MSU204B MEMS inercinis matavimo vienetas

 

 

 

Pramoninės įrangos vibracijos slopinimas ir padėties valdymas

Automatinės valdymo sistemos

Roboto judesių valdymas

Gimbalo stabilizavimas ir kontrolė

Tikslieji prietaisai ir matuokliai

 

 

MSU204B MEMS yra kompaktiškas, didelio-tikslumo 9-ašių inercinis matavimo vienetas (IMU), tinkantis didelio-tikslumo navigacijai, judesių valdymui ir dinaminiam judančių nešėjų matavimui. MSU204B serijos inercinio matavimo modulis sujungia MEMS giroskopą, MEMS akselerometrą ir MEMS magnetometrą viename korpuse. Įtaisytasis-giroskopas, akselerometras ir magnetometras naudoja naujausią-MEMS inercinę gamybos technologiją, pasižyminčią dideliu patikimumu ir tvirta mechanine struktūra. Jis gali tiksliai išmatuoti judančių nešėjų kampinį greitį, linijinį pagreitį ir magnetinio lauko duomenis atšiauriomis aplinkos sąlygomis.

 

 

Įmonė yra aukštųjų{0}}technologijų įmonė, turinti visas uždarojo- kontūro galimybes nuo šviesolaidžio apvijų iki FOG, skaidulinių / MEMS inercinių produktų, IMU grandinių, programinės įrangos ir bandymo įrangos. Proceso valdymas nuo galo- iki galo{4} pagerina kokybę ir sumažina išlaidas. Veikia pagal ISO9001, užtikrina patikimumą ir nuoseklumą. MSU204B inercinio matavimo modulis turi aliuminio lydinio korpusą, kuris yra lengvas, didelis konstrukcijos stiprumas ir puikus anti-vibracijos ir antismūgis.

 

 

Produkto pristatymas

MSU204B MEMS yra kompaktiškas, didelio-tikslumo 9-ašių inercinis matavimo vienetas (IMU), tinkantis didelio-tikslumo navigacijai, judesių valdymui ir dinaminiam judančių nešėjų matavimui. MSU204B serijos inercinio matavimo modulis sujungia MEMS giroskopą, MEMS akselerometrą ir MEMS magnetometrą viename korpuse. Įtaisytasis-giroskopas, akselerometras ir magnetometras naudoja naujausią-MEMS inercinę gamybos technologiją, pasižyminčią dideliu patikimumu ir tvirta mechanine struktūra. Jis gali tiksliai išmatuoti judančių nešėjų kampinį greitį, linijinį pagreitį ir magnetinio lauko duomenis atšiauriomis aplinkos sąlygomis.

 

Pagrindinės savybės

• 3 ašių skaitmeninis giroskopas, matavimo diapazonas ±450 laipsnių /s
• 3 ašių skaitmeninis akselerometras, matavimo diapazonas ±40 g
• Visas{0}}temperatūros kalibravimas ir kompensavimas, apimantis -40 laipsnių ~ +80 laipsnius (giroskopams ir akselerometrams)
• Suderinamas su SPI serijiniu ryšiu
• Įtaisytas{0}}temperatūrinis jutiklis
• Kompaktiškas dydis ir lengvas dizainas
• Prisegti-prie-smeigtuko, suderinama su ADIS16495

 

Taikymo laukai

• Pramoninės įrangos vibracijos slopinimas ir padėties valdymas
• Automatinės valdymo sistemos
• Roboto judesių valdymas
• Gimbalo stabilizavimas ir kontrolė
• Tikslieji prietaisai ir matuokliai

 

 

