Ръководство за потребителя на NGIMU
Версия 1.6
Публично съобщение
Актуализации на документи
Този документ непрекъснато се актуализира, за да включи допълнителна информация, поискана от потребителите, и нови функции, предоставени в актуализациите на софтуера и фърмуера. Моля, проверете x-io
Технологии webсайт за най-новата версия на този документ и фърмуера на устройството.
История на версиите на документа
| Дата | Версия на документа | Описание |
| 13 януари 2022 г | 1.6 |
|
| 16 октомври 2019 г | 1.5 |
|
| 24 юли 2019 г | 1.4 |
|
| 07 ноември 2017 г | 1.3 |
|
| 10 януари 2017 г | 1.2 |
|
| 19 октомври 2016 г | 1.1 |
|
| 23 септември 2016 г | 1.0 |
|
| 19 май 2016 г | 0.6 |
|
| 29 март 2016 г | 0.5 |
|
| 19 ноември 2015 г | 0.4 |
|
| 30 юни 2015 г | 0.3 |
|
| 9 юни 2015 г | 0.2 |
|
| 12 май 2015 г | 0.1 |
|
| 10 май 2015 г | 0.0 |
|
крайview
Следващото поколение IMU (NGIMU) е компактна IMU и платформа за събиране на данни, която съчетава вградени сензори и алгоритми за обработка на данни с широка гама от комуникационни интерфейси, за да създаде многофункционална платформа, подходяща както за приложения в реално време, така и за приложения за регистриране на данни.
Устройството комуникира чрез OSC и така е незабавно съвместим с много софтуерни приложения и лесен за интегриране с персонализирани приложения с библиотеки, налични за повечето езици за програмиране.
1.1. Вградени сензори и събиране на данни
- Жироскоп с три оси (±2000°/s, 400 Hz sampпроцент)
- Триосен акселерометър (±16g, 400 Hz sampпроцент)
- Магнитометър с три оси (±1300 µT)
- Барометрично налягане (300-1100 hPa)
- Влажност
- Температура 1
- Батерия voltage, ток, процентtage и оставащото време
- Аналогови входове (8 канала, 0-3.1 V, 10 бита, 1 kHz sampпроцент)
- Допълнителен сериен (RS-232 съвместим) за GPS или потребителска електроника/сензори
- Часовник в реално време и
1.2. Бордова обработка на данни
- Всички сензори са калибрирани
- Алгоритъмът за синтез на AHRS осигурява измерване на ориентацията спрямо Земята като кватернион, ротационна матрица или ъгли на Ойлер
- Алгоритъмът за синтез на AHRS осигурява измерване на линейното ускорение
- Всички измервания са във времетоamped
- Синхронизация на времетоamps за всички устройства в Wi-Fi мрежа2
1.3. Комуникационни интерфейси
- USB
- Сериен (RS-232 съвместим)
- Wi-Fi (802.11n, 5 GHz, вградени или външни антени, AP или клиентски режим)
- SD карта (достъпна като външно устройство чрез USB)
1.4. Управление на енергията
- Захранване от USB, външно захранване или батерия
- Зареждане на батерията чрез USB или външно захранване
- Таймер за заспиване
1Вградените термометри се използват за калибриране и не са предназначени да предоставят точно измерване на температурата на околната среда.
2 Синхронизирането изисква допълнителен хардуер (Wi-Fi рутер и главен синхронизатор).
- Събуждане при движение
- Таймер за събуждане
- 3.3 V захранване за потребителска електроника (500 mA)
1.5. Функции на софтуера
- GUI и API с отворен код (C#) за Windows
- Конфигурирайте настройките на устройството
- График на данни в реално време
- Регистрирайте данни в реално време file (CSV file формат за използване с Excel, MATLAB и др.)
- Инструменти за поддръжка и калибриране Error! Отметката не е дефинирана.
Хардуер
2.1. Бутон за захранване
Бутонът за захранване се използва основно за включване и изключване на устройството (режим на заспиване). Натискането на бутона, докато устройството е изключено, ще го включи. Натискането и задържането на бутона за 2 секунди, докато е включен, ще го изключи.
Бутонът може да се използва и като източник на данни от потребителя. Устройството ще изпрати времеampсъобщение на бутона при всяко натискане на бутона. Това може да осигури удобно потребителско въвеждане за приложения в реално време или полезно средство за маркиране на събития при регистриране на данни. Вижте раздел 7.1.1 за повече информация.
