Giới thiệu: “Trái tim cảm biến” của điều khiển bay UAV
Trong hệ thống điều khiển bay của drone, Đơn vị đo lường quán tính (IMU) thực hiện nhiệm vụ cốt lõi là cảm nhận góc nghiêng, vận tốc và vị trí—nó hoạt động như “hệ thống tiền đình tai trong” của hệ thống điều khiển bay, liên tục phát hiện mọi chuyển động tinh tế của máy bay. , của STMicroelectronics, Đơn vị đo lường quán tính iNEMO 6DoF là giải pháp IMU sáu trục hiệu suất cao được thiết kế đặc biệt cho drone, robot và các ứng dụng cảm biến chuyển động khác nhau.
Là sản phẩm chủ lực của dòng iNEMO, LSM6DS3 tích hợp gia tốc kế kỹ thuật số 3 trục và con quay hồi chuyển kỹ thuật số 3 trục trong một gói LGA nhỏ gọn, mang lại khả năng theo dõi chuyển động và phát hiện góc nghiêng có độ chính xác cao với dòng hoạt động kết hợp chỉ 0,90 mA. Dù là drone chụp ảnh trên không cấp tiêu dùng, drone đua hay drone kiểm tra cấp công nghiệp, LSM6DS3 đều cung cấp hỗ trợ dữ liệu quán tính ổn định, chính xác và độ trễ thấp cho hệ thống điều khiển bay.
Tổng quan sản phẩm: IMU 6DoF Hệ thống trong gói (SiP)
, là thiết bị Hệ thống trong gói (SiP) tích hợp gia tốc kế kỹ thuật số 3D và con quay hồi chuyển kỹ thuật số 3D vào một đơn vị duy nhất. Phạm vi toàn thang của gia tốc kế có thể được cấu hình thành ±2, ±4, ±8 hoặc ±16 g, trong khi phạm vi tốc độ góc của con quay hồi chuyển có thể được cấu hình thành ±125, ±250, ±500, ±1000 hoặc ±2000 dps. Đầu ra kỹ thuật số 16 bit, kết hợp với cảm biến nhiệt độ nhúng, cung cấp nền tảng dữ liệu toàn diện cho ước tính góc nghiêng.
Được đặt trong gói LGA-14L có kích thước chỉ 2,5 mm × 3,0 mm × 0,83 mm, thiết bị này lý tưởng cho các thiết kế bảng điều khiển bay drone bị hạn chế về không gian. Phạm vi điện áp cung cấp tương tự là 1,71 V đến 3,6 V và nó hỗ trợ nguồn điện I/O riêng biệt (thấp tới 1,62 V). Phạm vi nhiệt độ hoạt động của nó trải dài từ -40 °C đến +85 °C, làm cho nó phù hợp với nhiều môi trường bay khắc nghiệt ngoài trời.
Về giao diện, LSM6DS3 hỗ trợ cả giao diện nối tiếp I²C và SPI và có bộ đệm FIFO thông minh 4 KB tích hợp hỗ trợ lưu trữ và truy xuất dữ liệu theo lô. Điều này làm giảm đáng kể tần suất ngắt đến MCU điều khiển chính, do đó giảm mức tiêu thụ điện năng tổng thể của hệ thống.
Ưu điểm kỹ thuật chính: Tại sao LSM6DS3 là lựa chọn lý tưởng cho IMU drone
1. Tiêu thụ điện năng cực thấp cho thời gian bay kéo dài
Drone cực kỳ nhạy cảm với mức tiêu thụ điện năng—mỗi miliampe dòng điện đều ảnh hưởng đến thời gian bay. Ở chế độ hiệu suất cao kết hợp, LSM6DS3 chỉ tiêu thụ 0,90 mA và ở chế độ năng lượng thấp, mức tiêu thụ giảm xuống còn 0,65 mA. Tính năng năng lượng thấp “Luôn bật” cho phép cảm biến liên tục phát hiện chuyển động mà không cần đánh thức MCU chính, làm cho nó đặc biệt phù hợp với các drone thông minh yêu cầu chức năng chờ sang chế độ hoạt động.
