เริ่มต้นด้วยการออกแบบเซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวและการวางแนวตาม MEMS โดยใช้ Arduino Breakout Boards

นักออกแบบจำเป็นต้องจัดหาระบบของตนให้มีทิศทางและความสามารถในการเคลื่อนไหวมากขึ้น โชคดีที่มีเซ็นเซอร์ที่ใช้เทคโนโลยีโซลิดสเตท (เซมิคอนดักเตอร์) และระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก (MEMS) เพื่อช่วยในการดำเนินการดังกล่าว ขนาดเล็กและต้นทุนต่ำทำให้สามารถใช้งานการตรวจจับการเคลื่อนไหวและการวางแนวได้ในหลากหลายระบบรวมถึงโดรนหุ่นยนต์และแน่นอนว่าผลิตภัณฑ์พกพาเช่นสมาร์ทโฟนและคอมพิวเตอร์แท็บเล็ต เซ็นเซอร์เหล่านี้ยังใช้ในระบบการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์สำหรับ Industrial Internet of Things (IIoT) ซึ่งให้ข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการเรียนรู้ของเครื่อง (ML) ที่ Edge

เซ็นเซอร์ MEMS ประเภทหลักที่ใช้ในการตรวจจับการเคลื่อนไหวและการวางแนว ได้แก่ เครื่องวัดความเร่งไจโรสโคปเครื่องวัดสนามแม่เหล็กและชุดค่าผสมต่าง ๆ ในขณะที่นักออกแบบหลายคนสนใจที่จะรวมเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวและการวางแนวไว้ในการออกแบบ แต่พวกเขามักไม่แน่ใจว่าจะเริ่มจากตรงไหน

ทางเลือกหนึ่งคือการใช้ชุดการประเมินและการพัฒนาที่จัดหาโดยผู้จำหน่ายเซ็นเซอร์ MEMS เพื่อสนับสนุนโซลูชันของพวกเขา สมมติว่ามีการสนับสนุนที่ดีนี่เป็นแนวทางที่ดีอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตามผู้ออกแบบจำเป็นต้อง จำกัด ตัวเองให้ใช้เฉพาะเซ็นเซอร์จากผู้จำหน่ายรายเดียวหรือเรียนรู้เครื่องมือซอฟต์แวร์จากผู้จำหน่ายเซ็นเซอร์หลายราย

อีกทางเลือกหนึ่งนักออกแบบที่ไม่คุ้นเคยกับการทำงานกับเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวและการวางแนวอาจได้รับประโยชน์จากการทดลองและการสร้างต้นแบบโดยใช้บอร์ดพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์โอเพนซอร์สต้นทุนต่ำจาก Arduino พร้อมกับสภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบบูรณาการเดียว (IDE) ร่วมกับบอร์ดเบรกเอาต์เซ็นเซอร์โอเพ่นซอร์ส (BOB) ราคาประหยัดที่มีเซ็นเซอร์จากผู้ขายหลายราย

เพื่อช่วยนักออกแบบในการเริ่มต้น บทความนี้ให้คำศัพท์เกี่ยวกับเซ็นเซอร์และการอภิปรายสั้น ๆ เกี่ยวกับบทบาทของเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวและการวางแนว จากนั้นจะแนะนำตัวเลือกของเซ็นเซอร์ BOB จากAdafruit และการใช้งาน

คำศัพท์เกี่ยวกับเซ็นเซอร์

คำศัพท์สองคำที่มักใช้เมื่อพูดถึงเซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวและทิศทางคือ "จำนวนแกน" และ "องศาอิสระ" (DOF) น่าเสียดายที่คำเหล่านี้มักใช้ในทำนองเดียวกันซึ่งอาจทำให้เกิดความสับสนได้

โดยทั่วไปคำว่าแกน (แกนพหูพจน์) สามารถใช้เพื่อทำความเข้าใจข้อมูลที่ระบบใช้ ในบริบทของการเคลื่อนที่และการวางแนวมีแกนที่สนใจสามแกนคือ X, Y และ Z

วิธีการมองเห็นแกนเหล่านี้ขึ้นอยู่กับระบบที่เป็นปัญหา ในกรณีของสมาร์ทโฟนในแนวตั้งเช่นแกน X เป็นแนวนอนโดยคำนึงถึงหน้าจอและชี้ไปทางขวาแกน Y จะอยู่ในแนวตั้งโดยคำนึงถึงหน้าจอและชี้ขึ้นด้านบนและแกน Z ซึ่ง ตั้งฉากกับอีกสองแกนถือเป็นการชี้ออกจากหน้าจอ (รูปที่ 1)

