Блог компании ST LIS3DSH Трехосный линейный акселерометр с цифровым выходом SPI/I2C для применения дронов

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. поставляет и перерабатываетLIS3DSH, высокопроизводительный, сверхнизкомощный трехосевой линейный акселерометр с цифровыми выходами SPI/I2C, подходящий для применения в дронах.

СТLIS3DSHявляется высокопроизводительным, маломощным, трехосновым линейным акселерометром MEMS, специально разработанным для мониторинга динамического движения, определения положения и обнаружения вибрации.Оснащены стандартными двумя интерфейсами цифрового вывода SPI/I2C, он сочетает в себе высокую точность, высокую стабильность, низкий уровень шума и гибкую конфигурацию, отлично отвечающую основным требованиям управления полетом,оценка положения и мониторинг движения в потребительских и промышленных дронахОн служит ключевым компонентом в системе навигации и контроля безопасности дронов.

ВLIS3DSHвключает в себя станционную машину, позволяющую настраивать приложения с помощью программирования. Устройство измеряет ускорение с скоростью вывода данных от 3,125 Гц до 1,6 кГц,и имеет динамически подбираемые диапазоны ±2g, ±4g, ±6g, ±8g и ±16g.

I. Основные особенностиLIS3DSH

Широкий диапазон напряжения питания: от 1,71 до 3,6 В

Сверхнизкое потребление энергии: потребление тока в рабочем режиме колеблется от 11 до 225 мкА в зависимости от скорости передачи данных.

16-битный выход данных: предоставляет высокоразрешенные данные о ускорении.

Встроенные машины состояния: две программируемые машины состояния для реализации распознавания жестов, обнаружения свободного падения, функций пробуждения и других приложений.

FIFO-буфер: интегрированный буфер первого входа, первого выхода (FIFO) для хранения данных, уменьшающий необходимость непрерывного вмешательства хост-процессора.

Датчик температуры: встроенный датчик температуры для мониторинга условий окружающей среды.

Функция самоиспытания: позволяет пользователям проверять функциональность датчиков в пределах конечного приложения.

II. Основная аппаратная производительностьLIS3DSHПодходит для динамических условий полета дронов

Во время полета беспилотника необходимо зафиксировать в реальном времени крошечные изменения ускорения, вызванные незначительными отклонениями от положения, быстрыми подъемами и спусками, движениями поворота и откидыва,и нарушения воздушного потока.LIS3DSHОн отвечает этим требованиям динамического мониторинга благодаря своим выдающимся характеристикам.Устройство одновременно обнаруживает данные пространственного ускорения вдоль XС плотностью шума до 150 мкг/√Гц, он может точно улавливать слабые вибрации и крошечные угловые отклонения во время полета дронов.значительное улучшение точности расчета положения и эффективное смягчение проблем дрейфа положения во время полета на малой высоте и медленного парирования;.

Датчик поддерживает четыре программируемые настройки диапазона ускорения ±2g, ±4g, ±8g и ±16g для удовлетворения эксплуатационных требований различных типов беспилотных летательных аппаратов:Беспилотные летательные аппараты потребительского класса могут использовать более низкие диапазоны ±2g или ±4g для достижения стабильного навигации и точного мониторинга от колебаний; беспилотные летательные аппараты для гонок и промышленных инспекционных беспилотных летательных аппаратов могут переключаться на настройки высокого диапазона ±8 г или ±16 г, идеально адаптируясь к динамическим сценариям высокой интенсивности, таким как высокоскоростной полет,быстрые маневры, и маневры погружения и восхождения, при этом предотвращая искажение данных, вызванное превышением диапазона измерений.обеспечивает быстрый ответ на мгновенные изменения состояния движения дрона и обеспечивает точность данных о полете в режиме реального времени;.

С точки зрения стабильности оборудования,LIS3DSHиспользует проверенную технологию MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) и имеет встроенную функцию самоиспытания аппаратного обеспечения.Это позволяет самостоятельно проверять рабочее состояние сенсорного модуля во время самоиспытания запуска дрона или во время полета.Устройство использует компактную упаковку, которая позволяет быстро выявлять неисправности оборудования и повышать надежность работы.что делает его маленьким и легким, чтобы не увеличивать нагрузку на фрейм дрона.Это соответствует тенденции к более легким и меньшим дронам, при этом предлагая отличную устойчивость к вибрациям и помехам.позволяющий ему выдерживать помехи датчиков, вызванные турбулентностью воздуха и вибрациями корпуса при полете на открытом воздухе.

3. Двойные интерфейсы SPI/I2C для совместимости с различными архитектурами аппаратного обеспечения БПЛА

ВLIS3DSHcomes 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 circuitsЭто значительно упрощает конструкцию аппаратных схем, повышает совместимость и расширяемость системы и поддерживает аппаратные решения беспилотных летательных аппаратов на различных уровнях.

