Blog về công ty Module cảm biến IMU 6DoF tích hợp cao BOSCH BMI323 cho bộ điều khiển bay drone

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. cung cấp và tái chế BoschBMI323Mô-đun cảm biến 6DoF Inertial Measurement Unit (IMU) tích hợp cao, phù hợp cho các bộ điều khiển chuyến bay máy bay không người lái.

Trong các hệ thống điều khiển chuyến bay máy bay không người lái, Inertial Measurement Unit (IMU) là thành phần cảm biến cốt lõi cho ước tính thái độ, lơ lửng ổn định và quỹ đạo bay.Tốc độ phản ứng và tiêu thụ năng lượng trực tiếp quyết định độ chính xác điều khiển bay và hiệu suất an toàn của máy bay không người láiBosch.BMI323là một đơn vị đo quán tính 6 độ tự do (6DoF) tích hợp cao được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng cảm biến chuyển động hiệu suất cao,tích hợp các máy đo tốc độ ba trục và các máy quay ba trục vào một con chip duy nhấtKết hợp công nghệ MEMS đã được chứng minh của Bosch với các thuật toán tối ưu hóa phần cứng và tận dụng những lợi thế cốt lõi của nó về độ chính xác cao, tiếng ồn thấp, tiêu thụ năng lượng thấp và tích hợp cao,nó đã trở thành mô-đun cảm biến được lựa chọn cho cả hệ thống điều khiển bay máy bay không người lái cấp tiêu dùng và công nghiệp, hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu cảm biến thái độ bay và điều khiển chuyển động của một loạt các loại máy bay không người lái.

Tôi.BMI323Kiến trúc tích hợp cốt lõi: Chuyển đổi tối giản cho thiết kế điều khiển bay máy bay không người lái

BMI323 sử dụng thiết kế tích hợp cực cao, loại bỏ nhu cầu về chip cảm biến phụ trợ bên ngoài.Một con chip duy nhất có khả năng thu thập dữ liệu chuyển động toàn diện bao gồm gia tốc tuyến tính ba trục và vận tốc góc ba trục để đạt được cảm biến chuyển động và thái độ hoàn chỉnh 6DoF, do đó đơn giản hóa đáng kể kiến trúc phần cứng của các hệ thống điều khiển bay máy bay không người lái.chiếm ít không gian trên bảng, và có thể được điều chỉnh linh hoạt cho các thiết kế bo mạch chủ điều khiển chuyến bay có kích thước khác nhau, bao gồm cả máy bay không người lái FPV vi mô,máy bay không người lái chụp ảnh trên không và máy bay không người lái kiểm tra công nghiệp giảm hiệu quả sự khó khăn của việc thay đổi trọng lượng nhẹ và thu nhỏ thiết bị điều khiển chuyến bay.

Hơn nữa,BMI323chip kết hợp một cảm biến nhiệt độ 16-bit chính xác cao và mạch bù phần cứng,cho phép theo dõi thời gian thực các thay đổi nhiệt độ xung quanh và sửa chữa tự động các độ lệch dữ liệu do biến động nhiệt độĐiều này giải quyết các vấn đề về không chính xác dữ liệu cảm biến do sự khác biệt nhiệt độ giữa độ cao và thấp, cũng như biến đổi nhiệt độ ban ngày và ban đêm ngoài trời.đảm bảo hiệu suất cảm biến ổn định trên toàn bộ phạm vi nhiệt độKết hợp với một bộ đệm dữ liệu FIFO 2KB tích hợp, nó có thể lưu trữ dữ liệu chuyển động tần số cao, ngăn ngừa mất dữ liệu và nói nhầm truyền trong các cuộc thao tác tốc độ cao,đồng thời giảm đáng kể tải trọng xử lý dữ liệu trên MCU điều khiển chính và tăng hiệu quả hoạt động của hệ thống điều khiển chuyến bay.

