Descrição do produto:
A unidade de medição inercial KSIMU16495 é um equipamento doméstico de medição inercial com alto desempenho, tamanho pequeno e alta resistência à sobrecarga. Estabilidade de polarização zero do giroscópio 0,5°/h (Allan), estabilidade de polarização zero do acelerômetro 10µg (Allan). Pode ser usado para navegação precisa, controle e medição dinâmica de armas. Esta série de produtos adota dispositivos inerciais MEMS de alta precisão, com alta confiabilidade e alta robustez, e pode medir com precisão a velocidade angular e as informações de aceleração do transportador em movimento em ambientes adversos.
A unidade de medição inercial KSIMU16495 com giroscópio de três eixos integrado e acelerômetro de três eixos é usada para medir a taxa angular de três eixos e a aceleração de três eixos da transportadora. Através da porta serial de acordo com a convenção de compensação de erros de saída do protocolo de comunicação (incluindo compensação de temperatura, desalinhamento de instalação, compensação de ângulo, compensação não linear, etc.) giroscópio, dados do acelerômetro e sensor magnético de três eixos integrado, sensor de pressão.
Características:
- Navegação inercial MEMS de alta precisão
- Suporta alinhamento rápido e dinâmico
- Alta largura de banda, alta taxa de atualização de dados
- 1 canal SPI
- Tamanho pequeno, peso leve
- Sólido e confiável
- Totalmente compatível com um sistema estrangeiro de medição inercial de 10 graus de liberdade
Parâmetros técnicos:
| Paraméter |
Condição de teste |
MÍNIMO |
TIPO |
MÁX. |
Uints |
| Parâmetro de fonte de alimentação |
| Tensão |
|
3,0 |
3.3 |
3.6 |
V |
| Dissipação de energia |
|
|
|
1,5 |
C |
| Ondulação |
PP |
|
|
100 |
mV |
| Pdesempenho do produto |
| Giroscópio |
Faixa |
|
±400 |
±450 |
|
graus/s |
| estabilidade de polarização zero |
Alan |
|
0,8 |
|
graus /h |
| passeio aleatório |
|
|
0,06 |
|
graus /√h |
| Repetibilidade de polarização zero |
−40°C ≤ AT ≤ +85°C |
|
0,1 |
0,2 |
graus/s |
| Repetibilidade do fator de escala |
−40°C ≤ AT ≤ +85°C |
|
0,1 |
1 |
% |
| Não linearidade do fator de escala |
FS=450º/s |
|
0,1 |
0,2 |
%FS |
| Largura de banda |
|
|
|
400 |
Hz |
| Acelerômetro |
Faixa |
|
|
±10 |
|
g |
| estabilidade de polarização zero |
Alan |
|
0,01 |
|
mg |
| passeio aleatório |
|
|
0,02 |
0,02 |
m/s/√h |
| Repetibilidade de polarização zero |
−40°C ≤ AT ≤ +85°C |
|
±2 |
|
mg |
| Repetibilidade do fator de escala |
−40°C ≤ AT ≤ +85°C |
|
0,5 |
1 |
% |
| Não linearidade do fator de escala |
|
|
0,1 |
|
%FS |
| Largura de banda |
|
|
|
200 |
Hz |
| Magnetômetro |
Faixa de medição dinâmica |
|
±2,5 |
|
|
Gauss |
| Resolução |
|
|
120 |
|
uGauss |
| Densidade de ruído |
|
|
50 |
|
uGauss |
| Largura de banda |
|
|
200 |
|
Hz |
| Barômetro |
Faixa de pressão |
|
450 |
|
1100 |
mbar |
| Resolução |
|
|
0,1 |
|
mbar |
| Precisão absoluta de medição |
|
|
1,5 |
|
mbar |
| Interface de comunicação |
Um SPI |
Taxa de transmissão |
|
|
15 |
MHz |
| Características estruturais |
Tamanho |
|
44×47×14 |
milímetros |
Tamanho |
|
| Peso |
|
50 |
g |
Peso |
|
| confiabilidade |
MTBF |
|
|
20.000 |
|
h |
| jornada de trabalho contínua |
|
|
120 |
|
h |
| Ambiente |
| Temperatura operacional |
|
-40 |
|
75 |
℃ |
| temperatura de armazenamento |
|
-45 |
|
85 |
℃ |
| vibração |
|
10~2000Hz,3g |
| Impacto |
|
30g,11ms |
| Sobrecarga |
(Meio seno 0,5 mseg) |
1000g |
Dimensões:
Definição do sistema de coordenadas:
O sistema de coordenadas do giroscópio e do acelerômetro é definido conforme mostrado na figura abaixo, com a direção da seta sendo positiva.
