Gabay sa Pagpili ng UAV Pressure Sensor para sa Drone Altitude, Airspeed at Flight Control

Sa 5,000 talampakan, ang isang 10 hPa barometric error ay isinasalin sa humigit-kumulang 84 metro ng altitude error. Para sa isang fixed-wing UAV flying terrain-following missions, ang margin na iyon ay ang pagkakaiba sa pagitan ng isang malinis na pass at isang kontroladong pag-crash. Ang mga UAV pressure sensor ay ang mga instrumento na nagsasabi sa flight controller kung saan ang sasakyang panghimpapawid ay nasa atmospera, at ang pagpili ng tama ay dapat na nakabatay sa mga masusukat na detalye, hindi sa marketing ng datasheet.

Ano ang Talagang Sinusukat ng mga UAV Pressure Sensor

Ang mga sensor ng presyon ng UAV ay naghahatid ng tatlong pangunahing sukat: barometric altitude, airspeed, at vertical speed. Ang bawat pagsukat ay nangangailangan ng ibang configuration ng sensor, at ang paghihiwalay sa mga function na ito nang maaga sa proseso ng disenyo ay nakakatipid ng mga buwan ng integration work.

Ang barometric altitude ay nagmumula sa isang absolute pressure sensor. Ang flight controller ay nagko-convert ng static na port pressure sa altitude gamit ang isang karaniwang modelo ng atmosphere. Ang isang ganap na sensor na may buong saklaw na 110 kPa ay sumasaklaw sa antas ng dagat hanggang sa humigit-kumulang 10,000 metro, na sapat para sa karamihan ng mga komersyal na operasyon ng UAV.

Gumagamit ang airspeed ng differential pressure sensor. Ang pitot tube ay bumubuo ng mababang presyon mula sa pasulong na paggalaw, at binabasa ng sensor ang pressure gap sa pagitan ng static port at ng pitot tube. Ang resultang delta-pressure ay proporsyonal sa parisukat ng bilis ng hangin. Para sa mga drone na may bilis ng cruise na mas mababa sa 10 m/s, isang micro-pressure sensor na may full-scale range sa ilalim ng 1 kPa ay mahalaga dahil ang delta-pressure sa mga bilis na iyon ay ilang daang pascals lamang.

Karaniwang nakukuha ang vertical na bilis sa pamamagitan ng pag-iiba ng signal ng altitude. Pinagsasama ng ilang flight controller ang pressure sensor sa isang inertial measurement unit para pigilan ang ingay, ngunit ang pressure sensor ay nananatiling pangunahing data source.

Ang ground effect detection ay isa pang kaso ng paggamit. Habang papalapit ang UAV sa landing surface, nagbabago ang pressure profile sa ilalim ng rotor wash. Ang isang differential sensor na may saklaw na 0 hanggang 0.5 kPa at isang mabilis na oras ng pagtugon ay nagbibigay ng data na kailangan para sa isang maayos na touch-down na algorithm.

MCP-H21 Pressure sensor para sa mga drone Mga Paglalarawan Ang serye ng MCP-H21 ay isang small-sized package (SOP) na may dalawahang port, na nagsasama ng signal amplification, nonlinearity, at temperature compensation para sa... Tingnan ang Produkto →

Limang Mga Detalye ng Micro Pressure Sensor na Mahalaga para sa Disenyo ng Drone

Tinutukoy ng limang detalye kung talagang gumagana ang isang pressure sensor para sa isang drone: saklaw ng pagsukat, katumpakan, format ng output, package, at thermal stability. I-lock ang limang value na ito bago simulan ang layout ng PCB.

1. Saklaw ng pagsukat - Para sa altitude, ang absolute range ay dapat sumasakop sa 30 hanggang 110 kPa. Para sa airspeed, ang differential range ay dapat na laki upang ang inaasahang flight envelope ay gumagamit ng 50 hanggang 70 porsiyento ng buong sukat.
2. Katumpakan - Ang isang 0.2 porsyentong full-scale na spec ng output ay sapat para sa altitude hold, ngunit ang offset error ay higit na mahalaga kaysa sa linearity. Ang 0.1 porsyentong FSS offset sa base reference ay gumagawa ng maraming metro ng maliwanag na error sa altitude.
3. Output format - Pinapasimple ng Digital I2C ang mga wiring at inaalis ang compensation algorithm mula sa flight controller. Nananatiling kapaki-pakinabang ang analog na output para sa mga custom na autopilot board na may mataas na resolution na ADC at malinis na analog na front-end.
4. Package - Ang packaging ng Surface-mount (SOP) ay sapilitan para sa production flight controllers. Ang mga pakete ng DIP o SIP ay gumagana para sa benchtop testing ngunit bihirang ginagamit sa volume drone assembly.
5. Angrmal na katatagan - Ang factory thermal compensation sa maraming temperatura ay nagpapanatili sa katumpakan na matatag sa buong operating envelope.

The katumpakan ng sensor ng presyon ng kaugalian na inaalok ng pamilyang MemsTech MCPh20 at MCPh21 ay direktang akma para sa airspeed at ground-effect na pagsukat sa multirotor at fixed-wing na mga platform.

