Blog dell'azienda ST ASM330LHH Unità di misurazione inerziale a 6 assi per droni

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. fornisce e ricicla l'unità di misurazione inerziale a 6 assi di grado automobilistico ST ASM330LHH, adatta per applicazioni di droni.L'ASM330LHH è un'unità di misurazione inerziale MEMS a 6 assi (IMU) di grado automobilistico conforme a AEC-Q100 che integra un accelerometro a tre assi e un giroscopio a tre assi su un singolo chip. Utilizza un package SiP (System-in-Package) LGA-14 (2,5 × 3,0 × 0,83 mm) e offre un ampio intervallo di temperatura, basso rumore e la capacità di output sincrono dei dati a sei assi. Originariamente sviluppato per applicazioni di dead reckoning in veicoli, la sua affidabilità di grado automobilistico consente di adattarlo per l'uso in applicazioni di controllo di volo di grado industriale per droni, stima dell'assetto e assistenza alla navigazione inerziale.

II. Parametri elettrici e di rilevamento chiave dell'ASM330LHH- Intervallo di fondo scala selezionabile: ±2 g / ±4 g / ±8 g / ±16 g

- Densità di rumore fino a 60 µg/√Hz, con compensazione della temperatura integrata per sopprimere la deriva termica- Intervallo di velocità angolare: da ±125 a ±4000 dps, con impostazioni configurabili multiple per gestire condizioni di alta manovrabilità e alta rotazione nei droni

- Densità di rumore del giroscopio di 5 mdps/√Hz, garantendo un'elevata precisione nel calcolo dell'assetto

- Alimentazione: 1,71–3,6 V

- Intervallo di temperatura: –40 °C a +105 °C, adatto per operazioni di droni all'aperto a temperature alte e basse

- Modalità: commutabile tra modalità ad alte prestazioni e modalità a basso consumo; consumo energetico tipico in modalità ad alte prestazioni è 1,3 mA

4. Interfacce digitali: I²C, SPI, MIPI I3C, che consentono la connessione diretta all'MCU del flight controller; output di dati del sensore sincronizzato via hardware su sei canali

5. Risorse on-chip: buffer FIFO da 3 KB, macchina a stati finiti (FSM) programmabile, core di machine learning (MLC); supporta interrupt per eventi di movimento e rilevamento di movimento/immobilità, riducendo il carico computazionale sul controller principale

6. Affidabilità: certificazione di grado automobilistico AEC-Q100, packaging conforme a RoHS; non è un dispositivo di sicurezza funzionale ISO 26262; non destinato all'uso in catene critiche per la sicurezza.

III. Analisi delle caratteristiche chiave dell'ASM330LHH

1. Campionamento sincrono via hardware a sei assi

Gli output dell'accelerometro e del giroscopio sono allineati nel tempo, eliminando i ritardi di campionamento software e migliorando l'accuratezza del filtraggio dell'assetto del drone e dell'algoritmo di fusione EKF (Extended Kalman Filter); ciò estende la durata del mantenimento dell'assetto puramente inerziale quando il GPS è perso. STMicroelectronics.

2. Compensazione della temperatura integrata

Date le significative variazioni di temperatura giorno-notte riscontrate dai droni all'aperto, il chip incorpora un meccanismo di compensazione della temperatura integrato per minimizzare la deriva termica, ridurre gli spostamenti indotti dalla temperatura negli angoli di assetto e diminuire il sovraccarico di calibrazione per gli algoritmi successivi.

3. Configurazione flessibile dell'intervallo

Per diverse condizioni operative, come hovering, manovre ad alta velocità e piroette e rollii, l'intervallo può essere commutato via software: un intervallo piccolo viene utilizzato per l'hovering per ottenere una maggiore sensibilità; per il volo acrobatico, il passaggio all'intervallo ampio di ±2000/±4000 dps impedisce la saturazione e l'overflow del sensore.

4. Motore intelligente on-chip FSM+MLC

5. Doppie modalità di consumo energetico

La modalità ad alte prestazioni è abilitata durante il volo per garantire la frequenza di campionamento; la modalità a basso consumo può essere commutata durante lo standby o l'hovering stazionario per ottimizzare la durata della batteria del drone.

IV. Riepilogo dell'ASM330LHH per applicazioni UAV

Adatto per applicazioni UAV

- Calcolo dell'assetto per il controllo di volo e l'assistenza alla navigazione inerziale, fungendo da backup dell'assetto in caso di guasto del GNSS (GPS/Beidou);

- Droni multirotore e a decollo e atterraggio verticale (VTOL) che operano in ambienti esterni con temperature alte e basse;

- Monitoraggio delle vibrazioni dei droni e rilevamento di eventi di assetto della cellula;

- Funziona in combinazione con gli MCU della serie STM32 per implementare algoritmi di fusione dei sensori, fornendo angoli di assetto stabili.

Vantaggi rispetto agli IMU di grado consumer

Rispetto agli IMU a 6 assi standard di grado consumer, l'ASM330LHH è stato sottoposto a rigorosi test di grado automobilistico, offrendo prestazioni più stabili in un ampio intervallo di temperatura, nonché specifiche superiori per rumore e deriva termica. È adatto per droni industriali e specializzati in scenari con elevati requisiti di affidabilità, sebbene ciò comporti costi di componente più elevati rispetto ai dispositivi MEMS di grado consumer.