Manual d'usuari de NGIMU
Versió 1.6
Difusió pública

Actualitzacions de documents
Aquest document s'actualitza contínuament per incorporar informació addicional sol·licitada pels usuaris i noves funcions disponibles en les actualitzacions de programari i firmware. Si us plau, comproveu el x-io
Tecnologies weblloc per obtenir la darrera versió d'aquest document i el firmware del dispositiu.

Historial de versions del document

Data	Versió del document	Descripció
13 de gener de 2022	1.6	Data d'inici de l'època NTP correcta
16 d'octubre de 2019	1.5	Actualitza les fotos del tauler i la carcassa de plàstic
24 de juliol de 2019	1.4	Actualitzar RSSIampli taxa Elimina l'altímetre com a funció futura Afegiu unitats a les descripcions d'acceleració lineal i terrestre Traieu el processador del missatge de temperatura Afegiu una indicació de bateria baixa a la taula de comportament del LED
07 de novembre de 2017	1.3	Actualitzeu la informació del botó Afegeix la secció d'entrades analògiques Substituïu els dibuixos mecànics per enllaços al weblloc Actualitza la descripció del LED que indica l'estat de la targeta SD
10 de gener de 2017	1.2	Afegeix tarifes d'enviament, samples tarifes i tempsampsecció s Descriu el temps OSC tag amb més detall Afegeix la secció d'interfície sèrie auxiliar Afegiu un apèndix per a la integració d'un mòdul GPS
19 d'octubre de 2016	1.1	Afegiu una descripció del LED que indica l'activitat de la targeta SD Corregiu l'error de la nota a peu de pàgina a la part superiorview secció
23 de setembre de 2016	1.0	Indica que el botó s'ha de mantenir premut durant mig segon per encendre Actualitzeu la descripció de la sobrecàrrega d'arguments OSC Inclou el percentatgetage al missatge RSSI Actualitzar la foto de la carcassa de plàstic i el dibuix mecànic Afegiu ordres d'inicialització i zero d'AHRS Afegeix un missatge d'altitud
19 de maig de 2016	0.6	Afegeix l'ordre d'eco Afegeix un missatge RSSI Afegeix un missatge de magnituds
29 de març de 2016	0.5	Afegeix la secció de protocol de comunicació Vol d'entrada analògica correctatagrang e fins a 3.1 V Actualitza la secció LED Actualitza la foto anotada del tauler Actualitza la foto de la carcassa de plàstic Actualitzar el dibuix mecànic del tauler

19 de novembre de 2015	0.4	Actualitzar la foto i el dibuix mecànic de l'últim prototip de carcassa de plàstic Incloeu un dibuix mecànic de la pissarra
30 de juny de 2015	0.3	Taules de pins en sèrie correctes Marqueu el pin 1 en una foto anotada de la pissarra
9 de juny de 2015	0.2	Incloeu una foto i un dibuix mecànic de l'últim prototip de carcassa de plàstic Les taules petites no es divideixen en pàgines
12 de maig de 2015	0.1	Una foto actualitzada del prototip de carcassa de plàstic
10 de maig de 2015	0.0	Alliberament inicial

Acabatview

La Next Generation IMU (NGIMU) és una IMU compacta i una plataforma d'adquisició de dades que combina sensors integrats i algorismes de processament de dades amb una àmplia gamma d'interfícies de comunicació per crear una plataforma versàtil que s'adapta tant a aplicacions de registre de dades com a temps real.
El dispositiu es comunica mitjançant OSC i, per tant, és immediatament compatible amb moltes aplicacions de programari i fàcil d'integrar amb aplicacions personalitzades amb biblioteques disponibles per a la majoria dels llenguatges de programació.

1.1. Sensors a bord i adquisició de dades

• Giroscopi de tres eixos (±2000°/s, 400 Hz sampla taxa)
• Acceleròmetre de triple eix (±16 g, 400 Hz sampla taxa)
• Magnetòmetre de tres eixos (±1300 µT)
• Pressió baromètrica (300-1100 hPa)
• Humitat
• Temperatura 1
• Bateria voltage, corrent, percentatgetage, i el temps restant
• Entrades analògiques (8 canals, 0-3.1 V, 10 bits, 1 kHz sampla taxa)
• Serial auxiliar (compatible RS-232) per a GPS o electrònica/sensors personalitzats
• Rellotge en temps real i

1.2. Tractament de dades a bord

• Tots els sensors estan calibrats
• L'algorisme de fusió AHRS proporciona una mesura de l'orientació en relació a la Terra com a quaternió, matriu de rotació o angles d'Euler
• L'algorisme de fusió AHRS proporciona una mesura de l'acceleració lineal
• Totes les mesures són de tempsamped
• Sincronització de tempsamps per a tots els dispositius d'una xarxa Wi-Fi2