Интерфейс I2C имеет простую проводку, минимальное использование пин и чрезвычайно низкое потребление энергии связи,что делает его подходящим для небольших дронов потребительского класса и портативных дронов для аэрофотосъемкиВ сочетании с главным контроллером он позволяет работать в режиме ожидания с низкой энергоемкостью и продлевать мониторинг круизного хода, эффективно повышая выносливость полета дрона.Интерфейс SPI предлагает преимущества высоких скоростей передачи, высокая стойкость к помехам и чрезвычайно низкая задержка передачи данных.беспилотные летательные аппараты для геодезии и инспекции промышленного класса, обеспечивая синхронизацию данных о положении полета в режиме реального времени с системой управления полетом и обеспечивая поддержку данных для быстрой коррекции положения и точных коррекций траектории полета.Двойные интерфейсы позволяют гибко переходить между конфигурациями, что делает его подходящим как для недорогих решений с одним блоком, так и для высокопроизводительных решений профессионального оборудования, предлагая исключительную адаптивность.

IV.LIS3DSHИнтеллектуальные встроенные функции: повышение безопасности полетов дронов и интеллектуальное управление

LIS3DSH включает в себя множество интеллектуальных алгоритмов обнаружения движения и функций прерывания.Он может самостоятельно определять состояние движения дрона., уменьшая вычислительную нагрузку на систему управления полетом и повышая эффективность отклика системы; ее основные функции в значительной степени адаптированы к сценариям применения дронов.Устройство поддерживает 6D расположение и ориентацию обнаружения, что позволяет в режиме реального времени определять изменения наклона, колебания и углов наклона дронов и точно определять статус или уровень корпуса,наклоненный или перевернутый, обеспечивая таким образом базовую поддержку данных для стабилизации положения дронов и калибровки уровня.

Кроме того, он интегрирует функции обнаружения свободного падения, мониторинга состояния движения/изоляции и обнаружения вибрации с одним/двойным нажатием, чтобы обеспечить многоуровневую защиту безопасности дрона:прерыватель свободного падения может быстро определить неконтролируемые падения, запускающие защитные механизмы, такие как аварийное отключение питания и развертывание парашюта для минимизации ущерба от столкновений; обнаружение движения / простоя может определить, находится ли дрон в воздухе,летающий или неподвижный, работающие совместно с системой для обеспечения интеллектуального регулирования потребления энергии;обнаружение вибраций контролирует потенциальные неисправности, такие как аномальные вибрации двигателя или свободные структурные компоненты, обеспечивая раннее предупреждение об аномалии оборудования для повышения безопасности и стабильности полетов.

В.LIS3DSHКонструкция сверхнизкого энергопотребления, адаптированная к требованиям к выносливости БПЛА

Устойчивость БПЛА является одним из основных показателей производительности. LIS3DSH имеет многоуровневые режимы работы с ультранизким потреблением энергии и поддерживает динамическое регулирование потребления энергии.переключение режимов работы в соответствии со состоянием полета БПЛА: при нормальном полете стандартный режим сбора данных активируется для обеспечения высокой точности вывода данных;переключается на режим низкой мощности во время патрулирования на воздухе или на фиксированной точке, чтобы значительно снизить эксплуатационное потребление энергии; и переходит в режим покоя при простое время без выполнения задания, минимизируя расход батареи.соответствие характеристикам литий-ионных батарей дронов; не требуется регулятор напряжения или модуль адаптера, что еще больше оптимизирует общее потребление энергии дронов и эффективно продлевает продолжительность полета.

VI. Ключевые сценарии примененияLIS3DSHв БПЛА

1Оценка положения полета и контроль стабилизации: получение в режиме реального времени данных о трехосевом ускорении в сочетании с гироскопами и магнитометрами для достижения мультисенсорного слияния.позволяет стабильному беспилотному летательному аппарату плавать, коррекция траектории полета и балансировка положения, обеспечивая бесперебойную аэрофотосъемку и съемку.

2Интеллектуальная защита безопасности: используя функции обнаружения свободного падения и ненормального положения, он обеспечивает защиту от столкновений, предупреждения о потере положения и мониторинг ненормальных колебаний,всестороннее повышение безопасности полетов дронов.

3. Интеллектуальное распознавание состояния движения: точно определяет состояния дронов, такие как полет, навигация, старт/стоп и быстрые маневры;работает в сочетании с системой управления полетом для обеспечения интеллектуального управления мощностью и автоматического переключения между режимами эксплуатации.

4Высокоточная анти-шок-помощь: предоставляет точные данные о ускорении для стабилизации гимбалов и стабилизации изображения в дронах для аэрофотосъемки,компенсирование крошечных вибраций и отклонений положения в корпусе самолета для повышения качества аэрофотосъемки и съемки изображений..

VII.LIS3DSHРезюме продукта

Трехосный линейный акселерометр ST LIS3DSH с пятью основными преимуществами: высокая точность и низкий уровень шума, совместимость с двумя интерфейсами, интегрированные интеллектуальные функции,Сверхнизкое потребление энергии и высокая стабильность точно отвечает требованиям UAV для управления положениемПо сравнению с традиционными акселерометрами, он предлагает большую гибкость в конфигурации.более широкая адаптивность и улучшенная функциональность, всесторонне удовлетворяя требованиям к конструкции потребительских, промышленных и гоночных дронов.Он представляет собой экономически эффективное и высоко надежное решение для управления полетами беспилотных летательных аппаратов.