Şirket Blog About ST LSM6DSO Drone Uygulamaları İçin Yüksek Performanslı 6 Eksenli IMU

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd., ST'nin yüksek performanslı 6 eksenli Ataletsel Ölçüm Birimi (IMU) olan LSM6DSO'yu tedarik etmekte ve geri dönüştürmektedir. Bu birim, özellikle drone uygulamaları için tasarlanmıştır.I. LSM6DSO Çekirdek Mimari ve Temel Donanım Özellikleri

LSM6DSO, üç eksenli ivmeölçer ve üç eksenli jiroskopu yüksek oranda entegre eden tek çipli bir sistem-içinde-paket (SiP) tasarımını benimser. Çoklu çip konfigürasyonlarının gereksiz yapısını ortadan kaldırarak, kart üzerindeki alanı önemli ölçüde azaltır ve drone'larda hafif ve kompakt donanım tasarımına yönelik eğilime uyum sağlar. Cihaz, 2,5 mm x 2,5 mm x 0,76 mm boyutlarında 14-VFLGA ultra kompakt bir paket kullanır, kompakt boyutu yapısal kararlılıkla dengeler ve mikro FPV drone'ları, taşınabilir hava fotoğrafçılığı drone'ları ve endüstriyel denetim drone'ları dahil olmak üzere çeşitli drone modellerinin donanım düzeni gereksinimleri için uygundur.- Algılama aralıkları yazılım aracılığıyla esnek bir şekilde yapılandırılabilir: üç eksenli ivmeölçer, stabil süzülme, hızlı tırmanma, dalış, manevra kabiliyetli dönüşler ve sarsıntılı uçuş gibi çeşitli çalışma koşulları için ivme algılama gereksinimlerini kapsayan ±2g, ±4g, ±8g ve ±16g arasında çok seviyeli anahtarlamayı destekler; Üç eksenli jiroskop, ±125 dps ila ±2000 dps arasında beş açısal hız aralığını destekler, rutin uçuş sırasında düşük hızlı duruş ince ayarı gereksinimlerinin yanı sıra FPV yarış drone'larındaki yüksek hızlı dönüşler ve aşırı manevralar gibi yüksek açısal hız algılama senaryolarını karşılayabilir.

- Geniş voltaj ve sıcaklık aralığında kararlı çalışma: analog ana besleme voltajı 1,71 V ila 3,6 V arasında değişirken, G/Ç portları 1,62 V'de bağımsız olarak beslenir, drone lityum-iyon pil güç kaynaklarının tipik voltaj dalgalanmalarına uyum sağlar; çalışma sıcaklığı aralığı -40 °C ila +85 °C arasındadır, bu da modülün yüksek irtifalarda düşük sıcaklıklara, dışarıda doğrudan güneş ışığından kaynaklanan yüksek sıcaklıklara ve karmaşık saha ortamlarındaki sıcaklık dalgalanmalarına dayanmasını sağlar, böylece tüm uçuş senaryolarında kararlı sensör performansı sağlar.II. Drone Uygulamaları İçin Optimize Edilmiş LSM6DSO'nun Çekirdek Performans Avantajları

1. Ultra düşük gürültü ve yüksek hassasiyet, doğru duruş hesaplamasını sağlar

Drone'larda uçuş sürüklenmesi, duruş sapması ve süzülme titremesi gibi sorunlar büyük ölçüde IMU sensörlerindeki aşırı gürültü ve veri bozulmasından kaynaklanır. LSM6DSO, ST'nin gelişmiş MEMS (Mikro-Elektro-Mekanik Sistemler) teknolojisini ve özel sinyal işleme algoritmalarını kullanır, hem jiroskopların hem de ivmeölçerlerin ultra düşük gürültü özellikleri elde etmesini sağlar, böylece ham verilerdeki titreme girişimini etkili bir şekilde azaltır. Cihaz, yüksek doğrusallık ve düşük sıfır sürüklenmesi ile atalet verileri üretir. Uçuş kontrol algoritmalarıyla birleştirildiğinde, bu, uzun süreli drone uçuşları sırasında kümülatif sürüklenmeyi önemli ölçüde azaltarak yüksek hassasiyetli duruş hesaplamasına olanak tanır. Süzülme stabilitesini ve uçuş yolu doğruluğunu etkili bir şekilde artırırken, kamera titremesi ve kontrolsüz uçuş sapmaları gibi sorunları ortadan kaldırır.Uçuş süresi, drone'lar için temel bir performans ölçütüdür ve sensörlerin güç tüketimi, uçağın genel süresini doğrudan etkiler. Yüksek performanslı işbirliği modunda (hem ivmeölçer hem de jiroskop aynı anda aktif olduğunda), LSM6DSO yalnızca 0,55 mA akım çeker. Ayrıca, minimum güç tüketimiyle 7/24 hareket izlemeyi sağlayan 'Her Zaman Açık' düşük güç modunu destekler. Geleneksel 6 eksenli IMU'lara kıyasla güç tüketimi önemli ölçüde azaltılmıştır. Sensör performansından ödün vermeden, uçuş kontrol sistemindeki güç kaybını etkili bir şekilde en aza indirir, tek bir şarjla küçük lityum pilli drone'ların uçuş süresini önemli ölçüde uzatır ve taşınabilir tüketici sınıfı drone'ların uçuş süresi optimizasyon gereksinimlerini karşılar.