รูปที่ 1: ระบบทางกายภาพสามารถมี DOF ได้สูงสุดหกครั้งเนื่องจากมีเพียงหกวิธีที่สามารถเคลื่อนที่ในพื้นที่ 3 มิติ: สามเชิงเส้นและสามเชิงมุม (แหล่งรูปภาพ: Max Maxfield)

สำหรับอุปกรณ์อย่างสมาร์ทโฟนมีการเคลื่อนไหวที่น่าสนใจ 2 ประเภท ได้แก่ เชิงเส้นและเชิงมุม กรณีของการฝึกเชิงเส้นแนวระบบทิศทางจากด้านข้างหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งบนแกน X ขึ้นและลงบนแกน Y และเดินหน้าและฐานบนแกน Z ในกรณีของการเคลื่อนที่เชิงมุมระบบอาจหมุนรอบหนึ่งหรือมากกว่าในสามแกน

ในบริบทของการเคลื่อนที่ DOF หมายถึงทิศทางใด ๆ ที่สามารถเกิดการเคลื่อนที่แบบอิสระได้ ระบบทางกายภาพสามารถมี DOF ได้สูงสุดหกครั้งเนื่องจากมีเพียงหกวิธีที่สามารถเคลื่อนที่ในพื้นที่ 3 มิติ: สามเชิงเส้นและสามเชิงมุม

คำว่า "การวางแนว" หมายถึงตำแหน่งทางกายภาพหรือทิศทางของสิ่งที่สัมพันธ์กับสิ่งอื่น ในกรณีของสมาร์ทโฟนการวางแนวจะเป็นตัวกำหนดว่าโทรศัพท์วางราบไปทางด้านหลังยืนบนขอบด้านใดด้านหนึ่ง (ไม่ว่าจะในโหมดแนวตั้งหรือแนวนอน) หรืออยู่ระหว่างกัน

วิธีหนึ่งในการดูสิ่งนี้คือการวางแนวของอุปกรณ์สามารถระบุได้ด้วยค่าของ DOF ที่เป็นไปได้ทั้งหมดในบางครั้ง t_X. จากการเปรียบเทียบการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์จะพิจารณาจากความแตกต่างระหว่างค่าของ DOF ที่เป็นไปได้ทั้งหมดระหว่างเวลา t₀ และ t₁

เซ็นเซอร์เช่นเครื่องวัดความเร่งไจโรสโคปและแมกนีโตมิเตอร์มีให้เลือกใช้กับหนึ่งสองหรือสามแกน ตัวอย่างเช่นเครื่องวัดความเร่งแบบ 1 แกนจะตรวจจับเฉพาะการเปลี่ยนแปลงตามแกนใดในสามแกนที่จัดแนวไว้เท่านั้น เซ็นเซอร์ 2 แกนจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสองในสามแกน และเซ็นเซอร์ 3 แกนจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของแกนทั้งสาม

หากแพลตฟอร์มเซ็นเซอร์ถูกอธิบายว่าติดตามมากกว่าหกแกนแสดงว่ามีความแม่นยำในระดับที่สูงขึ้นโดยการติดตามจุดข้อมูลหลายจุดตาม (หรือรอบ ๆ ) แกน X, Y และ Z ตัวอย่างคือชุดมาตรความเร่ง 12 แกนที่ใช้การวัดความเร่งเชิงเส้นจากเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกน, สี่แกน

น่าเสียดายที่เป็นเรื่องปกติที่จะสับสน DOF กับจำนวนแกน ตัวอย่างเช่นการรวมกันของเครื่องวัดความเร่ง 3 แกน ไจโรสโคป 3 แกนและเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก 3 แกนอาจได้รับการอธิบายโดยผู้ขายบางรายว่าเป็นเซ็นเซอร์ 9DOF แม้ว่าควรจะอธิบายอย่างถูกต้องมากกว่าว่าเป็นเซ็นเซอร์ 9 แกน 6DOF ก็ตาม

