Produktbeschreibung:
Die Trägheitsmesseinheit KSIMU16495 ist ein Trägheitsmessgerät für den Hausgebrauch mit hoher Leistung, geringer Größe und hoher Überlastfestigkeit. Nullpunktstabilität des Gyroskops 0,5°/h (Allan), Nullpunktstabilität des Beschleunigungsmessers 10 µg (Allan). Es kann zur präzisen Navigation, Steuerung und dynamischen Vermessung von Waffen eingesetzt werden. Diese Produktserie verwendet hochpräzise MEMS-Trägheitsgeräte mit hoher Zuverlässigkeit und Robustheit und kann die Winkelgeschwindigkeits- und Beschleunigungsinformationen des sich bewegenden Trägers in rauen Umgebungen genau messen.
Die Trägheitsmesseinheit KSIMU16495 mit integriertem dreiachsigem Gyro und dreiachsigem Beschleunigungsmesser dient zur Messung der dreiachsigen Winkelgeschwindigkeit und der dreiachsigen Beschleunigung des Trägers. Über die serielle Schnittstelle gemäß dem Konventionskommunikationsprotokoll wird eine Fehlerkompensation (einschließlich Temperaturkompensation, Installationsfehlausrichtung, Winkelkompensation, nichtlineare Kompensation usw.) ausgegeben, Gyroskop, Beschleunigungsmesserdaten und integrierter dreiachsiger Magnetsensor, Drucksensor.
Merkmale:
- Hochpräzise MEMS-Trägheitsnavigation
- Unterstützt dynamische schnelle Ausrichtung
- Hohe Bandbreite, hohe Datenaktualisierungsrate
- 1 Kanal SPI
- Kleine Größe, geringes Gewicht
- Solide und zuverlässig
- Vollständig kompatibel mit einem ausländischen Trägheitsmesssystem mit 10 Freiheitsgraden
Technische Parameter:
| PParameter |
Testbedingung |
MIN |
TYP |
MAX |
Einheiten |
| Stromversorgungsparameter |
| Stromspannung |
|
3,0 |
3.3 |
3.6 |
V |
| Verlustleistung |
|
|
|
1.5 |
W |
| Welligkeit |
PP |
|
|
100 |
mV |
| PProduktleistung |
| Gyroskop |
Reichweite |
|
±400 |
±450 |
|
Grad/s |
| Zero-Bias-Stabilität |
Allan |
|
0,8 |
|
Grad /h |
| zufälliger Spaziergang |
|
|
0,06 |
|
Grad /√h |
| Null-Bias-Wiederholbarkeit |
−40°C ≤ TA ≤ +85°C |
|
0,1 |
0,2 |
Grad/s |
| Wiederholbarkeit des Skalierungsfaktors |
−40°C ≤ TA ≤ +85°C |
|
0,1 |
1 |
% |
| Nichtlinearität des Skalierungsfaktors |
FS=450 º/s |
|
0,1 |
0,2 |
%FS |
| Bandbreite |
|
|
|
400 |
Hz |
| Beschleunigungsmesser |
Reichweite |
|
|
±10 |
|
G |
| Zero-Bias-Stabilität |
Allan |
|
0,01 |
|
mg |
| zufälliger Spaziergang |
|
|
0,02 |
0,02 |
m/s/√h |
| Null-Bias-Wiederholbarkeit |
−40°C ≤ TA ≤ +85°C |
|
±2 |
|
mg |
| Wiederholbarkeit des Skalierungsfaktors |
−40°C ≤ TA ≤ +85°C |
|
0,5 |
1 |
% |
| Nichtlinearität des Skalierungsfaktors |
|
|
0,1 |
|
%FS |
| Bandbreite |
|
|
|
200 |
Hz |
| Magnetometer |
Dynamischer Messbereich |
|
±2,5 |
|
|
Gauß |
| Auflösung |
|
|
120 |
|
uGauß |
| Lärmdichte |
|
|
50 |
|
uGauß |
| Bandbreite |
|
|
200 |
|
Hz |
| Barometer |
Druckbereich |
|
450 |
|
1100 |
mbar |
| Auflösung |
|
|
0,1 |
|
mbar |
| Absolute Messgenauigkeit |
|
|
1.5 |
|
mbar |
| Kommunikationsschnittstelle |
Ein SPI |
Baudrate |
|
|
15 |
MHz |
| Strukturelle Merkmale |
Größe |
|
44×47×14 |
mm |
Größe |
|
| Gewicht |
|
50 |
G |
Gewicht |
|
| Zuverlässigkeit |
MTBF |
|
|
20000 |
|
H |
| kontinuierliche Arbeitszeiten |
|
|
120 |
|
H |
| Umfeld |
| Betriebstemperatur |
|
-40 |
|
75 |
℃ |
| Lagertemperatur |
|
-45 |
|
85 |
℃ |
| Vibration |
|
10 ~ 2000 Hz, 3 g |
| Auswirkungen |
|
30g, 11ms |
| Überlast |
(Halbsinus 0,5 ms) |
1000g |
Abmessungen:
Definition des Koordinatensystems:
Das Koordinatensystem des Gyroskops und des Beschleunigungsmessers ist wie in der Abbildung unten dargestellt definiert, wobei die Pfeilrichtung positiv ist.