1 lentelė MSU204B inercinio matavimo modulio našumo parametrai

Parametrų grupė		Bandymo būklė	Min.	Tipiškas	Maks.	Vienetas.
Giroskopas	Matavimo diapazonas			±350	±500	laipsnis /s
	Visas{0}}temperatūros poslinkis	1 sigma		±20	60	laipsnis / val
	Šališkumo stabilumas	10 sekundžių išlyginimas		3	5	laipsnis / val
	Šališkumo nestabilumas	Alano dispersija		0.3	0.5	laipsnis / val
	Šališkumo pakartojamumas			1	5	laipsnis / val
	Kampinis atsitiktinis pasivaikščiojimas			0.08	0.1	laipsnis /√h
	Mastelio veiksnio ne{0}}tiesiškumas				±100	ppm
	Kryžminio-sujungimo klaida				±0.001	rad
	Pralaidumas				200	Hz
Akselerometras	Matavimo diapazonas			±20	±40	g
	Visas{0}}temperatūros poslinkis	1 sigma		±1	±3	mg
	Šališkumo stabilumas	10 sekundžių išlyginimas		0.05	0.1	mg
	Šališkumo nestabilumas	Alano dispersija		0.01	0.03	mg
	Šališkumo pakartojamumas			0.05	0.1	mg
	Atsitiktinis ėjimas greičiu				0.03	m/s/√h
	Mastelio veiksnio ne{0}}tiesiškumas	±1g		±200	±200	ppm
	Kryžminio-sujungimo klaida				±0.001	rad
	Pralaidumas				200	Hz
Magnetometras	Matavimo diapazonas				±8	Gs
	Rezoliucija			200		μGs
	Triukšmo tankis			50		μGs
	Pralaidumas			200		Hz
Ryšio sąsaja	SPI laikrodžio dažnis				10	MHz
	UART duomenų perdavimo sparta		9.6	460.8	921.6	kbps
Elektrinės charakteristikos	Darbinė įtampa		3.0	3.3	3.6	V
	Energijos suvartojimas			0.5		W
	Ripple (nuo viršūnės-iki-piko)	Virš-iki-viršūnės			100	mV
Paleidimo laikas	-			2		s
Mechaninės charakteristikos	Matmenys		47.0 × 44.0 ×14.0			mm
	Svoris				50	g
Veikimo aplinka	Darbinė temperatūra		-40		80	laipsnį
	Laikymo temperatūra		-55		85	laipsnį
	Atsparumas vibracijai		10-2000Hz, 6,06g
	Atsparumas smūgiams		30g, 11ms
	Perkrovos tolerancija	Pus{0}}sinuso impulsas	1000g
Patikimumas	MTBF (vidutinis laikas tarp gedimų)			20000		h
	Nepertraukiamo veikimo trukmė			120		h
Pastaba: tipinės reikšmės atitinka 1σ statistinius rezultatus, gautus iš kelių produktų pavyzdžių bandymų duomenų.

 

Mechaninės ir elektrinės specifikacijos

Mechaninės charakteristikos

MSU204B inercinio matavimo modulis turi aliuminio lydinio korpusą, kuris yra lengvas, didelis konstrukcinis stiprumas ir puikus anti-vibracijos ir anti{2}}smūgis veikimas. Įrenginio kontūro matmenys pavaizduoti 1 paveiksle, o įrenginys pritvirtintas keturiais M2 varžtais.

1 pav. Modulio kontūro matmenų brėžinys

 

Produkto žymėjimas ir koordinačių apibrėžimas

Diegimo metu modulio nešiklio koordinačių sistema turi išlaikyti fiksuotą santykinį ryšį su tikslinės įrangos nešiklio koordinačių sistema. Žemiau parodytas MSU204B MEMS inercinio matavimo modulio nešiklio koordinačių sistemos apibrėžimas.

2 pav. Inercinio jutiklio ašies atskaitos schema

 

Sąsajos charakteristikos

MSU204B inercinio matavimo modulis naudoja tinkintą dvigubos-eilės kaiščio jungtį FTMH-112-02-H-DH išoriniam signalo išėjimui (sujungimo kištukas: Samtec CLM-112-02 arba lygiavertė alternatyva), kuri tiekia maitinimą ir užtikrina išorinį ryšį. Jungties kaiščio priskyrimas nurodytas 2 lentelėje.

2 lentelė Inercinio matavimo modulio MSU204B jungties kaiščio apibrėžimas

Pin Skaičiai	Vardas	Tipas	Aprašymas
10, 11, 12	VDD	Maitinimo šaltinis	-
13, 14, 15	GND	Maitinimo žemė	-
7	DIO1	Įvestis / Išvestis	Konfigūruojamas bendrosios paskirties{0}}IO
9	DIO2	Įvestis / Išvestis
1	DIO3	Įvestis / Išvestis
2	DIO4	Įvestis / Išvestis
3	SPI{0}}CLK	Įvestis	SPI pagrindinis{0}}pagalbinis režimas fiksuotas,{1}}nekonfigūruojamas
4	SPI-MISO	Išvestis
5	SPI{0}}MOSI	Įvestis
6	SPI-CS	Įvestis
16	UART-0-TXD	Išvestis	UART0, tik derinti{1}}
17	UART-0-RXD	Įvestis
8	RST	Įvestis	Aparatinės įrangos atstatymas
23	VDD RTC	Maitinimo šaltinis	Nenaudotas
22, 24, 18, 19, 20, 21	NC	Rezervuota	Nėra vidinio ryšio

3 pav. Išorinės jungties kaiščio etiketės schema

 

Kai maitinimo įtampa nukrenta žemiau įrenginio veikimo slenksčio, maitinimo -išjungimo sulaikymo laikas tOFF prieš vėl-įjungiant maitinimą turi būti ne trumpesnis kaip 3 sekundės. Nepakankamas maitinimo-išjungimo intervalas gali sukelti neįprastą įrenginio paleidimą, užfiksavimą{5}} arba inicijavimo gedimą.