2.2. Светодиоди
Таблото разполага с 5 LED индикатора. Всеки светодиод е с различен цвят и има специална роля. Таблица 1 изброява ролята и свързаното поведение на всеки светодиод.
| Цвят | Показва | Поведение |
| Бяло | Състояние на Wi-Fi | Изкл – Wi-Fi деактивиран Бавно мигане (1 Hz) - Няма връзка Бързо мигане (5 Hz) – Свързан и чака IP адрес Твърди – Свързан и получен IP адрес |
| Синьо | – | – |
| Зелено | Състояние на устройството | Показва, че устройството е включено. Освен това ще мига при всяко натискане на бутона или при получаване на съобщение. |
| Жълто | Състояние на SD картата | Изкл – Няма налична SD карта Бавно мигане (1 Hz) – SD картата е налице, но не се използва Твърди – SD картата е налице и влизането е в ход |
| червено | Зареждане на батерията | Изкл – Зарядното устройство не е свързано Твърди – Зарядното устройство е свързано и зареждането е в ход Мига (0.3 Hz) – Зарядното устройство е свързано и зареждането е завършено Бързо мигане (5 Hz) – Зарядното устройство не е свързано и батерията е под 20% |
Таблица 1: Поведение на светодиода
Изпращането на команда за идентифициране към устройството ще накара всички светодиоди да мигат бързо за 5 секунди.
Това може да бъде от полза, когато се опитвате да идентифицирате конкретно устройство в рамките на група от множество устройства. Вижте раздел 7.3.6 за повече информация.
Светодиодите може да са деактивирани в настройките на устройството. Това може да бъде полезно в приложения, където светлината от светодиодите е нежелана. Командата за идентифициране все още може да се използва, когато светодиодите са деактивирани и зеленият светодиод все още ще мига при всяко натискане на бутона. Това позволява на потребителя да провери дали устройството е включено, докато светодиодите са деактивирани.
2.3. Допълнителен сериен pinout
Таблица 2 изброява разводката на спомагателния сериен конектор. Пин 1 е физически маркиран върху конектора с малка стрелка, вижте Фигура 1.
| ПИН | Посока | Име |
| 1 | N/A | Земя |
| 2 | Изход | RTS |
| 3 | Изход | 3.3 V изход |
| 4 | Вход | RX |
| 5 | Изход | TX |
| 6 | Вход | CTS |
Таблица 2: Разпределение на спомагателния сериен конектор
2.4. Сериен pinout
Таблица 3 изброява разводката на серийния конектор. Пин 1 е физически маркиран върху конектора с малка стрелка, вижте Фигура 1.
| ПИН | Посока | Име |
| 1 | N/A | Земя |
| 2 | Изход | RTS |
| 3 | Вход | 5 V вход |
| 4 | Вход | RX |
| 5 | Изход | TX |
| 6 | Вход | CTS |
Таблица 3: Pinout на серийния конектор
2.5. Pinout на аналоговите входове
Таблица 4 изброява разводката на конекторите за аналогови входове. Пин 1 е физически маркиран върху конектора с малка стрелка, вижте Фигура 1.
| ПИН | Посока | Име |
| 1 | N/A | Земя |
| 2 | Изход | 3.3 V изход |
| 3 | Вход | Аналогов канал 1 |
| 4 | Вход | Аналогов канал 2 |
| 5 | Вход | Аналогов канал 3 |
| 6 | Вход | Аналогов канал 4 |
| 7 | Вход | Аналогов канал 5 |
| 8 | Вход | Аналогов канал 6 |
| 9 | Вход | Аналогов канал 7 |
| 10 | Вход | Аналогов канал 8 |
Таблица 4: Pinout на конектора за аналогов вход
2.6. Парт номера на съединителя
Всички конектори на платката са Molex PicoBlade™ Headers със стъпка 1.25 mm. Таблица 5 изброява всеки номер на част, използван на платката, и препоръчителните номера на части на съответните свързващи съединители.
Всеки свързващ конектор е създаден от пластмасова част на корпуса и два или повече гофрирани проводника.
| Конектор за платка | Номер на част | Номер на част за чифтосване |
| Батерия | Molex PicoBlade™ Header, повърхностен монтаж, прав ъгъл, 2-посочен, P/N: 53261-0271 | Molex PicoBlade™ корпус, женски, 2-посочен, P/N: 51021-0200
Molex Pre-Crimped Lead Single-Ended PicoBlade™ Female, 304 mm, 28 AWG, P/N: 06-66-0015 (×2) |
| Спомагателен сериен / Сериален | Molex PicoBlade™ Header, повърхностен монтаж, прав ъгъл, 6-посочен, P/N: 53261-0671 | Molex PicoBlade™ корпус, женски, 6-посочен, P/N: 51021-0600 Molex Pre-Crimped Lead Single-Ended PicoBlade™ Female, 304 mm, 28 AWG, P/N: 06-66-0015 (×6) |
| Аналогови входове | Molex PicoBlade™ Header, повърхностен монтаж, прав ъгъл, 10-посочен, P/N: 53261-1071 | Molex PicoBlade™ корпус, женски, 10-посочен, P/N: 51021-1000 Molex Pre-Crimped Lead Single-Ended PicoBlade™ Female, 304 mm, 28 AWG, P/N: 06-66-0015 (×10) |
Таблица 5: Номера на частите на конектора на платката
2.7. Размери на дъската
3D СТЪПКА file и механичен чертеж, описващ всички размери на платката, са налични на x-io
Технологии webсайт.
