Şirket Blog About ST L3GD20 Drone için I2C/SPI Dijital Çıkışlı Düşük Güçlü Üç Eksenli Jiroskop

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd., ST düşük güçlü üç eksenli jiroskop tedarik eder ve geri dönüştürür, I2C/SPI dijital çıkış özelliğine sahiptir ve drone uygulamaları için uygundur.

üç eksenli jiroskop, beş temel özelliği—16 bit yüksek hassasiyetli algılama, üç seviyeli ayarlanabilir aralık, çift I2C/SPI arayüzleri, katmanlı ultra düşük güç tüketimi ve geniş bir sıcaklık aralığında yüksek stabilite—ile drone duruş algılama için temel gereksinimleri mükemmel bir şekilde karşılar. Yüksek hassasiyeti düşük güç tüketimiyle, çok yönlülüğü ise stabiliteyle dengeleyerek, yalnızca giriş seviyesi dronlarda yaygın olarak bulunan yetersiz doğruluk ve aşırı sapma sorunlarını çözmekle kalmaz, aynı zamanda üst düzey sensörlerin yüksek güç tüketimi ve yüksek maliyet dezavantajlarından da kaçınır. Sonuç olarak, küçük ve orta ölçekli dronların uçuş kontrol sistemleri için olağanüstü uygun maliyetli ve yüksek stabiliteye sahip bir çekirdek ataletsel sensör bileşeni haline gelmiş ve drone duruş algılama ve ataletsel navigasyon sistemleri için klasik tercih edilen çözüm olmaya devam etmektedir. yüksek performanslı, düşük güçlü bir MEMS üç eksenli dijital jiroskop olup, özellikle hareket ve duruş tespiti, ataletsel navigasyon ve dinamik stabilizasyon kontrolü gibi uygulamalar için tasarlanmıştır. Cihaz, yüksek hassasiyetli bir üç eksenli açısal hız algılama ünitesi entegre eder ve evrensel bir çift I²C/SPI dijital arayüzüne sahiptir. Kontrol edilebilir güç tüketimi, ayarlanabilir ölçüm aralığı, yüksek stabilite ve düşük sıcaklık sapması gibi temel avantajlar sunar. Çok rotorlu, sabit kanatlı uçaklar, küçük tarım dronları ve yarış dronları dahil olmak üzere çeşitli drone türlerinin duruş tahmini ve uçuş stabilizasyon kontrol gereksinimleri için mükemmel şekilde uygundur, bu da onu drone uçuş kontrol sistemleri için klasik bir çekirdek sensör bileşeni haline getirir.

I.

standart olarak hem I2C hem de SPI evrensel dijital iletişim arayüzleriyle birlikte gelir, bu da çeşitli mimarilere sahip uçuş kontrol sistemleriyle uyumluluk sağlar. Tüm hafif, yüksek performanslı uçuş kontrol sistemlerinin tasarım gereksinimlerini karşılayan olağanüstü donanım uyumluluğu sunar. X, Y ve Z eksenleri boyunca gerçek zamanlı dönme açısal hızını aynı anda algılayabilen tamamen entegre bir üç eksenli MEMS açısal hız sensörüdür. Analog hareket sinyallerini yüksek çözünürlüklü dijital çıkışa dönüştüren yerleşik bir 16 bit yüksek hassasiyetli ADC dönüştürme ünitesine sahiptir, bu da ek analog-dijital dönüştürme devrelerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve böylece uçuş kontrol donanım tasarımını basitleştirir. Cihaz, küçük boyutlu ve yüksek titreşim direnci sunan kompakt bir LGA paketi kullanır, bu da hafif ve minyatürleştirilmiş İHA'lar için donanım tasarım gereksinimlerini karşılar. Ayrıca, -40 °C ila +85 °C arasındaki geniş bir sıcaklık aralığında kararlı çalışmayı destekler, bu da yüksek irtifalar, aşırı sıcaklıklar ve karmaşık hava akımları gibi İHA uçuş koşullarıyla başa çıkmasını sağlar.

standart olarak hem I2C hem de SPI evrensel dijital iletişim arayüzleriyle birlikte gelir, bu da çeşitli mimarilere sahip uçuş kontrol sistemleriyle uyumluluk sağlar. Tüm hafif, yüksek performanslı uçuş kontrol sistemlerinin tasarım gereksinimlerini karşılayan olağanüstü donanım uyumluluğu sunar.II.