ฟิวชั่นเซนเซอร์

นอกจากการวัดความเร่งแล้วเครื่องวัดความเร่งยังวัดแรงโน้มถ่วงอีกด้วย ตัวอย่างเช่นในกรณีของสมาร์ทโฟนเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนสามารถกำหนดทิศทางที่ลงได้แม้ว่าผู้ใช้จะยืนนิ่งและอุปกรณ์ไม่มีการเคลื่อนไหวก็ตาม

นอกจากนี้ยังสามารถใช้มาตรความเร่งแบบ 3 แกนเพื่อกำหนดแนวตั้งและแนวนอนของอุปกรณ์ซึ่งสามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อนำเสนอการแสดงผลในโหมดแนวตั้งหรือแนวนอน อย่างไรก็ตามในตัวมันเองไม่สามารถใช้มาตรความเร่งเพื่อกำหนดทิศทางของสมาร์ทโฟนโดยคำนึงถึงสนามแม่เหล็กโลก ความสามารถนี้จำเป็นสำหรับงานต่างๆเช่นแอปท้องฟ้าจำลองที่อนุญาตให้ผู้ใช้ระบุและค้นหาดวงดาวดาวเคราะห์และกลุ่มดาวในท้องฟ้ายามค่ำคืนโดยเพียงแค่ชี้อุปกรณ์ไปยังพื้นที่ที่สนใจ ในกรณีนี้จำเป็นต้องใช้เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก หากสมาร์ทโฟนวางราบเสมอกับโต๊ะเครื่องวัดค่าแม่เหล็กไฟฟ้าแบบ 1 แกนก็เพียงพอแล้ว เนื่องจากอาจใช้สมาร์ทโฟนในทิศทางใดก็ได้จึงจำเป็นต้องใช้เครื่องวัดแม่เหล็กแบบ 3 แกน

เครื่องวัดความเร่งไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กโดยรอบ แต่ได้รับผลกระทบจากการเคลื่อนไหวและการสั่นสะเทือน เมื่อเปรียบเทียบกันแล้วแมกนีโตมิเตอร์จะไม่ได้รับผลกระทบจากการเคลื่อนไหวและการสั่นสะเทือนต่อตัว แต่อาจได้รับอิทธิพลจากวัสดุแม่เหล็กและสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียง

แม้ว่าเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนสามารถใช้เพื่อรับข้อมูลการหมุนได้ แต่ไจโรสโคปแบบ 3 แกนจะให้ข้อมูลที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับโมเมนตัมเชิงมุม ไจโรสโคปทำงานได้ดีเมื่อต้องวัดความเร็วในการหมุนและไม่ได้รับผลกระทบจากการเร่งความเร็วในทิศทางเชิงเส้นหรือจากสนามแม่เหล็ก อย่างไรก็ตามไจโรสโคปมีแนวโน้มที่จะสร้างความเร็วในการหมุน "เหลือ" เล็กน้อยแม้ว่าจะหยุดนิ่งก็ตาม สิ่งนี้เรียกว่า“ zero-drift-offset” ปัญหาเกิดขึ้นหากผู้ใช้พยายามกำหนดมุมที่แน่นอนโดยใช้ไจโรสโคปซึ่งในกรณีนี้จำเป็นต้องรวมความเร็วในการหมุนเพื่อให้ได้ตำแหน่งเชิงมุม ปัญหาเกี่ยวกับการรวมในสถานการณ์นี้คือข้อผิดพลาดสามารถสะสมได้ ข้อผิดพลาดเล็กน้อยเพียง 0.01 องศาในการวัดครั้งแรกสามารถเติบโตได้เต็มองศาหลังจากการวัด 100 ครั้งเป็นต้น สิ่งนี้เรียกว่า “gyro drift.”

คำว่า "ฟิวชั่นเซ็นเซอร์" หมายถึงการรวมข้อมูลทางประสาทสัมผัสที่ได้มาจากแหล่งที่แตกต่างกันเพื่อให้ข้อมูลที่ได้มีความไม่แน่นอนน้อยกว่าที่จะเป็นไปได้หากมีการใช้ข้อมูลจากแหล่งเหล่านั้นทีละรายการ

ในกรณีของอาร์เรย์เซ็นเซอร์ที่ประกอบด้วยมาตรความเร่ง 3 แกนไจโรสโคป 3 แกนและแมกนีโตมิเตอร์ 3 แกนสามารถใช้ข้อมูลจากมาตรความเร่งและแมกนีโตมิเตอร์เพื่อยกเลิกการลอยของไจโร ในขณะเดียวกันข้อมูลจากไจโรสามารถใช้เพื่อชดเชยเสียงรบกวนที่เกิดจากการสั่นสะเทือนจากเครื่องวัดความเร่งและวัสดุแม่เหล็ก/สัญญาณรบกวนที่เกิดจากสนามจากแมกนีโตมิเตอร์