Пластмасов корпус
Пластмасовият корпус обхваща платката с 1000 mAh батерия. Корпусът осигурява достъп до всички интерфейси на платката и е полупрозрачен, за да се виждат LED индикаторите. Фигура 3 показва платката, сглобена с 1000 mAh батерия в пластмасов корпус.
Фигура 3: Платка, сглобена с 1000 mAh батерия в пластмасов корпус
3D СТЪПКА file и механични чертежи, описващи всички размери на корпуса, са налични на x-io Technologies webсайт.
Аналогови входове
Интерфейсът на аналоговите входове се използва за измерване на обtages и получават данни от външни сензори, които осигуряват измервания като аналогов обtagд. Напримерampнапример, резистивен сензор за сила може да бъде подреден в потенциална делителна верига, за да осигури измервания на сила като аналогов обемtagд. VoltagИзмерванията се изпращат от устройството като времеamped аналогови входни съобщения, както е описано в раздел 7.1.13.
Разпределението на аналоговите входове е описано в раздел 2.3, а номерата на частите за свързващ конектор са изброени в раздел 2.6.
4.1. Спецификация на аналоговите входове
- Брой канали: 8
- Разделителна способност на ADC: 10-битов
- Sample ставка: 1000 Hz
- Voltage обхват: 0 V до 3.1 V
4.2. 3.3 V захранващ изход
Аналоговият входен интерфейс осигурява 3.3 V изход, който може да се използва за захранване на външна електроника. Този изход се изключва, когато устройството влезе в режим на заспиване, за да се предотврати изтощаването на батерията от външната електроника, когато устройството не е активно.
Допълнителен сериен интерфейс
Допълнителният сериен интерфейс се използва за комуникация с външна електроника чрез серийна връзка.
Напримерample, Приложение A описва как GPS модул може да бъде свързан директно към спомагателния сериен интерфейс за регистриране и поточно предаване на GPS данни заедно със съществуващите сензорни данни. Алтернативно, микроконтролер, свързан към спомагателния сериен интерфейс, може да се използва за добавяне на функционалност за вход/изход с общо предназначение.
Разпределението на спомагателния сериен интерфейс е описано в раздел 2.3, а номерата на частите за свързващ конектор са изброени в раздел 2.6.
5.1. Спомагателна серийна спецификация
- Скорост на бод: 7 bps до 12 Mbps
- RTS/CTS хардуерен контрол на потока: активиран/деактивиран
- Инвертиране на линии за данни (за съвместимост с RS-232): активиран/деактивиран
- данни: 8-битов (без парти)
- Стоп битове: 1
- Voltage: 3.3 V (входовете са толерантни към RS-232 voltagове)
5.2. Изпращане на данни
Данните се изпращат от спомагателния сериен интерфейс чрез изпращане на съобщение за спомагателни серийни данни до
устройство. Вижте раздел 7.1.15 за повече информация.
5.3. Получаване на данни
Данните, получени от спомагателния сериен интерфейс, се изпращат от устройството като съобщение за спомагателни серийни данни, както е описано в раздел 7.2.1. Получените байтове се буферират, преди да бъдат изпратени заедно в едно съобщение, когато е изпълнено едно от следните условия:
- Броят на байтовете, съхранени в буфера, съответства на размера на буфера
- Не са получени байтове за повече от периода на изчакване
- Получаване на байт, равен на рамкиращия знак
Размерът на буфера, времето за изчакване и кадриращият характер могат да се регулират в настройките на устройството. бившampИзползването на тези настройки е да зададете рамкиращия знак на стойността на символ за нов ред ('\n', десетична стойност 10), така че всеки ASCII низ, завършващ със знак за нов ред, да бъде получен от спомагателен сериен интерфейс се изпраща като отделен час-стampизд съобщение.
5.4. OSC преминаване
Ако режимът на преминаване на OSC е активиран, тогава спомагателният сериен интерфейс няма да изпраща и получава по начина, описан в раздели 5.2 и 5.3. Вместо това спомагателният сериен интерфейс ще изпраща и получава OSC пакети, кодирани като SLIP пакети. OSC съдържанието, получено от спомагателния сериен интерфейс, се препраща към всички активни комуникационни канали като времеamped OSC пакет. OSC съобщенията, получени през всеки активен комуникационен канал, който не е разпознат, ще бъдат препратени към спомагателния сериен интерфейс. Това позволява директна комуникация с OSC устройства на трети страни и персонализирани серийно базирани устройства чрез съобщения, изпратени и получени заедно със съществуващия OSC трафик.
NGIMU Teensy I/O Expansion Example демонстрира как Teensy (съвместим с Arduino микроконтролер), свързан към спомагателния сериен интерфейс, може да се използва за управление на светодиоди и предоставяне на сензорни данни, използвайки OSC пропускателен режим.