2. Khả năng chống sốc cao cho điều kiện bay khắc nghiệt
Drone trải qua các cú sốc cơ học cực đoan trong quá trình thao tác mạnh như cất cánh, hạ cánh, vào cua gấp và lộn vòng. Khả năng chống sốc cơ học cao của LSM6DS3 làm cho nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho các nhà thiết kế hệ thống tạo và sản xuất các sản phẩm có độ tin cậy cao. Nó duy trì hiệu suất đo lường ổn định cho dù chịu tác động mạnh mẽ của drone đua hay hoạt động trong môi trường dễ rung động của drone công nghiệp.
3. Cấu hình phạm vi linh hoạt cho các kịch bản bay đa dạng
, cung cấp nhiều phạm vi đo có thể cấu hình:
Phạm vi gia tốc kế: ±2/±4/±8/±16 g
Phạm vi con quay hồi chuyển: ±125/±250/±500/±1000/±2000 dps
Các nhà phát triển có thể linh hoạt chọn phạm vi đo dựa trên đặc điểm động lực học cụ thể của drone của họ—drone chụp ảnh trên không với khả năng bay lơ lửng ổn định có thể chọn phạm vi hẹp hơn để có độ phân giải cao hơn, trong khi drone nhào lộn và drone đua có thể chọn phạm vi rộng hơn để ghi lại các thay đổi vận tốc góc lớn.
4. Các ngắt và chức năng nhúng toàn diện
LSM6DS3 có bộ chức năng phát hiện chuyển động hoàn chỉnh:
Máy đếm bước, phát hiện bước và đếm bước
Phát hiện chuyển động biên độ lớn và phát hiện nghiêng
Ngắt tiêu chuẩn: rơi tự do, đánh thức, phát hiện định hướng 6D/4D, nhấp một lần và nhấp đúp
Các chức năng ở cấp độ phần cứng này làm giảm tải tính toán cho MCU điều khiển bay, cho phép bộ xử lý tập trung vào các thuật toán điều khiển góc nghiêng phức tạp hơn.
5. Hỗ trợ hệ sinh thái phát triển toàn diện
STMicroelectronics cung cấp trình điều khiển C độc lập với nền tảng tiêu chuẩn (C-Driver-MEMS) cho LSM6DS3, làm giảm đáng kể rào cản phát triển. Ngoài ra, thiết bị được tích hợp sâu với hệ sinh thái STM32 được áp dụng rộng rãi, cho phép các nhà phát triển nhanh chóng xây dựng và xác thực các nguyên mẫu điều khiển bay.
Các ứng dụng chính của LSM6DS3 trên Drone
Ước tính góc nghiêng điều khiển bay
Một trong những nhiệm vụ cốt lõi của điều khiển bay UAV là ước tính thời gian thực các góc nghiêng của máy bay (pitch, roll và yaw). LSM6DS3 cung cấp cả dữ liệu gia tốc kế (để phát hiện hướng trọng lực) và dữ liệu con quay hồi chuyển (để tích hợp vận tốc góc), làm cho nó trở thành nguồn dữ liệu lý tưởng cho các thuật toán ước tính góc nghiêng như lọc bổ sung, lọc Kalman mở rộng (EKF) và các phương pháp quaternion.
Trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế, LSM6DS3 đã được áp dụng rộng rãi để ước tính góc nghiêng trong các hệ thống điều khiển bay UAV; tốc độ dữ liệu đầu ra (ODR) cao lên tới 6,6 kHz cung cấp băng thông dữ liệu đủ cho điều khiển thời gian thực cao.
