرواز،ارزیابی وضعیت و نظارت بر حرکت در هواپیماهای بدون سرنشین مصرفی و صنعتیاین به عنوان یک جزء مهم حسگر در سیستم های ناوبری و کنترل ایمنی هواپیماهای بدون سرنشین عمل می کند.

درLIS3DSHشامل یک ماشین حالت است که از طریق برنامه نویسی برنامه های سفارشی را امکان پذیر می کند. دستگاه شتاب را با نرخ داده خروجی در محدوده 3.125 هرتز تا 1.6 کلو هرتز اندازه گیری می کند.و دارای محدوده های قابل انتخاب پویا از ±2g است، ±4g، ±6g، ±8g و ±16g

I. ویژگی های اصلیLIS3DSH

محدوده ولتاژ عرضه گسترده: 1.71V تا 3.6V

مصرف برق بسیار کم: مصرف جریان در حالت عملیاتی از 11 تا 225 μA است، بسته به نرخ داده خروجی.

خروجی داده 16 بیتی: داده های شتاب با وضوح بالا را فراهم می کند.

دستگاه های حالت جاسازی شده: دو دستگاه حالت قابل برنامه ریزی برای پیاده سازی تشخیص حرکات، تشخیص سقوط آزاد، توابع بیداری و سایر برنامه ها.

بافر FIFO: بافر یکپارچه برای ذخیره داده ها که نیاز به مداخله مداوم توسط پردازنده میزبان را کاهش می دهد.

سنسور دمایی: سنسور دمایی داخلی برای نظارت بر شرایط محیطی.

عملکرد خود آزمایشی: به کاربران اجازه می دهد تا عملکرد سنسور را در برنامه نهایی تأیید کنند.

II. عملکرد سخت افزاری اصلیLIS3DSHمناسب برای شرایط پرواز درونی پویا

در طول پرواز بدون سرنشین، لازم است تغییرات کوچک سرعت ناشی از انحرافات ظریف در حالت، صعود و نزول سریع، حرکت های رول و پیچ را در زمان واقعی ضبط کنید.و اختلالات جریان هوا.LIS3DSHبا توجه به عملکرد فوق العاده ی سنجش، این نیازها را برآورده می کند.دستگاه همزمان داده های شتاب فضایی را در امتداد X تشخیص می دهد.، محورهای Y و Z. با چگالی سر و صدا به پایین به عنوان 150 μg/√Hz، می تواند با دقت ضبط لرزش های ضعیف و انحراف زاویه ای کوچک در طول پرواز هواپیماهای بدون سرنشین،به طور قابل توجهی افزایش دقت محاسبه حالت و به طور موثر کاهش مشکلات حرکت حالت در طی پرواز در ارتفاع پایین و پرواز آهسته.

سنسور از چهار تنظیم محدوده شتاب قابل برنامه ریزی پشتیبانی می کند ± 2g، ± 4g، ± 8g و ± 16g برای پذیرش الزامات عملیاتی انواع مختلف هواپیماهای بدون سرنشین:هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی درجه مصرف کننده می توانند از محدوده های پایین تر ±2g یا ±4g برای دستیابی به حرکت پایدار و نظارت دقیق ضد لرزش استفاده کنند.بدون سرنشین های مسابقه ای و بدون سرنشین های بازرسی صنعتی می توانند به تنظیمات محدوده بالا ±8g یا ±16g تغییر دهند و به خوبی با سناریوهای پویا با شدت بالا مانند پرواز با سرعت بالا سازگار شوند.مانورهای سریع، و مانورهای غواصی و صعود، در حالی که از تحریف داده ها ناشی از تجاوز از محدوده اندازه گیری جلوگیری می کند. علاوه بر این، سرعت داده های خروجی آن با پهنای باند گسترده انعطاف پذیر است،امکان پاسخ سریع به تغییرات فوری در حالت حرکت هواپیماهای بدون سرنشین و اطمینان از دقت داده های پرواز در زمان واقعی.