Daten lesen und schreiben:
Das KSIMU16495 ist ein automatisches Sensorsystem, das automatisch aktiviert, wenn eine aktive Stromversorgung vorhanden ist. Nach Abschluss des Initialisierungsprozesses beginnt es mit der Abtastung, Verarbeitung und dem Laden kalibrierter Sensordaten in das Ausgangsregister, auf das über den SPI-Port zugegriffen werden kann. Der SPI-Port wird normalerweise mit dem kompatiblen Port des eingebetteten Prozessors verbunden, das Anschlussdiagramm ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Vier SPI-Signale unterstützen die synchrone serielle Datenübertragung. In der werkseitigen Standardkonfiguration stellt der DIO2-Pin ein Datenbereitschaftssignal bereit; Wenn neue Daten im Ausgangsdatenregister verfügbar sind, geht der Pin auf High-Pegel.
Allgemeine Host-Prozessor-SPI-Einstellungen:
| Prozessoreinstellungen |
Erklären |
| Gastgeber |
KSIMU16495 wird als Slave-Maschine verwendet |
| SCLK ≤ 15 MHz |
Maximale serielle Taktrate |
| SPI-Modus 3 |
CPOL = 1 (Polarität), CPHA = 1 (Phasenlage) |
| MSB-Prioritätsmodus |
Befehl |
| 16-Bit-Modus |
Schieberegister/Datenlänge |
SPI-Kommunikation:
Wenn der vorherige Befehl eine Leseanforderung ist, unterstützt der SPI-Port die Vollduplex-Kommunikation und der externe Prozessor kann beim Lesen des DOUT auf DIN schreiben, wie unten gezeigt.
SPI-Lese-/Schreib-Timing
Sensordaten lesen
KSIMU16495 startet automatisch und aktiviert Seite 0 für den Datenregisterzugriff. Nach dem Zugriff auf andere Seiten sollte 0x00 in das PAGE_ID-Register (DIN = 0x8000) geschrieben werden, um Seite 0 zu aktivieren und für den nachfolgenden Datenzugriff bereit zu machen. Ein einzelner Registerlesevorgang erfordert zwei 16-Bit-SPI-Zyklen. Im ersten Zyklus wird die Bitzuteilungsfunktion in Abbildung 1 verwendet, um das Lesen des Inhalts eines Registers anzufordern; Im zweiten Zyklus wird der Inhalt des Registers über DOUT ausgegeben. Die erste Ziffer des DIN-Befehls ist 0, gefolgt von der High- oder Low-Adresse des Registers. Die letzten 8 Bits sind irrelevante Bits, aber SPI benötigt die vollen 16 SCLKS, um die Anfrage zu empfangen. Die folgende Abbildung zeigt zwei aufeinanderfolgende Registerlesevorgänge, zuerst DIN = 0x1A00, das den Inhalt des Z_GYRO_OUT-Registers anfordert, und dann DIN = 0x1800, das den Inhalt des Z_GYRO_LOW-Registers anfordert.