Ler e gravar dados:
O KSIMU16495 é um sistema de sensor automático que é ativado automaticamente quando uma fonte de alimentação ativa está presente. Após concluir o processo de inicialização, ele inicia a amostragem, processamento e carregamento dos dados do sensor calibrado no registro de saída, que pode ser acessado através da porta SPI. A porta SPI geralmente é conectada à porta compatível do processador embarcado, o diagrama de conexão é mostrado na figura a seguir. Quatro sinais SPI suportam transmissão de dados serial síncrona. Na configuração padrão de fábrica, o pino DIO2 fornece um sinal de dados prontos; Quando novos dados estão disponíveis no registro de dados de saída, o pino torna-se de alto nível.
Configurações comuns de SPI do processador host:
| Configurações do processador |
Explicar |
| Hospedar |
KSIMU16495 é usado como máquina escrava |
| SCLK ≤ 15 MHz |
Taxa máxima de clock serial |
| Modo SPI 3 |
CPOL = 1 (polaridade), CPHA = 1 (posição de fase) |
| Modo de prioridade MSB |
Ordem |
| Modo de 16 bits |
Registro de deslocamento/comprimento dos dados |
Comunicação SPI:
Se o comando anterior for uma solicitação de leitura, a porta SPI suporta comunicação full-duplex e o processador externo pode gravar em DIN enquanto lê o DOUT, conforme mostrado abaixo.
Tempo de leitura e gravação SPI
Ler dados do sensor
KSIMU16495 inicia e ativa automaticamente a página 0 para acesso ao registro de dados. Após acessar qualquer outra página, 0x00 deve ser escrito no registro PAGE_ID (DIN = 0x8000) para ativar a página 0, pronta para acesso posterior aos dados. Uma única operação de leitura de registro requer dois ciclos SPI de 16 bits. No primeiro ciclo, a função de alocação de bits da Figura 1 é utilizada para solicitar a leitura do conteúdo de um registrador; No segundo ciclo, o conteúdo do registrador é enviado via DOUT. O primeiro dígito do comando DIN é 0, seguido pelo endereço alto ou baixo do registrador. Os últimos 8 bits são bits irrelevantes, mas o SPI precisa dos 16 SCLKS completos para receber a solicitação. A figura a seguir mostra duas leituras sucessivas de registradores, primeiro DIN = 0x1A00, solicitando o conteúdo do registrador Z_GYRO_OUT, e depois DIN = 0x1800, solicitando o conteúdo do registrador Z_GYRO_LOW.