Kiểm soát ổn định và ổn định bay
Đối với UAV đa cánh quạt, hiệu suất thời gian thực và độ chính xác của thông tin góc nghiêng ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định bay. Đầu ra dữ liệu độ trễ thấp của LSM6DS3, kết hợp với độ phân giải 16 bit có độ chính xác cao, cung cấp tín hiệu phản hồi chính xác cho bộ điều khiển PID. Nghiên cứu và kinh nghiệm thực tế đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thuật toán điều khiển góc nghiêng UAV dựa trên IMU dòng LSM6DS3 có thể cải thiện đáng kể độ chính xác điều khiển và khả năng chống nhiễu của máy bay.
Hỗ trợ điều hướng và định vị
Trong môi trường trong nhà hoặc hẻm núi nơi tín hiệu GPS bị mất hoặc yếu, điều hướng UAV phải dựa vào IMU để ước tính vị trí. Dữ liệu gia tốc liên tục và vận tốc góc do LSM6DS3 cung cấp có thể được kết hợp với từ kế bên ngoài (được kết nối qua giao diện chủ I²C phụ trợ) để xây dựng hệ thống la bàn điện tử 9 trục (eCompass), cung cấp cho UAV tham chiếu hướng đáng tin cậy hơn.
Giám sát rung động và sức khỏe kết cấu
Kiểm tra rung động kết cấu của drone đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật hàng không vũ trụ. Độ nhạy cao của , (mật độ nhiễu gia tốc kế là 90 µg/√Hz) cho phép nó ghi lại các tín hiệu rung động yếu, làm cho nó phù hợp để giám sát rung động và đánh giá sức khỏe của các kết cấu quan trọng như cánh tay drone và giá đỡ động cơ.
Thông số kỹ thuật chính trong nháy mắt
Nhà sản xuất: STMicroelectronics
Loại thiết bị: IMU 6 trục (gia tốc kế 3D + con quay hồi chuyển 3D)
Phạm vi gia tốc kế: ±2 / ±4 / ±8 / ±16 g
Phạm vi con quay hồi chuyển: ±125 / ±250 / ±500 / ±1000 / ±2000 dps
Độ phân giải đầu ra: Đầu ra kỹ thuật số 16 bit
Giao diện kỹ thuật số: I²C, SPI (3 dây hoặc 4 dây)
FIFO: FIFO thông minh, lên tới 4 KB
Điện áp cung cấp: 1,71 V đến 3,6 V
Nguồn cấp IO: IO chuyên dụng, tối thiểu 1,62 V
Dòng hoạt động: ~0,90 mA (Chế độ hiệu suất cao kết hợp)
Nhiệt độ hoạt động: -40 °C đến +85 °C
Gói: LGA-14L, 2,5 × 3,0 × 0,83 mm
, LSM6DS3
Các ứng dụng điển hình
Hệ thống điều khiển bay UAV: Ước tính góc nghiêng, ổn định bay
Điều hướng và điều khiển góc nghiêng robot
Tai nghe AR/VR: Theo dõi đầu và cảm biến góc nghiêng
Điện thoại thông minh và máy tính bảng: Xoay màn hình, trò chơi dựa trên chuyển động, đếm bước
Thiết bị đeo: Theo dõi hoạt động trên đồng hồ thông minh và vòng đeo tay thể dục
IoT công nghiệp và giám sát rung động
La bàn điện tử 9 trục: Cung cấp khả năng nhận biết hướng hoàn chỉnh khi kết hợp với từ kế LIS3MDL, LSM6DS3Thẻ: LSM6DS3TR-C
iNEMO IMU 6 trục chính hãng của STMicroelectronics và cung cấp các dịch vụ mua lại giá trị cao. Kho hàng Thâm Quyến của chúng tôi luôn có sẵn các sản phẩm này. Chúng tôi đảm bảo sản phẩm chính hãng 100% và hỗ trợ giao hàng nhanh chóng cho cả mẫu số lượng nhỏ và sản xuất quy mô lớn.Thẻ: LSM6DS3T, LSM6DS3T, LSM6DS3T,
Người liên hệ: Mr. Sales Manager
Tel: 86-13410018555
Fax: 86-0755-83957753
Vietnamese