Beispiel für einen SPI-Lesevorgang
Benutzerregister-Speicherzuordnung (N/A bedeutet nicht anwendbar)
| R/W |
PAGE_ID |
Adresse |
Standard |
Beschreibung des Registers |
| R/W |
0x00 |
0x00 |
0x00 |
Seitenidentität |
| R |
0x00 |
0x0E |
N / A |
Temperatur |
| R |
0x00 |
0x10 |
N / A |
X-Achsen-Gyroskop-Ausgang, Low-Byte |
| R |
0x00 |
0x12 |
N / A |
X-Achsen-Gyroskop-Ausgang, High-Byte |
| R |
0x00 |
0x14 |
N / A |
Ausgang des Y-Achsen-Gyroskops, Low-Byte |
| R |
0x00 |
0x16 |
N / A |
Ausgang des Y-Achsen-Gyroskops, High-Byte |
| R |
0x00 |
0x18 |
N / A |
Z-Achsen-Gyroskop-Ausgang, Low-Byte |
| R |
0x00 |
0x1A |
N / A |
Z-Achsen-Gyroskop-Ausgang, High-Byte |
| R |
0x00 |
0x1C |
N / A |
Ausgang des X-Achsen-Beschleunigungsmessers, Low-Byte |
| R |
0x00 |
0x1E |
N / A |
Ausgang des X-Achsen-Beschleunigungsmessers, High-Byte |
| R |
0x00 |
0x20 |
N / A |
Ausgang des Y-Achsen-Beschleunigungsmessers, Low-Byte |
| R |
0x00 |
0x22 |
N / A |
Ausgang des Y-Achsen-Beschleunigungsmessers, High-Byte |
| R |
0x00 |
0x24 |
N / A |
Z-Achsen-Beschleunigungsmesserausgang, Low-Byte |
| R |
0x00 |
0x26 |
N / A |
Z-Achsen-Beschleunigungsmesserausgang, High-Byte |
| R |
0x00 |
0x28 |
N / A |
X-Achse magnetisch, High-Byte |
| R |
0x00 |
0x2A |
N / A |
Y-Achse magnetisch, High-Byte |
| R |
0x00 |
0x2C |
N / A |
Z-Achse magnetisch, High-Byte |
| R |
0x00 |
0x2E |
N / A |
Luftdruckausgang, Low-Byte |
| R |
0x00 |
0x30 |
N / A |
Luftdruckausgang, Low-Byte |
| R/W |
0x03 |
0x00 |
0x00 |
Seitenidentität |
| R/W |
0x03 |
0x06 |
0x000D |
Steuerung, I/O-Pins, Funktionsdefinition |
| R/W |
0x03 |
0x08 |
0x00X0 |
Steuerung, I/O-Pins, universell |
| R/W |
0x04 |
0x00 |
0x00 |
Seitenidentität |
| R |
0x04 |
0x20 |
/ |
Seriennummer |
Transformationsformel
Aktuelle Temperatur = 25+ TEMP OUT*0,00565
|
X_GYRO_OUT |
X_GYRO_LOW |
| Beispiel für einen X-Achsen-Kreisel |
1LSB=0,02°/S |
Das Gewicht des MSB beträgt 0,01°/S und das Gewicht der nachfolgenden Bits ist halb so groß wie das der vorherigen Bits |
| 0,02*X_GYRO_OUT |
0,01*MSB+0,005*....... |
Der Y-Achsen-Z-Achsen-Kreisel wird auf ähnliche Weise wie der X-Achsen-Kreisel berechnet.
|
X_ACCL_OUT |
X_ACCL_LOW |
| Beispiel für einen X-Achsen-Beschleunigungsmesser |
1LSB=0,8 mg |
Das Gewicht des MSB beträgt 0,4 mg, und das Gewicht jedes nachfolgenden Bits ist halb so groß wie das des vorherigen Bits |
| 0,8*X_ACCL_OUT |
0,4*MSB+0,2*....... |
Der Y-Achsen-Z-Achsen-Beschleunigungsmesser wird auf ähnliche Weise wie der X-Achsen-Beschleunigungsmesser berechnet.
|
X_MAGN_OUT |
| X-Achsen-Magnetometer |
1LSB=0,1mGauß |
| 0,1*X_MAGN_OUT |
Das Y-Achsen-Z-Achsen-Magnetometer wird auf ähnliche Weise wie das X-Achsen-Magnetometer berechnet
|
BAROM_OUT |
BAROM_LOW |
| Barometrisches Beispiel |
1LSB=40ubar |
Das Gewicht des MSB beträgt 20 ubar, und das Gewicht jedes nachfolgenden Bits ist halb so groß wie das des vorherigen Bits |
| 40*BAROM_OUT |
20*MSB+10*....... |
Hinweis: Gyroskop, Beschleunigungsmesser und Magnetometer werden in hohe 16-Bit- und niedrige 16-Bit-Werte unterteilt und jeweils berechnet, um das Endergebnis zu addieren
Elektrische Schnittstelle:
| Pin-Nummer |
Name |
Typ |
beschreiben |
| 10,11,12 |
VDD |
Leistung |
|
| 13,14,15 |
GND |
Stromerde |
|
| 7 |
DIO1 |
Eingabe/Ausgabe |
Universeller I/O, konfigurierbar |
| 9 |
DIO2 |
Eingabe/Ausgabe |
| 1 |
DIO3 |
Eingabe/Ausgabe |
| 2 |
DIO4 |
Eingabe/Ausgabe |
| 3 |
SPI-CLK |
Eingang |
Der SPI-Master/Slave-Modus ist konfigurierbar. Der Standardmodus ist Slave |
| 4 |
SPI-MISO |
Ausgabe |
| 5 |
SPI-MOSI |
Eingang |
| 6 |
SPI-CS |
Eingang |
| 8 |
RST |
Eingang |
Wiederherstellung |
| 23 |
VDDRTC |
Stromversorgung |
/ |
| 16～21,24 |
NC |
Ersatzstift |
Vorbehalt des Herstellers |
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