 

Išorinė komunikacija

MSU204B yra autonominė{1}}daviklių sistema. Jis automatiškai paleidžiamas po tinkamo maitinimo šaltinio, baigia inicijavimą, tada pradeda mėginių ėmimą, apdorojimą ir kalibruotų jutiklių duomenų įrašymą į išvesties registrus, kuriuos galima pasiekti per SPI sąsają. SPI magistralė paprastai yra prijungta prie suderinamo integruotojo procesoriaus prievado. Keturi SPI signalai palaiko sinchroninį nuoseklųjį duomenų perdavimą. Pagal gamyklos numatytąją konfigūraciją, DIO4 yra duomenų paruošimo vėliavėlė; šis kaištis pakils, kai išvesties registruose bus naujų galiojančių duomenų.

4 pav. Elektros prijungimo schema

 

3 lentelė Bendroji SPI pagrindinio kompiuterio konfigūracija

Pagrindinio kompiuterio parametras	Aprašymas
Prieglobos režimas	MSU204B veikia kaip SPI pagalbinis įrenginys
SCLK dažnis	Maksimalus serijinis laikrodis Mažesnis arba lygus 10 MHz
SPI režimas	3 režimas (CPOL=1, CPHA=1)
Bitų tvarka	MSB-pirmasis perdavimas
Duomenų plotis	16 bitų poslinkio registro rėmelis

SPI sąsaja palaiko visišką{0}}dvipusį ryšį: išorinis procesorius gali įrašyti DIN duomenis skaitydamas DOUT duomenis, jei ankstesnė operacija yra nuskaitymo užklausa (žr. 4 pav.). 4 paveiksle pateikti DIN ir DOUT signalų bitų kodavimo pavyzdžiai.

5 pav. SPI ryšio bitų seka

 

Įjungus maitinimą, MSU204B automatiškai suaktyvina 0 puslapį, kad būtų galima pasiekti duomenų registrą. Pasiekę kitus registro puslapius, PAGE_ID registre (DIN=0x8000) parašykite 0x00, kad sugrįžtumėte į 0 puslapį.

Norint nuskaityti vieną registrą, reikia dviejų 16 bitų SPI ciklų:

Pirmasis ciklas siunčia registro adreso užklausą su bitų paskirstymu, kaip nurodyta 3 paveiksle

Antrasis ciklas grąžina tikslinio registro duomenis per DOUT

Pirmasis DIN komandos bitas yra 0, po kurio seka registro adreso aukšti / žemi baitai. Paskutiniai 8 bitai yra netikri bitai, tačiau norint priimti užklausą SPI, reikalingas visas 16 SCLK ciklas.

5 paveiksle pavaizduotos dvi nuoseklios registro nuskaitymo operacijos: DIN=0x1A00 užklausa Z_GYRO_OUT registro duomenų, tada DIN=0x1800 prašo Z_GYRO_LOW registro duomenų.

6 pav. SPI skaitymo operacijos pavyzdys

 

4 lentelė Vartotojo registro atminties žemėlapis (N/A=Netaikoma)

R/W	Puslapio ID	Adresas	Numatytoji reikšmė	Registro aprašymas
R/W	0x00	0x00	0x00	Puslapio ID Pasirinkite Registruotis
R	0x00	0x0E	N/A	Temperatūros išvestis
R	0x00	0x10	N/A	X-ašies giroskopo išvestis (mažas žodis)
R	0x00	0x12	N/A	X-ašies giroskopo išvestis (aukštas žodis)
R	0x00	0x14	N/A	Y-ašies giroskopo išvestis (žemas žodis)
R	0x00	0x16	N/A	Y-ašies giroskopo išvestis (aukštas žodis)
R	0x00	0x18	N/A	Z-ašies giroskopo išvestis (mažas žodis)
R	0x00	0x1A	N/A	Z-ašies giroskopo išvestis (aukštas žodis)
R	0x00	0x1C	N/A	X-ašies akselerometro išvestis (mažas žodis)
R	0x00	0x1E	N/A	X-ašies akselerometro išvestis (aukštas žodis)
R	0x00	0x20	N/A	Y-ašies akselerometro išvestis (mažas žodis)
R	0x00	0x22	N/A	Y-ašies akselerometro išvestis (aukštas žodis)
R	0x00	0x24	N/A	Z-ašies akselerometro išvestis (mažas žodis)
R	0x00	0x26	N/A	Z-ašies akselerometro išvestis (didelis žodis)
R	0x00	0x28	N/A	X-ašies magnetometro išvestis (aukštas žodis)
R	0x00	0x2A	N/A	Y-ašies magnetometro išvestis (aukštas žodis)
R	0x00	0x2C	N/A	Z-ašies magnetometro išvestis (aukštas žodis)
R	0x00	0x2E	N/A	Barometrinio slėgio išvestis (mažas žodis)
R	0x00	0x30	N/A	Barometrinio slėgio išvestis (aukštas žodis)
R	0x00	0x7E	0x4068	Dalies ID išvestis (suderinama su ADIS16488)