ผลลัพธ์ของการใช้ฟิวชั่นเซ็นเซอร์คือความแม่นยำของเอาต์พุตเกินความแม่นยำของเซ็นเซอร์แต่ละตัว

ขอแนะนำเซ็นเซอร์ตัวแทนบางตัว

ขึ้นอยู่กับการใช้งานผู้ออกแบบอาจตัดสินใจใช้เซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว/การวางแนวเพียงชนิดเดียวในรูปแบบของมาตรความเร่งไจโรสโคปหรือแมกนีโตมิเตอร์

มาตรความเร่งเบื้องต้นที่ดีคือ2019 BOB จาก Adafruit ซึ่งมีเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนพร้อมตัวแปลงอะนาล็อกเป็นดิจิตอล 14 บิต (ADC) (รูปที่ 2)

รูปที่ 2: BOB 2019 จาก Adafruit มีเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนที่สามารถใช้เพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวการเอียงและการวางแนวพื้นฐาน (แหล่งรูปภาพ: Adafruit)

เซ็นเซอร์ 3 แกนความแม่นยำสูงมีช่วงกว้างตั้งแต่ ±2 g ถึง ±8 g และสามารถใช้เพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวการเอียงและการวางแนวพื้นฐาน เซ็นเซอร์ต้องการแหล่งจ่ายไฟ 3.3 โวลต์ แต่ BOB มีตัวควบคุมแรงดันต่ำ 3.3 โวลต์และวงจรเปลี่ยนระดับดังนั้นจึงปลอดภัยสำหรับการใช้งานกับไฟและตรรกะ 3 โวลต์หรือ 5 โวลต์ การสื่อสารระหว่าง BOB และ Arduino (หรือไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น) ดำเนินการโดยใช้ I²C

สำหรับการใช้งานที่ต้องการเพียงเซ็นเซอร์วัดการหมุนเพื่อตรวจจับการบิดและการหมุนบอร์ดแนะนำที่ดีคือ 1032 BOB ของ Adafruit พร้อมด้วยL3GD20H เครื่องวัดการหมุนวน 3 แกนจากSTMicroelectronics รองรับทั้ง I²C และ SPI เชื่อมต่อกับ Arduino (หรือไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น) L3GD20H สามารถตั้งค่าเป็น± 250, ± 500 หรือ± 2000 องศาต่อวินาที สำหรับช่วงความไวขนาดใหญ่ อีกครั้งเซ็นเซอร์ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ 3.3 โวลต์ แต่ BOB มีตัวควบคุม 3.3 โวลต์และวงจรเปลี่ยนระดับทำให้สามารถใช้กับไฟและตรรกะ 3 โวลต์หรือ 5 โวลต์ได้

ในทำนองเดียวกันสำหรับการใช้งานที่ต้องการเพียงเซ็นเซอร์แม่เหล็กตัวเลือกการประเมินที่ดีคือ4479 BOB จาก Adafruit ซึ่งมีคุณสมบัติLIS3MDL เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก 3 แกนจาก STMicroelectronics LIS3MDL สามารถตรวจจับได้ตั้งแต่± 4 gauss (± 400 microtesla (µT)) ถึง± 16 gauss (± 1600 µT หรือ 1.6 millitesla (mT)) การสื่อสารระหว่าง BOB และ Arduino (หรือไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น) ดำเนินการโดยใช้ I²C อีกครั้ง BOB มีตัวควบคุม 3.3 โวลต์และวงจรเปลี่ยนระดับทำให้ปลอดภัยสำหรับการใช้งานกับไฟและตรรกะ 3 โวลต์หรือ 5 โวลต์

เป็นเรื่องปกติมากที่จะใช้เซ็นเซอร์หลายตัวร่วมกัน ตัวอย่างเช่นอาจใช้ accelerometer ร่วมกับไจโรสโคปเพื่อทำงานต่างๆเช่นการจับการเคลื่อนไหว 3 มิติและการวัดความเฉื่อย นั่นคือเพื่อให้ผู้ใช้สามารถกำหนดได้ว่าวัตถุกำลังเคลื่อนที่อย่างไรในพื้นที่ 3 มิติ ตัวอย่างหนึ่งของคำสั่งผสมดังกล่าวคือ Adafruit’s4480 BOB (รูปที่ 3) ซึ่งมีคุณสมบัติLSM6DS33ชิปเซ็นเซอร์จาก STMicroelectronics