Exemplo de operação de leitura SPI
Mapeamento de memória de registro de usuário (N/A significa não aplicável)
| R/W |
PAGE_ID |
Endereço |
Padrão |
Descrição do registro |
| R/W |
0x00 |
0x00 |
0x00 |
Identidade da página |
| R |
0x00 |
0x0E |
N / D |
Temperatura |
| R |
0x00 |
0x10 |
N / D |
Saída do giroscópio do eixo X, byte baixo |
| R |
0x00 |
0x12 |
N / D |
Saída do giroscópio do eixo X, byte alto |
| R |
0x00 |
0x14 |
N / D |
Saída do giroscópio do eixo Y, byte baixo |
| R |
0x00 |
0x16 |
N / D |
Saída do giroscópio do eixo Y, byte alto |
| R |
0x00 |
0x18 |
N / D |
Saída do giroscópio do eixo Z, byte baixo |
| R |
0x00 |
0x1A |
N / D |
Saída do giroscópio do eixo Z, byte alto |
| R |
0x00 |
0x1C |
N / D |
Saída do acelerômetro do eixo X, byte baixo |
| R |
0x00 |
0x1E |
N / D |
Saída do acelerômetro do eixo X, byte alto |
| R |
0x00 |
0x20 |
N / D |
Saída do acelerômetro do eixo Y, byte baixo |
| R |
0x00 |
0x22 |
N / D |
Saída do acelerômetro do eixo Y, byte alto |
| R |
0x00 |
0x24 |
N / D |
Saída do acelerômetro do eixo Z, byte baixo |
| R |
0x00 |
0x26 |
N / D |
Saída do acelerômetro do eixo Z, byte alto |
| R |
0x00 |
0x28 |
N / D |
Eixo X magnético, byte alto |
| R |
0x00 |
0x2A |
N / D |
Eixo Y magnético, byte alto |
| R |
0x00 |
0x2C |
N / D |
Eixo Z magnético, byte alto |
| R |
0x00 |
0x2E |
N / D |
Saída de pressão de ar, byte baixo |
| R |
0x00 |
0x30 |
N / D |
Saída de pressão de ar, byte baixo |
| R/W |
0x03 |
0x00 |
0x00 |
Identidade da página |
| R/W |
0x03 |
0x06 |
0x000D |
Controle, pinos de E/S, definição de função |
| R/W |
0x03 |
0x08 |
0x00X0 |
Controle, pinos de E/S, universal |
| R/W |
0x04 |
0x00 |
0x00 |
Identidade da página |
| R |
0x04 |
0x20 |
/ |
número de série |
fórmula de transformação
Temperatura atual = 25+ TEMP OUT*0,00565
|
X_GYRO_OUT |
X_GYRO_LOW |
| Exemplo de giroscópio do eixo X |
1LSB=0,02°/S |
O peso do MSB é 0,01°/S, e o peso dos bits subsequentes é metade do peso dos bits anteriores |
| 0,02*X_GYRO_OUT |
0,01*MSB+0,005*....... |
O giroscópio do eixo Y do eixo Z é calculado de maneira semelhante ao giroscópio do eixo X.
|
X_ACCL_OUT |
X_ACCL_LOW |
| Exemplo de acelerômetro do eixo X |
1LSB = 0,8 mg |
O peso do MSB é de 0,4 mg e o peso de cada bit subsequente é metade do peso do bit anterior |
| 0,8*X_ACCL_OUT |
0,4*MSB+0,2*....... |
O acelerômetro do eixo Y do eixo Z é calculado de maneira semelhante ao acelerômetro do eixo X.
|
X_MAGN_OUT |
| Magnetômetro do eixo X |
1LSB=0,1 mGauss |
| 0,1*X_MAGN_OUT |
O magnetômetro do eixo Y do eixo Z é calculado de maneira semelhante ao magnetômetro do eixo X
|
BAROM_OUT |
BAROM_LOW |
| Exemplo barométrico |
1LSB = 40ubar |
O peso do MSB é 20ubar e o peso de cada bit subsequente é metade do peso do bit anterior |
| 40*BAROM_OUT |
20*MSB+10*....... |
Nota: Giroscópio, acelerômetro, magnetômetro são divididos em 16 bits altos e 16 bits baixos, calculados respectivamente para adicionar o resultado final
Interface elétrica:
| Número PIN |
nome |
tipo |
descrever |
| 10,11,12 |
VDD |
Poder |
|
| 13,14,15 |
GND |
Aterramento de energia |
|
| 7 |
DIO1 |
Entrada/Saída |
E/S universal, configurável |
| 9 |
DIO2 |
Entrada/Saída |
| 1 |
DIO3 |
Entrada/Saída |
| 2 |
DIO4 |
Entrada/Saída |
| 3 |
SPI-CLK |
Entrada |
O modo mestre/escravo SPI é configurável. O modo padrão é escravo |
| 4 |
SPI-MISO |
Saída |
| 5 |
SPI-MOSI |
Entrada |
| 6 |
SPI-CS |
Entrada |
| 8 |
RST |
Entrada |
Restauração |
| 23 |
VDDRTC |
Fonte de energia |
/ |
| 16~21,24 |
NC |
Pino sobressalente |
Reserva do fabricante |
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