Yuneec Breeze 4K GPS – Модуль навигации для дрона (GPS, акселерометр, барометр)

Характеристики модуля системы навигации для дрона Yuneec Breeze 4K:

• Маркировка на плате: Flying camera A GPS V05
• Микроконтроллер: ATMLH606 64DM
• Контроллер GPS: U-blox MAX-M8Q-0-01
• Акселерометр: MPU-6500 (MP65)
• Датчик барометра: MS5607-02BA03 (MS560702BA03)
• Тип аккумулятора: MS412FE (MS412FE-FL26E) 3V
• Габаритные размеры модуля (Д×Ш×В):  35×35×7,5 мм
• Вес платы модуля: ≈ 14 г

Параметры некоторых характеристик электронных компонентов, установленных на плате, гораздо шире, чем реализованы в данном модуле. В основном это касается протоколов, через которые модуль взаимодействует с внешними устройствами, все зависит от конкретных задач, которые должны выполнять данные компоненты.

Назначение выводов на разъеме модуля навигации Yuneec Breeze 4K и протоколы:

Комплект поставки модуля навигации Yuneec Breeze 4K (Flying camera A GPS V05):

• плата модуля Flying camera A GPS V05
• шлейф на 9 проводов (разъем с одной стороны)
• 4 крепежных винта

Ниже представлены основные параметры и особенности элементной базы, установленной на плату модуля навигации Flying camera A GPS V05.

Даташит АКБ MS412FE (MS412FE-FL26E).

Даташит GPS U-blox MAX-M8Q и расширенная инструкция.

Даташит акселерометра MPU-6500 (MP65).

Даташит барометра MS5607-02BA (MS560702BA03).

Модули U-blox MAX-M8 могут принимать и отслеживать несколько GNSS-систем: GPS, Galileo, ГЛОНАСС и BeiDou. Благодаря двухчастотной архитектуре RF-интерфейса, ГЛОНАСС или BeiDou могут обрабатываться одновременно с сигналами GPS и Galileo, обеспечивая прием трех систем ГЛОНАСС. По умолчанию приемники M8 настроены на одновременную работу GPS и ГЛОНАСС, включая прием SBAS и QZSS. Если энергопотребление является ключевым фактором, то приемник должен быть настроен на одну работу GNSS с использованием GPS, Galileo, ГЛОНАСС или BeiDou и отключение QZSS и SBAS. Системы расширения QZSS, IMES и SBAS, GAGAN имеют один и то же частотный диапазон как у GPS, и всегда может обрабатываться совместно с GPS. Модуль может быть настроен на прием любой отдельной группы ГЛОНАСС или в пределах набора допустимых значений.

Модули U-blox MAX-M8 обеспечивают высокую производительность даже при низком уровне энергопотребления. Для еще лучшего и более быстрого улучшения позиционирования модули MAX-M8 поддерживают дополнение QZSS и IMES вместе с WAAS, EGNOS, MSAS и GAGAN.

Поддерживаемые группы систем спутниковой навигации GNSS для модулей u-blox MAX-M8:

• GPS: предназначена для приема и отслеживания сигналов L1C/A, передаваемых на частоте 1575,42 МГц системой глобального позиционирования (GPS). Серия MAX-M8 может принимать и обрабатывать GPS одновременно с ГЛОНАСС или BeiDou.
• ГЛОНАСС: модули MAX-M8 могут принимать и обрабатывать ГЛОНАСС одновременно с GPS или BeiDou. Предназначены для приема и отслеживания сигналов L1OF ГЛОНАСС на частоте 1602 МГц k*562,5 кГц, где k – номер частотного канала спутника (k = –7,…, 5, 6). . Возможность приема и отслеживания спутниковых сигналов ГЛОНАСС L1OF позволяет проектировать приемники ГЛОНАСС там, где это требуется нормативными актами.
• BeiDou: предназначена для приёма  и обработки сигналов B1I, транслируемых на частоте 1561,098 МГц от навигационной спутниковой системы BeiDou. Возможность принимать и отслеживать сигналы BeiDou в сочетании с другим группами обеспечивает более широкий охват, повышенную надежность и точность.
• Galileo: предназначена для приёма и отслеживания сигналов E1-B/C, сосредоточенных в полосе частот GPS L1. Сигналы GPS и Galileo могут обрабатываться одновременно с помощью BeiDou или сигналами ГЛОНАСС, улучшая покрытие, надежность и точность. Параметры сообщения обратного канала SAR (RLM) декодируются получателем и предоставляются пользователям через собственные сообщения UBX.