รูปที่ 3: 4480 BOB จาก Adafruit มีเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกน LSM6DS33TR และไจโรสโคปแบบ 3 แกนที่สามารถใช้เพื่อทำงานต่างๆเช่นการจับการเคลื่อนไหว 3 มิติและการวัดความเฉื่อย (แหล่งรูปภาพ: Adafruit)

เครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนสามารถให้ข้อมูลว่าทิศทางไปยังโลกโดยการวัดแรงโน้มถ่วงและความเร็วในการเร่งความเร็วของบอร์ดในอวกาศ 3 มิติ ในขณะเดียวกันไจโรสโคปแบบ 3 แกนสามารถวัดการหมุนและการบิดได้ เช่นเดียวกับ BOB เซ็นเซอร์อื่น ๆ ที่นำเสนอก่อนหน้านี้ 4480 BOB มีตัวควบคุม 3.3 โวลต์และวงจรเปลี่ยนระดับทำให้ปลอดภัยสำหรับการใช้งานกับไฟและตรรกะ 3 โวลต์หรือ 5 โวลต์ นอกจากนี้ข้อมูลเซ็นเซอร์ยังสามารถเข้าถึงได้โดยใช้ทั้งสองอย่าง I²อินเทอร์เฟซ C หรือ SPI ช่วยให้สามารถใช้กับ Arduino (หรือไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ ) ได้โดยไม่ต้องตั้งค่าฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อน

อีกตัวอย่างหนึ่งของ BOB เซ็นเซอร์คู่คือ1120 จาก Adafruit ซึ่งมีการรวมกันของเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนและเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนในรูปแบบของLSM303 ชิปเซ็นเซอร์จาก STMicroelectronics การสื่อสารระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และ 1120 ผ่านไฟล์ I²อินเทอร์เฟซ C และ BOB มีตัวควบคุม 3.3 โวลต์และวงจรเปลี่ยนระดับทำให้ปลอดภัยสำหรับการใช้งานกับไฟและตรรกะ 3 โวลต์หรือ 5 โวลต์

แอพพลิเคชั่นบางอย่างจำเป็นต้องใช้ accelerometers, gyroscopes และ magnetometers ในกรณีนี้ BOB เบื้องต้นที่มีประโยชน์คือ Adafruit’s3463, ซึ่งมีชิปเซ็นเซอร์สองตัว ได้แก่ ไจโรสโคปแบบ 3 แกนและเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนพร้อมเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก 3 แกน การสื่อสารระหว่าง BOB และไมโครคอนโทรลเลอร์ดำเนินการผ่านอินเทอร์เฟซ SPI นอกจากนี้ยังมีตัวควบคุม 3.3 โวลต์และวงจรเปลี่ยนระดับทำให้ปลอดภัยสำหรับการใช้งานกับไฟและตรรกะ 3 โวลต์หรือ 5 โวลต์

ข้อดีอย่างหนึ่งของ 3463 BOB คือนักออกแบบได้รับการเข้าถึงข้อมูลดิบจากเซ็นเซอร์ทั้งสามตัว ข้อเสียที่เกี่ยวข้องคือการใช้เซ็นเซอร์นี้ (จัดการและประมวลผลข้อมูล) จะต้องใช้หน่วยความจำแฟลชของไมโครคอนโทรลเลอร์ประมาณ 15 กิโลไบต์ (Kbytes) และจะใช้รอบนาฬิกามาก

Adafruit’s เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง2472คุณสมบัติของ BOBBNO055 ชิปเซ็นเซอร์จากBosch BNO055 ประกอบด้วยเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนเครื่องวัดการหมุนวน 3 แกนและเครื่องวัดค่าแมกนีโตมิเตอร์ 3 แกนทั้งหมดนี้นำเสนอในแพ็คเกจเดียว (รูปที่ 4)