II. CácBMI323Hiệu suất chính xác cao, tiếng ồn thấp: Xây dựng nền tảng vững chắc cho chuyến bay UAV ổn định

Chìa khoá cho sự lơ lửng ổn định, quay chính xác và bay ổn định của UAV nằm trong đầu ra dữ liệu chính xác của IMU.BMI323 cung cấp độ chính xác đo lường tĩnh và năng động hàng đầu trong ngànhĐồng hồ tăng tốc của nó hỗ trợ chuyển đổi đa phạm vi giữa ± 2g, ± 4g, ± 8g và ± 16g, với độ lệch không điển hình chỉ là ± 35 mg và độ lệch không trong suốt đời được kiểm soát trong vòng ± 50 mg.Với mật độ tiếng ồn tăng tốc thấp đến 180 μg/√Hz, nó có thể chụp chính xác ngay cả rung động nhỏ nhất, lệch ngang và chuyển động dọc của khung máy bay máy bay không người lái.với độ thiên vị không tiêu biểu thấp đến ± 1°/sNó có khả năng đáp ứng các yêu cầu giám sát thái độ chính xác cao cho trượt chậm, ổn định trong máy bay không người lái chụp ảnh trên không,trong khi cũng phù hợp với nhu cầu thu thập dữ liệu vận tốc góc của các động tác cực trong máy bay không người lái đua FPV, chẳng hạn như cuộn tốc độ cao, xoay sắc và lặn nhanh.

CácBMI323cảm biến hỗ trợ tốc độ đầu ra dữ liệu cực cao lên đến 6.400 Hz, cho phép làm mới dữ liệu tần số cao ở mức độ millisecond.Điều này cho phép hệ thống điều khiển chuyến bay để nhận thức được những thay đổi trong thái độ cơ sở máy bay trong thời gian thực, nhanh chóng thực hiện tính toán tư thế và điều chỉnh servo, ngăn chặn hiệu quả các vấn đề như rung động bay, trôi dạt và độ trễ tư thế,và cải thiện đáng kể sự ổn định và tốc độ phản ứng điều khiển của chuyến bay droneSo với các cảm biến IMU truyền thống, BMI323 sử dụng bộ lọc cấp phần cứng và ức chế tiếng ồn để lọc hiệu quả nhiễu gây ra bởi nhiễu gió,rung động động cơ và cộng hưởng khung máy bay, phát ra dữ liệu chuyển động thô sạch và ổn định để cung cấp hỗ trợ dữ liệu đáng tin cậy cho các thuật toán PID điều khiển chuyến bay và thuật toán hợp nhất thái độ.

III.BMI323Thiết kế tiêu thụ năng lượng cực thấp, phù hợp với yêu cầu độ bền của máy bay không người lái

Độ bền bay là một trong những chỉ số hiệu suất chính cho máy bay không người lái. BMI323 đã được tối ưu hóa sâu sắc cho mức tiêu thụ năng lượng trong các thiết bị di động và di động,cân bằng hiệu suất cao với tiêu thụ năng lượng thấpCảm biến hỗ trợ nhiều chế độ tiêu thụ năng lượng: trong chế độ hoạt động tốc độ cao, tiêu thụ năng lượng chỉ là 1.2 mA ở 3.3 giảm V??a khoảng 15% so với các sản phẩm thế hệ trước đó, trong khi ở chế độ ngủ cực thấp, dòng điện hoạt động chỉ là 356 μA,dẫn đến mất điện cực kỳ thấp.

Hơn nữa,BMI323chip tích hợp một loạt các chức năng gián đoạn được kích hoạt bởi chuyển động phần cứng, hỗ trợ các cơ chế kích hoạt sự kiện khác nhau như phát hiện rơi tự do, nghiêng thái độ,chuyển động bắt đầu/ngừng và nhấn để thức dậyKhi máy bay không người lái lơ lửng ổn định, nó tự động đi vào trạng thái giám sát năng lượng thấp.thức dậy chỉ khi một sự thay đổi trong thái độ của khung máy bay được phát hiệnĐiều này làm giảm mức tiêu thụ năng lượng tổng thể của máy bay không người lái, tăng hiệu quả độ bền bay mỗi lần sạc, làm cho nó đặc biệt phù hợp với các ứng dụng như trọng lượng nhẹ,Máy bay không người lái di động và máy bay không người lái được thiết kế cho các nhiệm vụ kiểm tra kéo dài.