از نظر ثبات سخت افزار،LIS3DSHاز فناوری MEMS (سیستم های میکرو الکترو مکانیکی) استفاده می کند و دارای یک عملکرد ساختاری خود آزمایشی سخت افزاری است.این اجازه می دهد تا حالت عملیاتی ماژول سنسور به طور مستقل در طول آزمایش خودکار روشن شدن هواپیماهای بدون سرنشین یا در هنگام پرواز تأیید شود.این دستگاه از یک بسته فشرده استفاده می کند.که باعث می شود آن را کوچک و سبک به طوری که بار را بر روی drone's airframe افزایش نمی دهداین در راستای روند طراحی به سمت هواپیماهای بدون سرنشین سبک تر و کوچکتر است، در حالی که همچنین مقاومت عالی در برابر لرزش و تداخل را ارائه می دهد.که آن را قادر می سازد در حین پرواز در فضای باز به اختلال سنسور ناشی از آشفتگی هوا و ارتعاش غرفه هواپیما مقاومت کند..

3رابط های دوگانه SPI / I2C برای سازگاری با معماری های مختلف سخت افزاری UAV

درLIS3DSHcomes standard with dual industrial-grade digital communication interfaces—I²C and SPI—allowing direct compatibility with mainstream UAV main control chips without the need for additional conversion circuitsاین به طور قابل توجهی طراحی مدار سخت افزاری را ساده می کند، سازگاری سیستم و قابلیت گسترش را افزایش می دهد و از راه حل های سخت افزاری UAV در سطوح مختلف پشتیبانی می کند.

رابط I2C دارای سیم کشی ساده، حداقل استفاده از پین و مصرف انرژی ارتباطات بسیار کم است.که آن را برای هواپیماهای بدون سرنشین کوچک و هواپیماهای بدون سرنشین قابل حمل عکاسی هوایی مناسب می کند.هنگامی که با کنترل کننده اصلی جفت شود، امکان آماده سازی با قدرت کم و نظارت طولانی مدت را فراهم می کند و به طور موثر تحمل پرواز هواپیما را افزایش می دهد.رابط SPI مزایای سرعت انتقال بالا را ارائه می دهد، مقاومت قوی در برابر تداخل و تاخیر داده بسیار کم. این نیاز به انتقال داده با فرکانس بالا از هواپیماهای بدون سرنشین مسابقه با سرعت بالا را برآورده می کند.هواپیماهای بدون سرنشین سنجش صنعتی و هواپیماهای بدون سرنشین بازرسی، تضمین همگام سازی داده های حالت پرواز با سیستم کنترل پرواز در زمان واقعی و ارائه پشتیبانی از داده ها برای تنظیم سریع حالت و اصلاح دقیق مسیر پرواز.رابط دوگانه اجازه می دهد تا برای تغییر انعطاف پذیر بین پیکربندی، که آن را مناسب برای راه حل های واحد با هزینه پایین و راه حل های تجهیزات حرفه ای با عملکرد بالا می کند و انعطاف پذیری استثنایی را ارائه می دهد.

IV.LIS3DSHعملکردهای جاسازی شده هوشمند: افزایش ایمنی پرواز بدون سرنشین و کنترل هوشمند

LIS3DSH شامل انواع الگوریتم های هوشمند تشخیص حرکت و عملکردهای قطع می شود. بدون نیاز به محاسبات مکرر توسط کنترل کننده اصلی،می تواند به طور مستقل حالت حرکت هواپیما را تعیین کند.، کاهش بار محاسباتی بر روی سیستم کنترل پرواز و بهبود کارایی پاسخ سیستم؛ عملکردهای اصلی آن به شدت با سناریوهای کاربرد هواپیماهای بدون سرنشین متناسب است.دستگاه پشتیبانی از حالت 6D و تشخیص جهت گیری، امکان شناسایی در زمان واقعی تغییرات در ارتفاع، چرخش و زاویه های پیش روی هواپیما را فراهم می کند و به طور دقیق وضعیت سطح هواپیما را تعیین می کند.به این ترتیب پشتیبانی از داده های اصلی برای ثبات وضعیت و کالیبراسیون سطح هواپیماهای بدون سرنشین.

علاوه بر این، آن را به شناسایی سقوط آزاد، نظارت بر وضعیت حرکت / بیکار و عملکرد تشخیص ارتعاش تک / دو ضربه برای ارائه حفاظت ایمنی چند لایه ای برای هواپیما بدون سرنشین:قطع کننده سقوط آزاد می تواند به سرعت سقوط های کنترل نشده را شناسایی کند.، که مکانیسم های محافظتی مانند قطع برق اضطراری و انتشار پاراشوتی را برای به حداقل رساندن آسیب ناشی از تصادفات به کار می گیرد؛ تشخیص حرکت / بیکار می تواند تعیین کند که آیا هواپیما بدون سرنشین در حال حرکت است یا خیر.پرواز یا ایستاده، در ارتباط با سیستم کار می کند تا تنظیم مصرف انرژی هوشمند را امکان پذیر کند؛تشخیص لرزش، خرابی های احتمالی مانند لرزش های غیرطبیعی موتور یا اجزای ساختاری را کنترل می کند.، ارائه هشدار های زودهنگام از ناهنجاری تجهیزات برای افزایش ایمنی و ثبات پرواز.