5.5. RTS/CTS хардуерен контрол на потока
Ако RTS/CTS хардуерен контрол на потока не е активиран в настройките на устройството, тогава CTS входът и RTS изходът могат да се управляват ръчно. Това осигурява цифров вход и изход с общо предназначение, които могат да се използват за интерфейс към външна електроника. Напримерample: за откриване на натискане на бутон или за управление на светодиод. Изходното състояние на RTS се задава чрез изпращане на спомагателно серийно RTS съобщение към устройството, както е описано в раздел 7.2.2. Времеampредактираното спомагателно серийно CTS съобщение се изпраща от устройството всеки път, когато входните състояния на CTS се променят, както е описано в раздел 7.1.16.
5.6. 3.3 V захранващ изход
Допълнителният сериен интерфейс осигурява 3.3 V изход, който може да се използва за захранване на външна електроника. Този изход се изключва, когато устройството влезе в режим на заспиване, за да се предотврати изтощаването на батерията от външната електроника, когато устройството не е активно.
Цени за изпращане, sampле цени и времеamps
Настройките на устройството позволяват на потребителя да определи скоростта на изпращане на всеки тип съобщение за измерване, напрample, сензорно съобщение (раздел 7.1.2), кватернионно съобщение (раздел 7.1.4) и др. Скоростта на изпращане няма ефект върху sampскоростта на съответните измервания. Всички измервания се получават вътрешно при фиксираните sampле курсове, посочени в Таблица 6. Времетоamp за всяко измерване се създава, когато sample се придобива. Времетоamp следователно е надеждно измерване, независимо от латентността или буферирането, свързано с даден комутационен канал.
| Измерване | Sample Rate |
| Жироскоп | 400 Hz |
| Акселерометър | 400 Hz |
| Магнитометър | 20 Hz |
| Барометрично налягане | 25 Hz |
| Влажност | 25 Hz |
| Температура на процесора | 1 kHz |
| Температура на жироскоп и акселерометър | 100 Hz |
| Сензор за температура на околната среда | 25 Hz |
| Батерия (процентиtage, време за изпразване, обtagд, ток) | 5 Hz |
| Аналогови входове | 1 kHz |
| RSSI | 2 Hz |
Таблица 6: Фиксирани вътрешни sample ставки
Ако определена скорост на изпращане е по-голяма от sample скорост на асоциираното измерване, тогава измерванията ще бъдат повторени в рамките на множество съобщения. Повтарящите се измервания могат да бъдат идентифицирани като повтарящо се времеamps. Възможно е да се зададат скорости на изпращане, които надвишават честотната лента на комуникационния канал. Това ще доведе до загуба на съобщения. Timestamps трябва да се използва, за да се гарантира, че получаващата система е устойчива на изгубени съобщения.
Комуникационен протокол
Цялата комуникация е кодирана като OSC. Данните, изпратени през UDP, използват OSC според спецификацията OSC v1.0. Данните, зададени през USB, серийно или записани на SD картата, са OSC кодирани като SLIP пакети съгласно спецификацията OSC v1.1. Внедряването на OSC използва следните опростявания:
- OSC съобщенията, изпратени до устройството, могат да използват числови типове аргументи (int32, float32, int64, OSC време tag, 64-bit double, character, boolean, nil или Infinitum) взаимозаменяемо и типове аргументи blob и string взаимозаменяемо.
- Моделите на OSC адреси, изпратени до устройството, не може да съдържат специални знаци: '?', '*', '[]' или '{}'.
- OSC съобщенията, изпратени до устройството, могат да бъдат изпратени в рамките на OSC пакети. Въпреки това планирането на съобщения ще бъде игнорирано.
7.1. Данни от устройството
Всички данни, изпратени от устройството, се изпращат като времеamped OSC пакет, съдържащ едно OSC съобщение.
Всички съобщения с данни, с изключение на бутона, допълнителните серийни и серийните съобщения, се изпращат непрекъснато при скоростите на изпращане, посочени в настройките на устройството.
Най-времетоamp на OSC пакет е OSC време tag. Това е 64-битово число с фиксирана запетая. Първите 32 бита указват броя секунди от 00:00 часа на 1 януари 1900 г., а последните 32 бита указват дробни части от секундата с точност от около 200 пикосекунди. Това е представянето, използвано от Internet NTP timestamps. OSC време tag може да се преобразува в десетична стойност от секунди, като първо се интерпретира стойността като 64-битово цяло число без знак и след това се раздели тази стойност на 2 32. Важно е това изчисление да се реализира с помощта на тип с плаваща запетая с двойна точност, в противен случай липсата прецизността ще доведе до значителни грешки.
7.1.1. Бутон съобщение
OSC адрес: /бутон
Съобщението за бутона се изпраща при всяко натискане на бутона за захранване. Съобщението не съдържа аргументи.