IV.BMI323Các giao diện đa dạng và các tính năng thông minh: Tương thích với các hệ thống điều khiển chuyến bay chính thống

BMI323 cung cấp tính tương thích phần cứng và khả năng thích nghi đặc biệt, hỗ trợ nhiều giao diện truyền thông tốc độ cao phổ biến bao gồm I2C, SPI và I3C.Nó tích hợp liền mạch với các chip điều khiển chuyến bay khác nhau như STM32 và PIC, và tương thích với phần lớn các giải pháp điều khiển bay máy bay không người lái nguồn mở và thương mại có sẵn trên thị trường, do đó giảm chi phí phát triển và sửa đổi thiết bị.Các thuật toán phát hiện chuyển động phần cứng tích hợp của nó không phụ thuộc vào sức mạnh xử lý của bộ điều khiển chính; nó có thể độc lập xác định các sự kiện chuyển động cơ bản,do đó giảm tải trọng tính toán trên chương trình điều khiển chính và tăng hiệu quả phản hồi tổng thể của hệ thống điều khiển chuyến bay.

Về an toàn bay máy bay không người lái,BMI323Chức năng phát hiện rơi tự do của cảm biến có thể nhanh chóng xác định các tình huống khi thân máy bay rơi ra khỏi tầm kiểm soát.nó kích hoạt các cơ chế bảo vệ như tắt khẩn cấp và triển khai dù, cải thiện đáng kể an toàn bay máy bay không người lái; chức năng theo dõi nghiêng và chuyển động của nó cho phép cảnh báo về các thái độ không bình thường của máy bay không người lái và chế độ ngủ đông tiết kiệm năng lượng khi đứng yên,phục vụ cho các yêu cầu điều khiển bay thông minh khác nhauHơn nữa, chip hỗ trợ cấu hình tham số được xác định bởi người dùng, cho phép điều chỉnh linh hoạt phạm vi cảm biến, tỷ lệ lấy mẫu và các tham số lọc dựa trên trọng lượng của mô hình máy bay không người lái.khả năng cơ động và kịch bản bay, do đó đáp ứng các yêu cầu hiệu chuẩn điều khiển bay cá nhân.

V. Các kịch bản ứng dụng cơ bản choBMI323trong điều khiển chuyến bay máy bay không người lái

Nhờ những lợi thế toàn diện về tích hợp, độ chính xác cao, tiêu thụ năng lượng thấp và độ ổn định cao, BoschBMI323bao gồm toàn diện tất cả các loại kịch bản cảm biến điều khiển bay máy bay không người lái: lơ lửng chính xácbù đắp thái độ gimbal trơn tru và bay đường bay thông minh cho máy bay không người lái chụp ảnh hàng không cấp tiêu dùng; chụp thái độ thao tác tốc độ cao và kiểm soát chính xác các thao tác cực đoan cho máy bay không người lái đua và tránh chướng ngại vật;Kiểm tra bay ổn định kéo dài và hiệu chuẩn thái độ trong không phận phức tạp cho máy bay không người lái kiểm tra và khảo sát cấp công nghiệpNó đại diện cho một giải pháp IMU cốt lõi thế hệ mới cho máy bay không người lái, cân bằng chi phí.Hiệu suất và độ ổn định.

VI. Tóm lạiBMI323Sản phẩm

Với kiến trúc phần cứng tích hợp cao, độ chính xác đo hàng đầu trong ngành, tiêu thụ năng lượng cực thấp và các tính năng thông minh toàn diện, BoschBMI323Mô-đun cảm biến IMU 6DoF giải quyết các điểm đau liên quan đến các cảm biến IMU máy bay không người lái truyền thống, chẳng hạn như kích thước lớn, tiếng ồn cao, biến động nhiệt độ đáng kể,tiêu thụ điện tương đối cao và khả năng thích nghi kémLà một cảm biến quán tính được thiết kế đặc biệt cho tốc độ cao, độ chính xác cao cảm biến chuyển động, nó hoàn toàn đáp ứng thời gian thực,các yêu cầu cảm biến thái độ chính xác và ổn định của các hệ thống điều khiển bay máy bay không người lái, cho phép điều khiển chuyến bay mượt mà hơn, đáp ứng nhanh hơn và an toàn hơn. Nó là đơn vị đo quán tính được ưa thích cho thế hệ hiện tại của các nâng cấp hệ thống điều khiển chuyến bay máy bay không người lái.