easyIMU - uniwersalny moduł inercyjny



Moduł inercyjny easyIMU jest modułem elektronicznym pozwalającym na:

  • pomiar przyspieszenia względem trzech osi,
  • pomiar prędkości kątowej względem trzech osi.

Informacje ogólne

Moduł jest podstawowym elementem składowym jednostki pomiarów inercyjnych (ang. Inertial Measurement Unit), za pomocą której wyznaczane są parametry obiektu takie jak prędkość oraz orientacja w przestrzeni. Jednostki IMU wykorzystuje się w systemach nawigacji samolotów, statków a także pojazdów naziemnych.

Strona TOP obwodu drukowanego:

Strona BOTTOM obwodu drukowanego:

Elementy składowe

Moduł zrealizowano na dwuwarstwowym laminacie FR-4 o grubości 1.55mm. Pomiary reprezentowane są przez 6 wyjść analogowych o zakresie od 0V do 3.3V. Moduł posiada on następujące możliwości:

  • Zasilanie z napięcia +5V lub wyższego za pośrednictwem stabilizatora znajdującego się na pokładzie. Jeżeli użyty zostanie układ LP2985IM5-3.3, moduł można zasilać nawet z 16V.
  • Zasilanie z zewnętrznego napięcia 3.3V dostarczonego przez użytkownika (w przypadku, gdy niezamontowany jest stabilizator pokładowy).
  • Trójosiowy pomiar przyspieszenia za pośrednictwem czujnika MXR9150M (lub kompatybilnego).
  • Pomiar prędkości kątowej względem osi X oraz Y za pośrednictwem czujnika IDG500 (lub kompatybilnego).
  • Pomiar prędkości kątowej względem osi Z za pośrednictwem czujnika ISZ500 (lub kompatybilnego).
  • Każde z wyjść analogowych posiada filtr RC, który może zostać dobrany względem potrzeb.

Parametry mierzonej prędkości obrotowej (dla osi X, Y oraz Z):

  • Prędkość maksymalna: +/-500 stopni/sek.
  • Czułość wyjścia: +/-2.0mV/stopień/sek.
  • Wyjście dla V = 0 stopni/sek: 1.35V

Parametry mierzonego przyspieszenia (dla osi X, Y oraz Z):

  • Przyspieszenie maksymalne: +/- 5g
  • Czułość wyjścia: +/- 150mV/g
  • Wyjście, gdy g = 0: ???V

Schematy ideowy

Schematy montażowe

Lista elementów

BOM: http://www.rcconcept.pl/pub/easyIMU/IMU_BOM.xls

Zalecenia (dla zamontowanych układów przewidzianych przez producenta easyIMU):

  • Zakres napięć głównego wejścia zasilania (min: 4.0V, max: 16.0V)
  • Zakres napięć pomocniczego wejścia zasilania (min: 3.0V, max: 3.6V)
  • Nie obciążać wyjść analogowych niską impedancją (< 10kOhm)
  • Nie używać jednocześnie obu wejść zasilających. Jeżeli użyte jest wejście +5V, należy usunąć rezystor R1 i zamontować R3. Jeżeli użyte jest wejścia +3.3V, należy usunąć rezystor R3, a R1 powinien być zamontowany.

Pozostałe informacje:

  • Napięcie znamionowe kondensatorów 50V (w przeciwnym wypadku zaznaczono)
  • Tolerancja rezystorów 5% (w przeciwnym wypadku zaznaczono)

Gdzie kupić?

Płytkę PCB do samodzielnego montażu czujnika można kupić w:
Sklepie Fabrycznym RCC

Możliwy jest również zakup płytki wraz z przylutowanymi czujnikami:
Sklepie Fabrycznym RCC - Moduły inercyjne

Mini FAQ

1) Chcę odłączyć stabilizator. Jakie elementy dodać lub usunąć?

Konstruktor: Należy conajmniej usunąć element R3 i zamontować element R1. Można także zdemontować pozostałe elementy wchodzące w skład stabilizatora, ale R3 oraz R1 są elementami kluczowymi.

2) Czy mogę zastosować stabilizator inny niż przewidziany?

Konstruktor: Tak. Musi być to stabilizator o napięciu wyjściowym w zakresie od 3.0V do 3.6V. Dla wygody montażu musi być to stabilizator w obudowie SOT-23 z 5-cioma wyprowadzeniami i kompatybilny z wyprowadzeniami stabilizatora LP2985IM5-3.3. Zaleca się przestudiowanie karty katalogowej producenta stabilizatora i zwrócenia uwagi na minimalne oraz maksymalne napięcie zasilania. W przypadku stabilizatorów o niskim szeregowym spadku napięcia (low dropout) producenci określają minimalne oraz maksymalne parametry pojemności wejściowych oraz wyjściowych, które zapewniają stabilną pracę układu - należy na nie zwrócić uwagę. Podsumowując - nie polecam eksperymentów osobom nie mającym doświadczenia w budowie układów zasilania.

3) Jak dobrać filtr RC dla mojego zastosowania?

Konstruktor: Filtry RC na wyjściach analogowych są dobrane tak, aby odfiltrować szumy i ewentualne zakłócenia, które mogą być generowane przez układy MEMS. W przypadku IMU sygnały użyteczne zwykle nie przekraczają częstotliwości kilkudziesięciu Hz, więc częstotliwość graniczna filtru powinna być dwu- lub trzykrotnie większa od maksymalnej przewidzianej częstotliwości użytecznej.

produkty/easyimu.txt · ostatnio zmienione: 2011/11/14 14:21 przez Jacek Owczarek