7.1.2. Сензори
OSC адрес: /сензори
Съобщението на сензора съдържа измервания от жироскопа, акселерометъра, магнитометъра и барометъра. Аргументите на съобщението са обобщени в таблица 7.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Оста x на жироскопа в °/s |
| 2 | float32 | Оста y на жироскопа в °/s |
| 3 | float32 | Z-ос на жироскопа в °/s |
| 4 | float32 | Акселерометър по ос x в g |
| 5 | float32 | Оста y на акселерометъра в g |
| 6 | float32 | Акселерометър z-ос в g |
| 7 | float32 | Магнитометър по ос x в µT |
| 8 | float32 | Магнитометър по ос y в µT |
| 9 | float32 | Магнитометър по ос z в µT |
| 10 | float32 | Барометър в hPa |
Таблица 7: Аргументи на сензорното съобщение
7.1.3. Величини
OSC адрес: /магнитуди
Съобщението за величини съдържа измервания на величините на жироскопа, акселерометъра и магнитометъра. Аргументите на съобщението са обобщени в Таблица 8: Аргументи на съобщението величини.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Големината на жироскопа в °/s |
| 2 | float32 | Големината на акселерометъра в g |
| 3 | float32 | Магнитуд на магнитометъра в µT |
Таблица 8: Аргументи на съобщение за величини
7.1.4. Кватернион
OSC адрес: /кватернион
Кватернионното съобщение съдържа кватернионния изход на вградения AHRS алгоритъм, описващ ориентацията на устройството спрямо Земята (NWU конвенция). Аргументите на съобщението са обобщени в таблица 9.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Кватернион w елемент |
| 2 | float32 | Кватернион x елемент |
| 3 | float32 | Кватернион y елемент |
| 4 | float32 | Кватернион z елемент |
Таблица 9: Аргументи на съобщението Quaternion
7.1.5. Матрица на въртене
OSC адрес: /matrix
Съобщението за матрицата на въртене съдържа изхода на матрицата на въртене на бордовия алгоритъм AHRS, описващ ориентацията на устройството спрямо Земята (конвенция NWU). Аргументите на съобщението описват матрицата в ред-основен ред както е обобщено в таблица 10.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Матрица на въртене xx елемент |
| 2 | float32 | Ротационна матрица xy елемент |
| 3 | float32 | Матрица на въртене xz елемент |
| 4 | float32 | Матрица на въртене yx елемент |
| 5 | float32 | Матрица на ротация yy елемент |
| 6 | float32 | Матрица на въртене Yz елемент |
| 7 | float32 | Ротационна матрица Zx елемент |
| 8 | float32 | Ротационна матрица zy елемент |
| 9 | float32 | Матрица на въртене zz елемент |
Таблица 10: Аргументи на съобщението на ротационната матрица
7.1.6. Ойлерови ъгли
OSC адрес: /Euler
Съобщението за ъглите на Ойлер съдържа изхода за ъгъла на Ойлер от бордовия алгоритъм AHRS, описващ ориентацията на устройството спрямо Земята (конвенция NWU). Аргументите на съобщението са обобщени в таблица 11.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Ъгъл на завъртане (x) в градуси |
| 2 | float32 | Ъгъл на наклон (y) в градуси |
| 3 | float32 | Ъгъл на отклонение/направление (z) в градуси |
7.1.7. Линейно ускорение
OSC адрес: /линеен
Съобщението за линейно ускорение съдържа изхода за линейно ускорение на алгоритъма за синтез на бордовия сензор, описващ ускорение без гравитация в координатната рамка на сензора. Аргументите на съобщението са обобщени в таблица 12.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Ускорение по оста x на сензора в g |
| 2 | float32 | Ускорение по оста y на сензора в g |
| 3 | float32 | Ускорение по оста z на сензора в g |
Таблица 12: Аргументи на съобщението за линейно ускорение
7.1.8. Земно ускорение
OSC адрес: /земя
Съобщението за ускорение на Земята съдържа изхода за ускорението на Земята от алгоритъма за синтез на бордовия сензор, описващ ускорение без гравитация в координатната рамка на Земята. Аргументите на съобщението са обобщени в таблица 13.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Ускорение по оста x на Земята в g |
| 2 | float32 | Ускорение по оста y на Земята в g |
| 3 | float32 | Ускорение по оста z на Земята в g |
Таблица 13: Аргументи на съобщението за земно ускорение
7.1.9. Височина
OSC адрес: /вис
Съобщението за надморска височина съдържа измерването на надморска височина над морското равнище. Аргументът на съобщението е обобщен в таблица 14.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Надморска височина в m |
Таблица 14: Аргумент на съобщението за надморска височина
7.1.10. Температура
OSC адрес: /temperature
Съобщението за температурата съдържа измерванията от всеки от вградените температурни сензори на устройството. Аргументите на съобщението са обобщени в таблица 15.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Температура на жироскоп/акселерометър в °C |
| 2 | float32 | Барометърна температура в °C |
Таблица 15: Аргументи на съобщение за температура
7.1.11. Влажност
OSC адрес: /влажност
Съобщението за влажност съдържа измерването на относителната влажност. Аргументът на съобщението е обобщен в таблица 16.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Относителна влажност в % |
Таблица 16: Аргумент на съобщението за влажност
7.1.12. Батерия
OSC адрес: /батерия