 

Inercinio jutiklio duomenų formatas

Giroskopo, akselerometro ir barometro išvesties registrai priima 32 bitų dvejetainį formatą, suskirstytą į du atskirus 16 bitų registrus. 7 paveiksle parodyta, kaip registrų poros sudaro inercinius matavimo duomenis. Pavyzdžiui, X_GYRO_OUT saugo aukštą 16 bitų, X_GYRO_LOW – 16 bitų. Daugeliu atvejų raiškos reikalavimams patenkinti pakanka tik didelio 16 bitų registro duomenų.

7 pav. Giroskopo išvesties formato pavyzdys (DEC_RATE > 0)

 

Temperatūra Skaičiavimo formulės

Dabartinė temperatūra=25 + TEMP_OUT × 0,00565

Giroskopo skaičiavimo formulė

X-ašies giroskopas	X_GYRO_OUT	X_GYRO_LOW
	1LSB=0.02 laipsnis/s	Svarbiausio bito (MSB) svoris yra 0,01 laipsnio / s, o sekančių bitų svoris iš eilės sumažėja per pusę.
	0. 02 * X_GYRO_OUT	0,01*MSB+0.005*...

 

Akselerometro skaičiavimo formulė

X-ašies akselerometras	X_ACCL_OUT	X_ACCL_LOW
	1LSB=0.8mg	Svarbiausio bito (MSB) svoris yra 0,4 mg, o sekančių bitų svoris iš eilės sumažėja per pusę.
	0,8 * X_ACCL_OUT	0,4 * MSB + 0.2*...

 

Magnetinio lauko skaičiavimo formulė:

X-ašies magnetometras	X_MAGN_OUT
	1LSB=0.1mGauss
	0,1 * X_MAGN_OUT

 

Barometrinio slėgio skaičiavimo formulė

Barometrinis slėgis (baras)	BAROM_OUT	BAROM_LOW
	1LSB=40ubar	Svarbiausio bito (MSB) svoris yra 20 μbar, o sekančių bitų svoris nuosekliai mažėja per pusę.
	40 * BAROM_OUT	20 * MSB + 10*....

 

Gaminio naudojimo atsargumo priemonės

• Griežtai patvirtinkite elektrinio kaiščio apibrėžimą; jungdami laidus laikykitės kontaktų išdėstymo, kad išvengtumėte netinkamo prijungimo.
• Šis gaminys yra tiksli matavimo įranga. Valdymo metu venkite smūgio, susidūrimo ar mechaninės perkrovos, viršijančios vardinę ribą.
• Montavimo lygumas labai įtakoja kampinio greičio matavimą. Įsitikinkite, kad tvirtinimo paviršius yra labai lygus, kad išvengtumėte montavimo{1}}sukeltų klaidų.
• Tvirtai ir patikimai pritvirtinkite modulį, kad išvengtumėte matavimo poslinkio, kurį sukelia laisvi surinkimai.
• Diegdami ir eksploatuodami imkitės antistatinės apsaugos priemonių; rekomenduojama dėvėti anti-statinę apyrankę.
• Prietaisą naudokite griežtai pagal šį vadovą ir patikrinkite, ar išorinė aplinka atitinka eksploatavimo reikalavimus. Jei atsiranda kokių nors gedimų, neišardykite korpuso ir nekeiskite vidinės įrangos; susisiekite su mūsų techninės pagalbos komanda dėl trikčių šalinimo.

 

Populiarus Žymos: msu204b mems inercinis matavimo vienetas, Kinija msu204b mems inercinio matavimo vienetų gamintojai, gamykla