L3GD20

L3GD20- Yapılandırılabilir algılama aralığı: Farklı drone modellerini karşılamak üzere üç açısal hız aralığı arasında geçişi destekler—±250 dps, ±500 dps ve ±2000 dps. Düşük aralık, hava fotoğrafçılığı dronlarında kararlı havada asılı kalma ve yavaş uçuş için yüksek hassasiyetli algılama gereksinimlerini karşılar, yüksek aralık ise yarış dronları ve yüksek hızlı manevra yapan dronlarda hızlı duruş sapması tespiti için uygundur.

- Yüksek hassasiyetli örnekleme çıkışı: Yerleşik 16 bit dijital çıkış çözünürlüğüne sahiptir, açısal hız gürültü yoğunluğu 0.011°/s/√Hz kadar düşüktür ve mükemmel sıfır ofset kararlılığına sahiptir. Drone'un eğim, yuvarlanma ve sapma dahil olmak üzere duruşundaki küçük değişiklikleri doğru bir şekilde yakalayabilir ve uçuş kontrolörü PID ayarı için hassas veri desteği sağlar.

- Yüksek çıkış hızı: Maksimum çıkış veri hızı (ODR) 800 Hz'e kadar, yüksek frekanslı duruş verisi güncellemelerini destekler, drone uçuş gecikmesini etkili bir şekilde azaltır ve yüksek hızlı manevralar ve duruş düzeltmeleri sırasında gecikme ve sapmayı önler.

- Geniş çalışma voltajı aralığı: 2.2 V ila 3.6 V çalışma voltajı, drone uçuş kontrolörlerinde yaygın olarak kullanılan 3.3 V güç kaynağı sistemleriyle uyumludur; seviye kaydırma devresi gerekmez, mükemmel donanım uyumluluğu sağlar.

- Katmanlı kontrollü ultra düşük güç tüketimi: Normal çalışma modunda akım tüketimi yalnızca 6,1 mA, uyku modunda 5 µA, bekleme modunda ise 1 µA'dır. Dinamik güç anahtarlamayı destekler, drone bekleme ve havada asılı kalma durumlarında güç tüketimini önemli ölçüde azaltır, böylece genel uçuş süresini uzatır.

- Yerleşik veri önbelleği: Duruş verilerini tamponlayabilen entegre 32 seviyeli FIFO önbelleğine sahiptir, ana kontrol çipi tarafından okuma sıklığını azaltır, uçuş kontrolörü MCU üzerindeki hesaplama yükünü düşürür ve sistem operasyonel kararlılığını artırır.

- Güçlü çevresel uyum: Titreşim ve parazit dirençli tasarım ve geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına sahip olması, hava akımı titreşimlerine, hava aracı titreşimlerine ve drone uçuşu sırasında karşılaşılan dış ortam sıcaklığı dalgalanmalarına dayanabilir, sapma olmadan kararlı veri çıkışı sağlar.

III. Çift I2C/SPI Dijital Arayüzlerinin Avantajları

L3GD20

standart olarak hem I2C hem de SPI evrensel dijital iletişim arayüzleriyle birlikte gelir, bu da çeşitli mimarilere sahip uçuş kontrol sistemleriyle uyumluluk sağlar. Tüm hafif, yüksek performanslı uçuş kontrol sistemlerinin tasarım gereksinimlerini karşılayan olağanüstü donanım uyumluluğu sunar.I2C arayüzü basit kablolama özelliğine sahiptir ve az sayıda pin gerektirir, bu da küçük, hafif dronlar, giriş seviyesi hava fotoğrafçılığı dronları ve oyuncak sınıfı dronların donanım tasarımı için uygundur. Veri iletimi yalnızca iki iletişim hattı gerektirir ve veriyolu ivmeölçerler ve manyetometreler gibi diğer sensör cihazlarıyla paylaşılabilir. Bu, uçuş kontrolörü kablolamasını basitleştirir ve PCB alanından tasarruf sağlar, daha küçük ve daha hafif dronlara doğru eğilime uyum sağlar ve düşük maliyetli, akıcı uçuş kontrol sistemleri için geliştirme gereksinimlerini karşılar.