Съобщението за батерията съдържа обема на батериятаtage и текущи измервания, както и състоянията на алгоритъма на измервателния уред за гориво. Аргументите на съобщението са обобщени в таблица 17.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Ниво на батерията в % |
| 2 | float32 | Време за изпразване за минути |
| 3 | float32 | Батерия voltagд във V |
| 4 | float32 | Ток на батерията в mA |
| 5 | низ | Състояние на зарядното устройство |
Таблица 17: Аргументи на съобщение за батерия
7.1.13. Аналогови входове
OSC адрес: /аналог
Съобщението за аналогови входове съдържа измервания на аналоговите входове voltagес. Аргументите на съобщението са обобщени в таблица 18.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | Канал 1 томtagд във V |
| 2 | float32 | Канал 2 томtagд във V |
| 3 | float32 | Канал 3 томtagд във V |
| 4 | float32 | Канал 4 томtagд във V |
| 5 | float32 | Канал 5 томtagд във V |
| 6 | float32 | Канал 6 томtagд във V |
| 7 | float32 | Канал 7 томtagд във V |
| 8 | float32 | Канал 8 томtagд във V |
Таблица 18: Аргументи на съобщението за аналогови входове
7.1.14. RSSI
OSC адрес: /RSSI
RSSI съобщението съдържа RSSI (индикатор за сила на сигнала) измерване за безжичната връзка. Това измерване е валидно само ако Wi-Fi модулът работи в клиентски режим. Аргументите на съобщението са обобщени в таблица 19.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | float32 | RSSI измерване в dBm |
| 2 | float32 | RSSI измерване като процентtage където 0% до 100% представлява диапазона от -100 dBm до -50 dBm. |
Таблица 19: Аргумент на RSSI съобщение
7.1.15 Спомагателни серийни данни
OSC адрес: /aux serial
Спомагателното серийно съобщение съдържа данните, получени чрез спомагателния сериен интерфейс. Аргументът на съобщението може да бъде един от два типа в зависимост от настройките на устройството, както е обобщено в Таблица 20.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | петно | Данните се получават чрез спомагателния сериен интерфейс. |
| 1 | низ | Данни, получени чрез спомагателния сериен интерфейс с всички нулеви байтове, заменени с двойката знаци „/0“. |
Таблица 20: Аргумент на съобщение за спомагателни серийни данни
7.1.16 Допълнителен сериен CTS вход
OSC адрес: /aux serial/cts
Входното съобщение за спомагателен сериен CTS съдържа входното състояние на CTS на спомагателния сериен интерфейс, когато контролът на хардуерния поток е деактивиран. Това съобщение се изпраща всеки път, когато състоянието на входа на CTS се промени. Аргументът на съобщението е обобщен в таблица 21.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | булево | CTS входно състояние. False = ниско, True = високо. |
Таблица 21: Спомагателен сериен CTS входен аргумент на съобщението
7.1.17. Сериен CTS вход
OSC адрес: /serial/cts
Серийното CTS входно съобщение съдържа CTS входното състояние на серийния интерфейс, когато контролът на хардуерния поток е деактивиран. Това съобщение се изпраща всеки път, когато състоянието на входа на CTS се промени. Аргументът на съобщението е обобщен в таблица 22.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | булево | CTS входно състояние. False = ниско, True = високо. |
Таблица 22: Сериен CTS входен аргумент на съобщението
7.2. Данни към устройството
Данните се изпращат към устройството като OSC съобщения. Устройството няма да изпрати OSC съобщение в отговор.
7.2.1. Спомагателни серийни данни
OSC адрес: /auxserial
Спомагателното серийно съобщение се използва за изпращане на данни (един или повече байта) от спомагателния сериен интерфейс. Това съобщение може да бъде изпратено само ако режимът „OSC passthrough“ не е активиран. Аргументът на съобщението е обобщен в таблица 23.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | OSC-петно / OSC-низ | Данни, които се предават от спомагателния сериен интерфейс |
Таблица 23: Аргументи на съобщение за спомагателни серийни данни
7.2.2. Допълнителен сериен RTS изход
OSC адрес: /aux serial/rts
Спомагателното серийно RTS съобщение се използва за управление на RTS изхода на спомагателния сериен интерфейс.
Това съобщение може да бъде изпратено само ако хардуерният контрол на потока е деактивиран. Аргументът на съобщението е обобщен в таблица 24.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | Int32/float32/булев | RTS изходно състояние. 0 или невярно = ниско, различно от нула или вярно = високо. |
Таблица 24: Аргументи на спомагателни серийни RTS изходни съобщения
7.2.3. Сериен RTS изход
OSC адрес: /serial/rts
Серийното RTS съобщение се използва за управление на RTS изхода на серийния интерфейс. Това съобщение може да бъде изпратено само ако хардуерният контрол на потока е деактивиран. Аргументът на съобщението е обобщен в таблица 25.
| Аргумент | Тип | Описание |
| 1 | Int32/float32/булев | RTS изходно състояние. 0 или невярно = ниско, различно от нула или вярно = високо. |
Таблица 25: Аргументи на серийно RTS изходно съобщение
7.3. Команди
Всички команди се изпращат като OSC съобщения. Устройството ще потвърди получаването на командата чрез изпращане на идентично OSC съобщение обратно към хоста.