ВНИМАНИЕ: U-blox MAX-M8Q чувствительна к статическому электричеству, руками трогать не рекомендуется без специальных средств.

Контроллер MPU-6500 (MP65) — это 6-осевое устройство отслеживания движений, которое сочетает в себе 3-осевой гироскоп, 3-осевой акселерометр и цифровой процессор движения (DMP). Благодаря выделенной сенсорной шине I²C MPU-6500 напрямую принимает входные данные от внешних устройств I²C. MPU-6500 с 6-осевой интеграцией, встроенным DMP и встроенным программным обеспечением для калибровки во время выполнения позволяет снизить использование дополнительных электронных компонентов на плате. MPU-6500 также предназначен для взаимодействия с несколькими неинерциальными цифровыми датчиками, такими как датчики давления, через свой вспомогательный порт I²C.

Гироскоп имеет программируемый полномасштабный диапазон ±250, ±500, ±1000 и ±2000 град./сек и очень низкий уровень шума. Акселерометр имеет программируемый пользователем полный диапазон акселерометра ±2г, ±4г, ±8г и ±16г. Начальная чувствительность обоих датчиков, откалиброванная на заводе. Другие функции включают встроенные 16-разрядные АЦП, программируемые цифровые фильтры, прецизионные часы с дрейфом 1% в диапазоне от -40°C до 85°C, встроенный датчик температуры и программируемые прерывания. Устройство оснащено последовательными интерфейсами I²C и SPI, рабочим диапазоном VDD от 1,71 до 3,6 В и отдельным источником цифрового ввода-вывода VDDIO от 1,71 до 3,6 В.

Связь со всеми регистрами устройства осуществляется либо по I²C на частоте 400 кГц, либо по SPI на частоте 1 МГц. Для приложений, требующих более быстрой связи, регистры датчиков и прерываний могут считываться с использованием SPI на частоте 20 МГц. Используется платформа изготовления CMOS-MEMS, которая объединяет пластины MEMS с сопутствующей электроникой CMOS посредством соединения на уровне пластины. Устройство обеспечивает высокую надежность, поддерживая ударную нагрузку до 10 кг.

MPU-6500 (MP65) состоит из следующих ключевых блоков и функций:

• Трехосевой MEMS-гироскопический датчик скорости с 16-битными АЦП и устройством формирования сигнала
• Трехосевой MEMS-датчик акселерометра с 16-битными АЦП и устройством формирования сигнала
• Механизм цифрового процессора движения (DMP)
• Первичные последовательные интерфейсы связи I²C и SPI
• Вспомогательный последовательный интерфейс I²C
• Самокалибровка
• Регистры данных датчиков
• FIFO
• Прерывания
• Датчик температуры с цифровым выходом
• Напряжение смещения и LDO
• Встроенный преобразователь DC-DC

MS5607-02BA (MS560702BA03) — это новое поколение датчиков высотомера высокого разрешения от швейцарской компании MEAS с интерфейсом шины SPI и I²C. Этот датчик барометрического давления оптимизирован для альтиметров (высотомеров) и вариометров (измеряет разность давлений воздуха в атмосфере и внутри корпуса прибора) с разрешением по высоте 20 см. Сенсорный модуль включает в себя датчик давления с высокой линейностью и 24-битный ΔΣ АЦП со сверхмалым энергопотреблением и внутренними коэффициентами, откалиброванными на заводе. Он обеспечивает точные цифровые 24-битные значения давления и температуры, а также различные режимы работы, которые позволяют пользователю оптимизировать скорость преобразования и потребление тока. Высокая разрешающая способность данных температуры на выходе позволяет реализовать функцию высотомера/термометра без какого-либо дополнительного датчика. Используемый принцип измерения обеспечивает очень низкий гистерезис и высокую стабильность сигнала давления и температуры.

Особенности MS5607-02BA (MS560702BA03):

• Высокая разрешающая способность по высоте: 20 см
• Быстрое преобразование до 1 мс
• Низкая потребляемая мощность: 1 мкА (режим ожидания: ≤ 0,15 мкА)
• Напряжение питания от 1,8 до 3,6 В
• Встроенный цифровой датчик давления (24-битный ΔΣ АЦП)
• Рабочий диапазон: от 10 до 1200 мбар, от -40 до 85 °C
• Интерфейс I²C и SPI до 20 МГц