2. SPI Arayüzü

SPI arayüzü daha hızlı iletişim hızları, daha yüksek parazit direnci ve daha düşük veri iletim gecikmesi sunar, bu da onu yarış dronları, ekin püskürtme dronları ve küçük endüstriyel sınıf dronlar gibi gerçek zamanlı performans ve stabilite için yüksek talepleri olan senaryolar için uygun hale getirir. Yüksek hızlı SPI iletişimi, 800 Hz'de yüksek frekanslı duruş verilerinin kararlı iletimini sağlar, karmaşık uçuş koşullarında veri paketi kaybını ve gecikmeleri önler ve hızlı duruş düzeltmesi, hassas sabit havada asılı kalma ve rota tabanlı uçuş için gerçek zamanlı veri desteği sağlar.

IV.

L3GD20

nin Düşük Güçlü Tasarımı Drone Uygulamaları İçin ÖzelleştirilmiştirL3GD20

STMicroelectronics'in kanıtlanmış MEMS düşük güç mimarisini içerir ve birden fazla çalışma modu arasında dinamik anahtarlamayı destekler, özellikle dronlarda sınırlı uçuş dayanıklılığı sorununu ele alır.L3GD20

nin katmanlı güç tüketimi tasarımı, drone'un genel bekleme güç tüketimini %30'dan fazla azaltır, hava fotoğrafçılığı, denetim ve ekin koruma gibi uzun süreli operasyonlarda yer alan dronların uçuş süresini etkili bir şekilde uzatır.Yüksek hassasiyet, düşük güç tüketimi, yüksek stabilite ve evrensel arayüzler gibi kapsamlı avantajlarından yararlanan

L3GD20

çeşitli sivil ve küçük endüstriyel dronların uçuş kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Temel uygulama senaryoları aşağıdaki gibidir:- Küçük tarım dronları: Karmaşık dış saha koşullarına uyum sağlar, geniş sıcaklık aralığı ve titreşim direnci, saha hava akımları ve operasyonel titreşimlerden kaynaklanan parazitlere dayanmasını sağlar, hassas uçuş yollarını ve üniform püskürtmeyi garanti etmek için duruş verilerinin kararlı çıkışını sağlar.

- Yarış ve engel parkuru dronları: ±2000 dps'lik uzun menzilli ölçümü ve 800 Hz'deki yüksek hızlı çıkışı ile yüksek hızlı taklalar ve hızlı manevralar sırasında uçuş duruşlarını algılamak için uygundur; düşük gecikmeli veri iletimi, yarış dronlarının ultra hızlı duruş tepkisi taleplerini karşılar.

- Küçük denetim dronları: Düşük güç tüketimi, uzun süreli düşük irtifa denetim operasyonlarını desteklerken, yüksek stabiliteye sahip veri çıkışı, sabit noktalı seyir ve rota uçuşları sırasında hassasiyeti sağlar, bu da onları elektrik şebekesi, güvenlik ve çevre denetim senaryoları için uygun hale getirir.

- Eğitim ve öğretim dronları: Evrensel arayüzler, mükemmel fiyat-performans oranı ve basit yapılandırma özelliklerine sahiptir, üniversite drone eğitimi ve gömülü geliştirme öğretim senaryoları için uygundur, uçuş kontrol geliştirme başlangıç zorluğunu azaltır.

VI.

L3GD20

Avantajlarının ÖzetiL3GD20

üç eksenli jiroskop, beş temel özelliği—16 bit yüksek hassasiyetli algılama, üç seviyeli ayarlanabilir aralık, çift I2C/SPI arayüzleri, katmanlı ultra düşük güç tüketimi ve geniş bir sıcaklık aralığında yüksek stabilite—ile drone duruş algılama için temel gereksinimleri mükemmel bir şekilde karşılar. Yüksek hassasiyeti düşük güç tüketimiyle, çok yönlülüğü ise stabiliteyle dengeleyerek, yalnızca giriş seviyesi dronlarda yaygın olarak bulunan yetersiz doğruluk ve aşırı sapma sorunlarını çözmekle kalmaz, aynı zamanda üst düzey sensörlerin yüksek güç tüketimi ve yüksek maliyet dezavantajlarından da kaçınır. Sonuç olarak, küçük ve orta ölçekli dronların uçuş kontrol sistemleri için olağanüstü uygun maliyetli ve yüksek stabiliteye sahip bir çekirdek ataletsel sensör bileşeni haline gelmiş ve drone duruş algılama ve ataletsel navigasyon sistemleri için klasik tercih edilen çözüm olmaya devam etmektedir.