7.3.1. Задайте време
OSC адрес: /време
Командата за задаване на час задава датата и часа на устройството. Аргументът на съобщението е OSCtimetag.
7.3.2. Заглушаване
OSC адрес: /mute
Командата за заглушаване възпрепятства изпращането на всички съобщения с данни, изброени в раздел 7.1. Съобщенията за потвърждение на командата и съобщенията за отговор за четене/запис на настройка все още ще бъдат изпращани. Устройството ще остане заглушено, докато не бъде изпратена команда за включване на звука.
7.3.3. Включване на звука
OSC адрес: /включване на звука
Командата за включване на звука ще отмени състоянието на заглушаване, описано в раздел 7.3.2.
7.3.4. Нулиране
OSC адрес: /нулиране
Командата за нулиране ще извърши нулиране на софтуера. Това е еквивалентно на изключване и повторно включване на устройството. Софтуерното нулиране ще бъде извършено 3 секунди след получаване на командата, за да се гарантира, че хостът може да потвърди командата, преди тя да бъде изпълнена.
7.3.5. Сън
OSC адрес: /sleep
Командата за заспиване ще постави устройството в режим на заспиване (изключено). Устройството няма да влезе в режим на заспиване до 3 секунди след получаване на командата, за да се гарантира, че хостът може да потвърди командата, преди тя да бъде изпълнена.
7.3.6. Идентичност
OSC адрес: /идентифицирай
Командата за идентифициране ще накара всички светодиоди да мигат бързо за 5 секунди. Това може да бъде от полза, когато се опитвате да идентифицирате конкретно устройство в рамките на група от множество устройства.
7.3.7. Кандидатствайте
OSC адрес: /приложи
Командата за прилагане ще принуди устройството незабавно да приложи всички чакащи настройки, които са били записани, но все още не са приложени. Потвърждението на тази команда се изпраща след прилагане на всички настройки.
7.3.8. Възстановяване по подразбиране
OSC адрес: /по подразбиране
Командата за възстановяване на подразбиране ще върне всички настройки на устройството до техните фабрични стойности по подразбиране.
7.3.9. Инициализиране на AHRS
OSC адрес: /ahrs/initialise
Командата за инициализиране на AHRS ще инициализира повторно алгоритъма на AHRS.
7.3.10. AHRS нулево отклонение
OSC адрес: /ahrs/нула
Командата AHRS zero yaw ще нулира компонента за yaw на текущата ориентация на алгоритъма AHRS. Тази команда може да бъде издадена само ако магнитометърът е игнориран в настройките на AHRS.
7.3.11. Ехо
OSC адрес: /echo
Командата ехо може да бъде изпратена с всякакви аргументи и устройството ще отговори с идентично OSC съобщение.
7.4. Настройки
Настройките на устройството се четат и записват с помощта на OSC съобщения. Разделът с настройки на софтуера на устройството
осигурява достъп до всички настройки на устройството и включва подробна документация за всяка настройка.
7.4.1. Прочетете
Настройките се четат чрез изпращане на OSC съобщение със съответния OSC адрес на настройката и без аргументи. Устройството ще отговори с OSC съобщение със същия OSC адрес и текущата стойност на настройката като аргумент.
7.4.2. Пишете
Настройките се записват чрез изпращане на OSC съобщение със съответния OSC адрес на настройка и стойност на аргумент. Устройството ще отговори с OSC съобщение със същия OSC адрес и новата стойност на настройката като аргумент.
Някои записи на настройки не се прилагат веднага, защото това може да доведе до загуба на комуникация с устройството, ако настройка, засягаща комуникационния канал, бъде променена. Тези настройки се прилагат 3 секунди след последното записване на която и да е настройка.
7.5. Грешки
Устройството ще изпраща съобщения за грешка като OSC съобщение с OSC адрес: /грешка и аргумент от един низ.
A. Интегриране на GPS модул с NGIMU
Този раздел описва как да интегрирате стандартен GPS модул с NGIMU. NGIMU е съвместим с всеки сериен GPS модул „Adafruit Ultimate GPS Breakout – 66 канала с 10 Hz актуализации – Версия 3” е избран тук за целите на демонстрацията. Този модул може да бъде закупен от Adafruit или всеки друг дистрибутор.
А.1. Хардуерна настройка
Щипката за клетъчна батерия с монета CR1220 и проводниците на конектора на спомагателния сериен интерфейс трябва да бъдат запоени към платката на GPS модула. Номерата на частите на съединителя за спомагателен сериен интерфейс са описани подробно в раздел 2.6. Необходимите връзки между спомагателния сериен порт и GPS модула са описани в таблица 26. Фигура 5 показва сглобения GPS модул с конектор за спомагателния сериен интерфейс.
| Допълнителен сериен щифт | щифт за GPS модул |
| Земя | "GND" |
| RTS | Не е свързан |
| 3.3 V изход | „3.3V“ |
| RX | „TX“ |
| TX | "RX" |
| CTS | Не е свързан |
Таблица 26: Връзки на допълнителен сериен интерфейс към GPS модула
Фигура 4: Сглобен GPS модул с конектор за допълнителен сериен интерфейс
Батерията с размер на монета CR1220 е необходима за запазване на настройките на GPS модула и за захранване на часовника в реално време, докато няма външно захранване. GPS модулът ще губи захранване при всяко изключване на NGIMU. Часовникът в реално време значително намалява времето, необходимо за получаване на GPS заключване. Очаква се батерията да издържи приблизително 240 дни.