3. Yüksek Entegre Akıllı Algılama, Uçuş Kontrol Geliştirme ve Tasarımını Basitleştirir

LSM6DSO, yerleşik bir 9 KB dinamik veri tamponu FIFO, bir sonlu durum makinesi (FSM) ve bir makine öğrenmesi çekirdeği (MLC) içerir, kenarda akıllı algılama işlemesini destekler. Temel hareket verisi ön işleme, veri önbelleğe alma ve anomali algılama işlemlerini çip üzerinde gerçekleştirebilir, ana kontrol çipinin veri hesaplamalarına sık sık dahil olma ihtiyacını ortadan kaldırır, böylece uçuş kontrol MCU'nun hesaplama yükünü önemli ölçüde azaltır. Ayrıca, cihaz yerleşik olarak 6D duruş algılama, düşme algılama, hareket uyandırma ve tek/çift tıklama kesintileri gibi işlevleri destekler. Duruş kilitleme, düşme koruması, uçuş durumu uyandırma ve anormal duruş uyarıları gibi drone özelliklerinin geliştirilmesi için doğrudan uyarlanabilir, böylece uçuş kontrol programı geliştirme sürecini basitleştirir ve ürün yineleme döngülerini kısaltır.

4. Güçlü Girişim Direnci, Karmaşık Uçuş Koşulları İçin Uygundur

Dış mekan drone uçuşları, hava türbülansı, elektromanyetik girişim ve hava çerçevesi titreşimlerinin etkilerine eğilimlidir, sensör kararlılığına son derece yüksek talepler getirir. LSM6DSO, titreşim ve elektromanyetik girişim direnci için titiz bir kalibrasyondan geçirilmiş ve yerleşik bir donanım filtreleme mekanizmasına sahiptir. Motor titreşimlerinden ve hava türbülansından kaynaklanan gürültü girişimini etkili bir şekilde filtreler, yüksek hızlı manevralar, düşük irtifa türbülansı ve yüksek irtifalarda güçlü rüzgarlar gibi karmaşık koşullar altında sensör verilerinin doğruluğunu sağlar, böylece veri bozulmasından kaynaklanan uçuş kontrol kaybı ve duruş kararsızlığı gibi güvenlik sorunlarını önler.Yüksek hassasiyet, düşük güç tüketimi ve yüksek kararlılık gibi birleşik avantajları sayesinde, LSM6DSO, geniş bir çekirdek uygulama yelpazesine sahip tüm drone türlerinin uçuş kontrol sensörü gereksinimlerini kapsamlı bir şekilde karşılar:

- Tüketici sınıfı hava fotoğrafçılığı drone'ları: Hassas duruş algılama, stabil süzülme ve doğru uçuş yolu takibi sağlar; bağımsız SPI titreşim önleyici veri çıkışıyla birleştirildiğinde, hava fotoğrafçılığı için elektronik görüntü sabitleme sağlar, görüntü kalitesini artırır; Düşük güç tüketimi, hava fotoğrafçılığı için uçuş süresini etkili bir şekilde uzatır.

- Küçük yarış drone'ları: Jiroskopun ultra geniş açısal hız aralığı, yüksek hızlı dönüşler, aşırı dönüşler ve diğer manevralara uyum sağlarken, yüksek hızlı iletişim arayüzü milisaniye düzeyinde duruş verisi tepkisi sağlar, yarış drone'larının yüksek dinamik uçuş gereksinimlerini karşılar.- Eğitim ve öğretim mikro drone'ları: Yüksek entegrasyon ve geliştirme kolaylığı, eğitim ekipmanlarının donanım maliyetlerini ve geliştirme karmaşıklığını azaltırken, kararlı sensör performansı, öğretim duruş gösterileri ve uçuş eğitimi gereksinimlerini karşılar.

IV. LSM6DSO'nun Uygulama Değerinin Özeti

Yüksek performanslı spor uygulamaları için özel olarak optimize edilmiş bir 6 eksenli IMU olarak, ST LSM6DSO, drone'ların temel gereksinimlerini hassas bir şekilde karşılar: 'yüksek hassasiyet, düşük güç tüketimi, kompakt boyut ve yüksek kararlılık'. Entegre 6 eksenli sensör mimarisi, ultra düşük gürültü algılama yeteneği, aşırı güç tüketimi kontrolü ve akıllı kenar işleme özellikleri, yalnızca geleneksel drone IMU'larıyla ilgili endüstri sorunlarını (önemli sürüklenme, yüksek güç tüketimi ve zayıf girişim direnci gibi) çözmekle kalmaz, aynı zamanda yüksek entegrasyon ve çok uyumlu arayüzler aracılığıyla genel donanım tasarım ve yazılım geliştirme maliyetlerini de önemli ölçüde azaltır. Hafif tüketici sınıfı drone'lar veya yüksek güvenilirlikli endüstriyel sınıf drone'lar için olsun, LSM6DSO, stabil uçuş, hassas kontrol ve akıllı rüzgar kontrolü için sağlam teknik destek sağlayarak çekirdek bir duruş sensörü olarak hizmet eder. Drone uçuş kontrol sistemlerini yükseltmek ve yinelemek için tercih edilen yüksek performanslı IMU çözümüdür.