รูปที่ 4: นอกเหนือจากเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนไจโรสโคป 3 แกนและเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก 3 แกนแล้วเซ็นเซอร์ BNO055 บน Adafruit’s 2472 BOB ยังรวมถึงArm โปรเซสเซอร์ Cortex-M0 ที่ทำหน้าที่เซ็นเซอร์ฟิวชั่น (แหล่งรูปภาพ: Adafruit)

นอกจากนี้ BNO055 ยังมีโปรเซสเซอร์ Arm Cortex-M0 32 บิตซึ่งรับข้อมูลดิบจากเซ็นเซอร์ทั้งสามตัวทำการฟิวชั่นเซ็นเซอร์ที่ซับซ้อนและให้ข้อมูลที่ประมวลผลแก่นักออกแบบในรูปแบบที่สามารถใช้ได้เช่นควอเทอร์เนียนมุมออยเลอร์และเวกเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่าน 2472 BOB’s I²อินเตอร์เฟซ C นักออกแบบสามารถเข้าถึงสิ่งต่อไปนี้ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย:

• การวางแนวสัมบูรณ์ (Euler Vector, 100 Hertz (Hz)): ข้อมูลการวางแนวสามแกนตามทรงกลม 360 °
• การวางแนวสัมบูรณ์ (Quatenrion, 100 Hz): เอาต์พุตควอเทอร์เนียนสี่จุดเพื่อการจัดการข้อมูลที่แม่นยำยิ่งขึ้น
• เวกเตอร์ความเร็วเชิงมุม (100 Hz): "ความเร็วในการหมุน" สามแกนในหน่วย rad/s
• เวกเตอร์การเร่งความเร็ว (100 Hz): ความเร่งสามแกน (แรงโน้มถ่วง + การเคลื่อนที่เชิงเส้น) เป็นเมตรต่อวินาทีกำลังสอง (m/s²)
• เวกเตอร์ความแรงของสนามแม่เหล็ก (20 Hz): การตรวจจับสนามแม่เหล็กสามแกน (เป็น µT)
• เวกเตอร์การเร่งความเร็วเชิงเส้น(100 Hz): ข้อมูลการเร่งเชิงเส้นสามแกน (ความเร่งลบด้วยแรงโน้มถ่วง) ใน m/s²
• เวกเตอร์แรงโน้มถ่วง (100 Hz): ความเร่งโน้มถ่วงสามแกน (ลบการเคลื่อนที่ใด ๆ) ใน m/s²
• อุณหภูมิ (1 Hz): อุณหภูมิโดยรอบเป็นองศาเซลเซียส

การใช้ฟิวชั่นเซ็นเซอร์บนชิปจะช่วยเพิ่มหน่วยความจำและวงจรการคำนวณของไมโครคอนโทรลเลอร์หลักซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับนักออกแบบที่สร้างระบบเรียลไทม์ที่มีต้นทุนต่ำ นอกจากนี้อัลกอริธึมฟิวชันเซ็นเซอร์อาจเป็นเรื่องยากและใช้เวลานานในการควบคุม การใช้ฟิวชั่นเซ็นเซอร์บนชิปช่วยให้นักพัฒนาระบบสามารถใช้งานได้ในไม่กี่นาทีซึ่งต่างจากวันหรือสัปดาห์หากพวกเขาใช้อัลกอริทึมตั้งแต่ต้น

สรุป

นักออกแบบหลายคนสนใจที่จะรวมเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวและการวางแนวไว้ในการออกแบบ แต่ไม่แน่ใจว่าจะเริ่มจากตรงไหน ในกรณีของนักออกแบบที่ไม่คุ้นเคยกับการทำงานกับอุปกรณ์เหล่านี้การทำความคุ้นเคยกับเซ็นเซอร์จากผู้ผลิตหลายรายอาจเป็นเรื่องท้าทาย วิธีหนึ่งในการเริ่มทดลองและสร้างต้นแบบคือการใช้บอร์ดพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์โอเพนซอร์สราคาประหยัดเช่น Arduino พร้อมกับ BOB เซ็นเซอร์โอเพนซอร์สราคาประหยัดที่มีเซ็นเซอร์จากผู้ขายหลายราย

อ่านเพิ่มเติม:

1. ใช้ Arduino BOB เพื่อประเมินเซนเซอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงอย่างรวดเร็ว
2. IoT, IIoT และ AIoT และเหตุใดจึงเป็นอนาคตของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม
3. นำปัญญาประดิษฐ์ไปสู่ระบบอุตสาหกรรมใด ๆ ได้อย่างง่ายดาย