А.2. Настройки на NGIMU
Настройката за спомагателна серийна скорост на предаване трябва да бъде зададена на 9600. Това е скоростта на предаване по подразбиране на GPS модула. GPS модулът изпраща данни в отделни ASCII пакети, всеки завършващ със знак за нов ред. Следователно настройката на символа за спомагателно серийно рамкиране трябва да бъде зададена на 10, така че всеки ASCII пакет да е времевиampредактиран и предаван/регистриран от NGIMU отделно. Допълнителната серийна настройка „изпрати като низ“ трябва да бъде активирана, така че пакетите да се интерпретират като низове от софтуера на NGIMU. Всички други настройки трябва да бъдат оставени със стойности по подразбиране, така че настройките да съответстват на показаните на Фигура 5.
Фигура 5: Настройки на допълнителен сериен интерфейс, конфигурирани за GPS модул
А.3. Viewобработка и обработка на GPS данни
След като настройките на NGIMU са конфигурирани, както е описано в раздел A.2, GPS данните ще бъдат получени и препратени към всички активни комуникационни канали като времеampсъобщение със спомагателни серийни данни, както е описано в раздел 7.1.15. NGIMU GUI може да се използва за view входящи GPS данни с помощта на спомагателния сериен терминал (под менюто Инструменти). Фигура 6 показва входящи GPS данни след постигане на GPS фиксиране. Модулът може да отнеме десетки минути, за да постигне корекция, когато се захранва за първи път. 
Фигура 6: Входящи GPS данни, показани в спомагателния сериен терминал
Настройките на GPS модула по подразбиране предоставят GPS данни в четири типа NMEA пакети: GPGGA, GPGSA, GPRMC и GPVTG. The Справочно ръководство за NMEA предоставя подробно описание на данните, съдържащи се във всеки от тези пакети.
Софтуерът NGIMU може да се използва за регистриране на данни в реално време като CSV files или за конвертиране на данни, регистрирани на SD картата file към CSV files. GPS данните са предоставени в auxserial.csv file. The file съдържа две колони: първата колона е времетоamp на даден NMEA пакет, генериран от NGIMU, когато пакетът е получен от GPS модула, а втората колона е NMEA пакетът. Потребителят трябва да се справи с импортирането и интерпретирането на тези данни.
А.4. Конфигуриране за 10 Hz скорост на обновяване
Настройките по подразбиране на GPS модула изпращат данни с честота на актуализиране от 1 Hz. Модулът може да бъде конфигуриран да изпраща данни с честота на обновяване от 10 Hz. Това се постига чрез изпращане на командни пакети за коригиране на настройките, както е описано в раздели A.4.1 и A.4.2. Всеки команден пакет може да бъде изпратен с помощта на спомагателния сериен терминал на GUI на NGIMU (под менюто Инструменти). GPS модулът ще се върне към настройките по подразбиране, ако батерията бъде извадена.
Командните пакети, описани в този раздел, са създадени според GlobalTop PMTK команден пакет документация с контролни суми, изчислени с помощта на онлайн NMEA калкулатор за контролна сума.
А.4.1. Стъпка 1 – Променете скоростта на предаване на 115200
Изпратете командния пакет “$PMTK251,115200*1F\r\n” към GPS модула. След това входящите данни ще се появят като данни за „боклук“, тъй като текущата спомагателна серийна скорост на предаване от 9600 не съвпада с новата скорост на предаване на GPS модула от 115200. След това настройката за спомагателна серийна скорост на предаване трябва да бъде зададена на 115200 в настройките на NGIMU преди данните отново се появяват правилно.
А.4.2. Стъпка 2 – Променете изходната честота на 10 Hz
Изпратете командния пакет “$PMTK220,100*2F\r\n” към GPS модула. GPS модулът вече ще изпраща данни с 10 Hz скорост на актуализиране.
А.4.3. Запазване на настройките на GPS модула
GPS модулът автоматично ще запази настройките. GPS модулът обаче ще се върне към настройките по подразбиране, ако батерията бъде извадена.
www.x-io.co.uk
© 2022
Документи / Ресурси
 |
X-IO ТЕХНОЛОГИЯ NGIMU Високоефективен напълно функционален IMU [pdf] Ръководство за потребителя NGIMU, високопроизводителен пълнофункционален IMU, NGIMU високопроизводителен напълно функционален IMU, производителност напълно функционален IMU, пълнофункционален IMU, представен IMU, IMU |
