Yuneec Breeze 4K GPS – Модуль навігації для дрону (GPS, акселерометр, барометр)

Характеристики модуля системи навігації для дрона Yuneec Breeze 4K:

• Маркування на платі: Flying camera A GPS V05
• Мікроконтролер ATMLH606 64DM
• Контролер GPS: U-blox MAX-M8Q-0-01
• Акселерометр: MPU-6500 (MP65)
• Датчик барометра: MS5607-02BA03 (MS560702BA03)
• Тип акумулятора: MS412FE (MS412FE-FL26E) 3V
• Габаритні розміри модуля (Д×Ш×В):  35×35×7,5 мм
• Вага плати модуля: ≈ 14 г

Параметри деяких характеристик електронних компонентів, встановлених на платі, набагато ширші, ніж реалізовані в цьому модулі. В основному це стосується протоколів, через які модуль взаємодіє із зовнішніми пристроями, все залежить від конкретних завдань, які повинні виконувати ці компоненти.

Призначення висновків на роз'ємі навігаційного модуля Yuneec Breeze 4K та протоколи:

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

• плата модуля Flying camera A GPS V05
• шлейф на 9 дротів (роз'єм з одного боку)
• 4 кріпильні гвинти

Нижче наведено основні параметри та особливості елементної бази, встановленої на плату модуля навігації Flying camera A GPS V05.

Даташит АКБ MS412FE (MS412FE-FL26E).

Даташит GPS U-blox MAX-M8Q та розширена інструкція.

Даташит акселерометра MPU-6500 (MP65).

Даташит барометра MS5607-02BA (MS560702BA03).

Модулі U-blox MAX-M8 можуть приймати та відстежувати декілька GNSS-систем: GPS, Galileo, ГЛОНАСС та BeiDou. Завдяки двочастотній архітектурі RF-інтерфейсу, ГЛОНАСС або BeiDou можуть оброблятися одночасно із сигналами GPS та Galileo, забезпечуючи прийом трьох систем ГЛОНАСС. За замовчуванням приймачі M8 налаштовані на одночасну роботу GPS та ГЛОНАСС, включаючи прийом SBAS та QZSS. Якщо енергоспоживання є ключовим фактором, то приймач має бути налаштований на роботу GNSS з використанням GPS, Galileo, ГЛОНАСС або BeiDou і відключення QZSS і SBAS. Системи розширення QZSS, IMES і SBAS, GAGAN мають той самий частотний діапазон як у GPS, і може оброблятися разом із GPS. Модуль може бути налаштований приймання будь-якої окремої групи ГЛОНАСС або в межах набору допустимих значень.

Модулі U-blox MAX-M8 забезпечують високу продуктивність навіть за низького рівня енергоспоживання. Для кращого і швидшого поліпшення позиціонування модулі MAX-M8 підтримують доповнення QZSS і IMES разом із WAAS, EGNOS, MSAS і GAGAN.

Групи систем супутникової навігації GNSS для модулів u-blox MAX-M8, що підтримуються:

• GPS: призначена для прийому та відстеження сигналів L1C/A, що передаються на частоті 1575,42 МГц системою глобального позиціонування (GPS). Серія MAX-M8 може приймати та обробляти GPS одночасно з ГЛОНАСС чи BeiDou.
• ГЛОНАСС: модулі MAX-M8 можуть приймати та обробляти ГЛОНАСС одночасно з GPS або BeiDou. Призначені для прийому та відстеження сигналів L1OF ГЛОНАСС на частоті 1602 МГц + k * 562,5 кГц, де k - Номер частотного каналу супутника (k = -7, ..., 5, 6). . Можливість прийому та відстеження супутникових сигналів ГЛОНАСС L1OF дозволяє проектувати приймачі ГЛОНАСС там, де це потрібно нормативними актами.
• BeiDou: призначена для прийому та обробки сигналів B1I, що транслюються на частоті 1561,098 МГц від навігаційної супутникової системи BeiDou. Можливість приймати та відстежувати сигнали BeiDou у поєднанні з іншими групами забезпечує ширше охоплення, підвищену надійність та точність.
• Galileo: призначена для прийому та відстеження сигналів E1-B/C, зосереджених у смузі частот GPS L1. Сигнали GPS та Galileo можуть оброблятися одночасно за допомогою BeiDou або сигналами ГЛОНАСС, покращуючи покриття, надійність та точність. Параметри повідомлення зворотного каналу SAR (RLM) декодуються одержувачем та надаються користувачам через власні повідомлення UBX.