DPT-R8 Micro pressure sensor Panimula Ang paksa ng dokumentong ito ay ang mga katangian ng functionality ng differential pressure transmitter batay sa Honeywell ABP series pressure sens... Tingnan ang Produkto →

Digital vs Analog Output: Pagpili ng Interface para sa Iyong Flight Controller

Ang digital I2C output ay ang default na ngayon para sa UAV pressure sensors dahil inililipat nito ang calibration workload mula sa flight controller. Mahalaga pa rin ang analog na output para sa mga custom na autopilot na disenyo na nangangailangan ng raw sensor data.

Ang mga digital na sensor ng I2C ay direktang naghahatid ng naka-calibrate na data ng presyon at temperatura, na binabawasan ang pagkarga ng processor at inaalis ang pangangailangan para sa isang precision na analog na front-end. Binabasa ng flight controller ang mga compensated value nang hindi nagsasagawa ng calibration math. Ito ang pinakasimpleng landas patungo sa maaasahang data ng altitude at airspeed sa isang compact UAV flight stack.

Ang mga analog sensor ay naglalabas ng boltahe na linearly proporsyonal sa presyon. Kung ang autopilot ay mayroon nang 16-bit na ADC na may stable na reference na boltahe, ang isang analog sensor ay maaaring magbigay ng mas mababang latency. Gayunpaman, ang ESC switching noise mula sa mga high-current na motor drive ay maaaring makasira sa analog pressure readings, lalo na sa mga multirotor configuration na may apat o higit pang ESC. Ang latency ay isa pang pagkakaiba. Ang mga digital I2C sensor ay karaniwang nag-uulat sa 1 kHz, na sapat na mabilis para sa karamihan ng mga flight controller. Ang mga analog sensor ay may mahalagang zero protocol latency dahil ang halaga ay lilitaw kaagad sa output pin.

• Digital I2C - Dalawang-wire na bus, built-in na kompensasyon sa temperatura, mas mababang EMI sensitivity, mas simpleng mga kable sa mga compact stack.
• Analog na boltahe - Single output pin, nangangailangan ng panlabas na ADC, ganap na kontrol sa curve ng pagkakalibrate, mas mababang halaga ng bahagi para sa mga simpleng disenyo.

Temperature Drift: Ang Nakatagong Sanhi ng Altitude Error

Temperature drift, hindi ang sensor mismo, ang pangunahing sanhi ng barometric altitude error sa mga UAV system. Bumababa ang temperatura ng hangin ng humigit-kumulang 6.5 degrees Celsius bawat 1,000 metro ng pag-akyat, at ang zero-point offset ng sensor ay nagbabago habang nagbabago ang temperatura ng package.

Kung walang kabayaran, maaaring ilipat ng 10-degree Celsius swing ang offset upang makagawa ng sampu-sampung metro ng maliwanag na error sa altitude. Niresolba ito ng factory calibration sa pamamagitan ng pagsasagawa ng zero-point at full-scale compensation sa malamig at mainit na temperatura, pagkatapos ay i-verify ang katatagan sa loob ng mahabang panahon ng pagbabad.

Inilalapat ng MemsTech ang prosesong ito sa bawat produkto bago ang pagpapadala, kaya naman ang 0.2 porsiyentong detalye ng FSS ay nananatili sa mga tunay na kundisyon ng paglipad sa halip na sa papel lamang.

Packaging, Integration, at Supply Chain Factors para sa Production UAVs

Ang surface-mount packaging ay ang mapagpasyang kadahilanan para sa paggawa ng volume ng drone. Sinusuportahan ng SOP package ang awtomatikong pick-and-place, binabawasan ang board area, at inaalis ang board-through-hole soldering step na nagpapabagal sa pag-assemble ng DIP.

Para sa mga volume ng produksyon na higit sa 10,000 unit, direktang nakakaapekto ang pagpili sa packaging sa ani at gastos ng pagpupulong. Ang mga pakete ng DIP at SIP ay nananatiling kapaki-pakinabang para sa bench prototyping, ngunit nagdaragdag sila ng cycle time at manual labor sa linya ng produksyon. Isang sensor na idinisenyo para sa surface mount, tulad ng MCPV5xxx series, na walang putol na pinagsama sa mga modernong reflow soldering profile.

Kapag nag-sourcing ng mga sensor para sa produksyon, mahalaga ang mga in-house na kakayahan ng supplier gaya ng datasheet. Ang MemsTech ay nagsasagawa ng packaging, wire bonding, welding, temperature compensation, calibration, at drift testing sa loob ng isang 2,000-square-meter standardized na pasilidad. Nangangahulugan ito na ang pagkakapare-pareho ng batch-to-batch ay hindi nakasalalay sa isang panlabas na subcontractor.

Ang praktikal na implikasyon ay simple: ang isang supplier na nakatuon sa pagmamanupaktura ay gumagawa ng mas pare-parehong mga sensor ng UAV kaysa sa isang kumpanya ng kalakalan na nagmula sa maraming foundry. Para sa isang detalyadong teknikal na breakdown, sumangguni dito komprehensibong gabay sa teknolohiya ng sensor ng presyon ng MEMS .

MCP5700DP Pressure sensor para sa pang-industriya Ang serye ng MCP5XXXDP ay may pinagsama-samang silicon pressure sensor na Signal conditioning, kabayaran sa temperatura, at pagkakalibrate Tingnan ang Produkto →