Технология sensor fusion, применяющаяся в современных мобильных устройствах для определения их ориентации и перемещений в пространстве, имеет один недостаток. Точнее, по современным меркам это не недостаток, а особенность. Мы говорим о необходимости довольно интенсивных вычислений, позволяющих получать из данных с сенсоров новой информации, предоставить которую сенсоры по отдельности не в состоянии.
Многие электронные изделия оснащаются интегрированными датчиками движения, данные с которых передаются в микроконтроллер устройства, где и выполняются необходимые вычисления. Но современная электроника – это, прежде всего, интегрированные решения, и эта тенденция не прошла мимо сенсоров движения. Первые сенсоры со встроенным микроконтроллером, который обрабатывает «сырые» данные с сенсоров, имели ряд недостатков, среди которых – «недостаток» осей (встроенные микроконтроллеры обрабатывали только шесть потоков данных с двух датчиков) и отсутствие встроенных магнитометров. В отличие от них, интегрированные сенсоры последнего поколения сочетают в одном корпусе три датчика – магнитометр, акселерометр и гироскоп, – и микропроцессорное ядро. Никаких внешних компонентов, равно как и вычислений, для работы с такими сенсорами не требуется.
 |
| Рис. 1. Микросхема Bosch Sensortec BNO-055. |
Один из таких сенсоров, BNO-055 компании Bosch Sensortec (Рис. 1, 2), оснащён 32-битным ядром ARM Cortex M0 – отлично зарекомендовавшим себя экономичным и достаточно мощным решением для выполнения вычислений, реализующих технологию sensor fusion. Ядро получает данные с датчиков – трехосевого 14-битного акселерометра, трехосевого 16-битного гироскопа и трехосевого магнитометра, обрабатывает их и записывает результаты во внутренние регистры микросхемы, доступные для чтения через стандартные последовательные интерфейсы. Таким образом, микроконтроллеру устройства не нужно отвлекаться на низкоуровневые вычисления, связанные с сенсорами движения. Все датчики микросхемы способны работать в нескольких режимах энергосбережения, а также переходить в режим сна и отключаться для экономии батарей. Акселерометр и гироскоп могут генерировать прерывания при движениях с заданными параметрами, например, резком ускорении. Немаловажно, что интерфейс I2C микросхемы может работать по протоколу HID-I2C, что превращает ее в устройство Plug-and-play для устройств, работающих под управлением операционных систем Windows 8 и 8.1. В числе данных, выдаваемых BNO-055 – кватернионы, линейное ускорение, вектор гравитации и направление движения устройства; этого достаточно для точного распознавания движений, поворотов и наклонов и даже для расчёта маршрута движения устройства (инерциальной навигации).
Области применения интегрированного сенсора движений BNO-055 – носимая электроника, фитнес-трекеры, медицинская техника, роботы, устройства инерциальной навигации и дополненной реальности, планшеты и ультрабуки.
 |
| Рис. 2. Структура микросхемы BNO-055. |
Характеристики микросхемы Bosch Sensortec BNO-055:
- рабочие диапазоны акселерометра: ±2, ±4, ±8, ±16g;
- настраиваемая полоса ФНЧ акселерометра: 1 кГц – менее 8 Гц;
- рабочие диапазоны гироскопа: от ±125 до ±2000 °/с;
- настраиваемая полоса ФНЧ гироскопа: 523-12 Гц;
- рабочий диапазон магнитометра: ±1300 мкТл по осям х, у, ±2500 мкТл по оси z;
- разрешение магнитометра: ~0.3 мкТл;
- напряжение питания микросхемы: 2.4–3.6 В;
- корпус: 28-выводный LGA размером 3.8×5.2×1.13 мм;
- диапазон рабочих температур: от –40 до 85 °C.
О компании
Компания Bosch Sensortec – подразделение консорциума Bosch, основанное в 2005 году и специализирующееся на МЭМС-сенсорах и решениях на их основе. В портфолио компании – трёх-, шести- и девятиосевые гироскопы, акселерометры и магнитометры, а также датчики температуры, влажности и т.д. С момента начала разработки МЭМС-сенсоров в 1995 году компания Bosch стала лидером на этом рынке, продав более трёх миллиардов микросхем.
Посмотреть подробные характеристики микросхемы Bosch Sensortec
Купить BNO-055 на РадиоЛоцман.Цены