УВАГА: U-blox MAX-M8Q чутлива до статичної електрики, руками чіпати не рекомендується без спеціальних засобів.

Контролер MPU-6500 (MP65) - це 6-осьовий пристрій відстеження рухів, який поєднує в собі 3-осьовий гіроскоп, 3-осьовий акселерометр і цифровий процесор руху (DMP). Завдяки виділеній сенсорній шині I²C MPU-6500 приймає безпосередньо вхідні дані від зовнішніх пристроїв I²C. MPU-6500 з 6-осьовою інтеграцією, вбудованим DMP та вбудованим програмним забезпеченням для калібрування під час виконання дозволяє знизити використання додаткових електронних компонентів на платі. MPU-6500 також призначений для взаємодії з кількома неінерційними цифровими датчиками, такими як датчики тиску через свій допоміжний порт I²C.

Гіроскоп має програмований повномасштабний діапазон ±250, ±500, ±1000 та ±2000 град./сек та дуже низький рівень шуму. Акселерометр має програмований користувачем повний діапазон акселерометра ±2г, ±4г, ±8г та ±16г. Початкова чутливість обох датчиків відкалібрована на заводі. Інші функції включають вбудовані 16-розрядні АЦП, програмовані цифрові фільтри, прецизійний годинник з дрейфом 1% в діапазоні від -40°C до 85°C, вбудований датчик температури та програмовані переривання. Пристрій оснащений послідовними інтерфейсами I²C і SPI, робочим діапазоном VDD від 1,71 до 3,6 і окремим джерелом цифрового вводу-виводу VDDIO від 1,71 до 3,6 В.

Зв'язок з усіма регістрів пристрою здійснюється або за I²C на частоті 400 кГц, або SPI на частоті 1 МГц. Для додатків, що потребують швидшого зв'язку, регістри датчиків та переривань можуть зчитуватися з використанням SPI на частоті 20 МГц. Використовується платформа виготовлення CMOS-MEMS, яка поєднує пластини MEMS із супутньою електронікою CMOS за допомогою з'єднання на рівні пластини. Пристрій забезпечує високу надійність підтримуючи ударне навантаження до 10 кг.

MPU-6500 (MP65) складається з наступних ключових блоків та функцій:

• Триосьовий MEMS-гіроскопічний датчик швидкості з 16-бітними АЦП та пристроєм формування сигналу
• Триосьовий MEMS-датчик акселерометра з 16-бітними АЦП та пристроєм формування сигналу
• Механізм цифрового процесора руху (DMP)
• Первинні послідовні інтерфейси зв'язку I²C та SPI
• Допоміжний послідовний інтерфейс I²C
• Самокалібрування
• Регістри даних датчиків
• FIFO
• Переривання
• Датчик температури із цифровим виходом
• Напруга зміщення та LDO
• Вбудований перетворювач DC-DC

MS5607-02BA (MS560702BA03) - це нове покоління датчиків висотоміру високої роздільної здатності від швейцарської компанії MEAS з інтерфейсом шини SPI та I²C. Цей датчик барометричного тиску оптимізований для альтиметрів (висотомірів) і варіометрів (вимірює різницю тиску повітря в атмосфері і всередині корпусу приладу) з роздільною здатністю по висоті 20 см. Сенсорний модуль включає датчик тиску з високою лінійністю і 24-бітний ΔΣ АЦП з надмалим та внутрішніми коефіцієнтами, відкаліброваними на заводі. Він забезпечує точні цифрові 24-бітові значення тиску та температури, а також різні режими роботи, які дозволяють користувачеві оптимізувати швидкість перетворення та споживання струму. Висока роздільна здатність даних температури на виході дозволяє реалізувати функцію висотоміра/термометра без додаткового датчика. Використовуваний принцип вимірювання забезпечує дуже низький гістерезис та високу стабільність сигналу тиску та температури.

Особливості MS5607-02BA (MS560702BA03):

• Висока роздільна здатність по висоті: 20 см
• Швидке перетворення до 1 мс
• Низька споживана потужність: 1 мкА (режим очікування: ≤ 0,15 мкА)
• Напруга живлення від 1,8 до 3,6 В
• Вбудований цифровий датчик тиску (24-бітовий ΔΣ АЦП)
• Робочий діапазон: від 10 до 1200 мбар, від -40 до +85 °C
• Інтерфейс I²C та SPI до 20 МГц