V.LIS3DSHطراحی مصرف انرژی بسیار کم، متناسب با الزامات استقامت UAV

مقاومت UAV یکی از شاخص های اصلی عملکرد است. LIS3DSH دارای حالت های عملیاتی چند سطحی با مصرف انرژی بسیار کم است و از تنظیم مصرف انرژی پویا پشتیبانی می کند.تغییر حالت های عملیاتی با توجه به وضعیت پرواز UAV: در طی پرواز عادی، حالت دریافت داده های استاندارد برای اطمینان از خروجی داده های با دقت بالا فعال می شود.برای کاهش قابل توجهی مصرف انرژی عملیاتی، در هنگام گشت های پرتاب یا نقطه ثابت به حالت کم مصرف برق تغییر می کند.; و در حالت خواب وارد می شود زمانی که بدون یک ماموریت بیکار است، کمترین مصرف باتری را به حداقل می رساند. ولتاژ کار دستگاه با سیستم های تامین برق ولتاژ پایین سازگار است.تطبیق با ویژگی های باتری های لیتیوم یون هواپیماهای بدون سرنشین؛ هیچ تنظیم کننده ولتاژ یا ماژول آداپتور مورد نیاز نیست، بهینه سازی بیشتر مصرف انرژی کلی هواپیما بدون سرنشین و به طور موثر طولانی مدت پرواز آن.

VI. سناریوهای کاربرد کلیدی برایLIS3DSHدر UAV ها

1برآورد حالت پرواز و کنترل ثبات: به دست آوردن داده های تسریع سه محور در زمان واقعی، همراه با ژایروسکوپ ها و مغناطیس سنجها برای دستیابی به همجوشی چند سنسور،امکان پرواز ثابت UAV را فراهم می کند.، تصحیح مسیر پرواز و تعادل حالت، اطمینان از عکاسی هوایی و عملیات نقشه برداری بدون مشکل.

2حفاظت از ایمنی هوشمند: با استفاده از عملکردهای تشخیص سقوط آزاد و حالت غیرطبیعی، محافظت از تصادف، هشدار از دست دادن حالت و نظارت بر نقص های لرزش غیرطبیعی را فراهم می کند.بهبود جامع ایمنی پرواز بدون سرنشین.

3تشخیص هوشمند حالت حرکت: به طور دقیق وضعیت هواپیماهای بدون سرنشین را شناسایی می کند، مانند پرواز، پرواز، شروع / توقف و مانورهای سریع؛در ارتباط با سیستم کنترل پرواز کار می کند تا مدیریت انرژی هوشمند و تغییر خودکار بین حالت های عملیاتی را امکان پذیر کند..

4کمک ضد لرزش با دقت بالا: داده های شتاب دقیق را برای ثبات گیمبال و ثبات تصویر در هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی فراهم می کند.تعویض لرزش های کوچک و انحرافات موضع در قاب هواپیما برای افزایش کیفیت عکاسی هوایی و تصاویر بررسی.

هفتمLIS3DSHخلاصه محصول

سرعت سنج خطی سه محوری ST LIS3DSH، با پنج مزیت اصلی آن: دقت بالا و کم صدا، سازگاری دو رابط، توابع هوشمند یکپارچه،مصرف انرژی بسیار کم و ثبات بالا به طور دقیق نیازهای سناریوی کامل UAV برای کنترل حالت را برآورده می کند، نظارت بر ایمنی، بهینه سازی مصرف برق و ثبات ضد ارتعاش. در مقایسه با سرعت سنج های سنتی، انعطاف پذیری بیشتری در پیکربندی ارائه می دهد.سازگاری گسترده تر و عملکرد بهبود یافته، که به طور جامع نیازهای طراحی هواپیماهای بدون سرنشین مصرف کننده، صنعتی و مسابقه را برآورده می کند.این یک راه حل سنجش هسته ای مقرون به صرفه و بسیار قابل اعتماد برای سیستم های کنترل پرواز هواپیماهای بدون سرنشین است.