1.3. Interfícies de comunicació

• USB
• Serial (compatible RS-232)
•  Wi-Fi (802.11n, 5 GHz, antenes integrades o externes, mode AP o client)
• Targeta SD (accessible com a unitat externa mitjançant USB)

1.4. Gestió d'energia

• Alimentació per USB, subministrament extern o bateria
• Càrrega de la bateria mitjançant USB o subministrament extern
• Temporitzador de son

1Els termòmetres integrats s'utilitzen per al calibratge i no estan pensats per proporcionar una mesura precisa de la temperatura ambient.
2 La sincronització requereix maquinari addicional (encaminador Wi-Fi i mestre de sincronització).

• Activador de moviment despertar
• Temporitzador de despertar
• Alimentació de 3.3 V per a l'electrònica d'usuari (500 mA)

1.5. Característiques del programari

• GUI i API de codi obert (C#) per a Windows
• Configura la configuració del dispositiu
• Traçar dades en temps real
• Registra les dades en temps real a file (CSV file format per utilitzar-lo amb Excel, MATLAB, etc.)
• Eines de manteniment i calibratge Error! Marcador no definit.

Maquinari

2.1. Botó d'encesa
El botó d'encesa s'utilitza principalment per encendre i apagar el dispositiu (mode de repòs). Si premeu el botó mentre el dispositiu està apagat, s'activarà. Si premeu el botó durant 2 segons mentre està encès, l'apagarà.
El botó també pot ser utilitzat com a font de dades per l'usuari. El dispositiu enviarà un tempsampmissatge del botó ed cada vegada que es prem el botó. Això pot proporcionar una entrada còmoda de l'usuari per a aplicacions en temps real o un mitjà útil per marcar esdeveniments en registrar dades. Vegeu la secció 7.1.1 per obtenir més informació.

2.2. LEDs
El tauler compta amb 5 indicadors LED. Cada LED és d'un color diferent i té una funció específica. La taula 1 enumera el paper i el comportament associat de cada LED.

Color	Indica	Comportament
Blanc	Estat de la Wi-Fi	Apagat - Wi-Fi desactivat Parpelleig lent (1 Hz) - No connectat Parpelleig ràpid (5 Hz) - Connectat i esperant l'adreça IP Sòlid – Connectat i adreça IP obtinguda
Blau	–	–
Verd	Estat del dispositiu	Indica que el dispositiu està encès. També parpellejarà cada vegada que es prem el botó o es rebi un missatge.
groc	Estat de la targeta SD	Apagat - No hi ha cap targeta SD Parpelleig lent (1 Hz) - Targeta SD present però no en ús Sòlid - Targeta SD present i inici de sessió en curs
Vermell	Càrrega de la bateria	Apagat - El carregador no està connectat Sòlid – Carregador connectat i càrrega en curs Parpellejant (0.3 Hz) - Carregador connectat i càrrega completa Parpelleig ràpid (5 Hz) - Carregador no connectat i bateria inferior al 20%

Taula 1: Comportament dels LED

L'enviament d'una ordre d'identificació al dispositiu farà que tots els LED parpellegin ràpidament durant 5 segons.
Això pot ser útil quan s'intenta identificar un dispositiu específic dins d'un grup de diversos dispositius. Vegeu la secció 7.3.6 per obtenir més informació.
És possible que els LED estiguin desactivats a la configuració del dispositiu. Això pot ser útil en aplicacions on la llum dels LED no és desitjable. L'ordre d'identificació encara es pot utilitzar quan els LED estan desactivats i el LED verd encara parpelleja cada vegada que es prem el botó. Això permet a l'usuari comprovar si el dispositiu està encès mentre els LED estan desactivats.

2.3. Pinout de sèrie auxiliar
A la taula 2 s'enumeren les pinades del connector sèrie auxiliar. El pin 1 està marcat físicament al connector amb una petita fletxa, vegeu la figura 1.

Pin	Direcció	Nom
1	N/A	Terra
2	Sortida	RTS
3	Sortida	Sortida de 3.3 V
4	Entrada	RX
5	Sortida	TX
6	Entrada	CTS

Taula 2: Pinout del connector sèrie auxiliar

2.4. Pinout en sèrie
A la taula 3 s'enumeren les pinades del connector sèrie. El pin 1 està marcat físicament al connector amb una petita fletxa, vegeu la figura 1.

Pin	Direcció	Nom
1	N/A	Terra
2	Sortida	RTS
3	Entrada	Entrada de 5 V
4	Entrada	RX
5	Sortida	TX
6	Entrada	CTS

Taula 3: Pinout del connector sèrie

2.5. Pinout de les entrades analògiques
A la taula 4 s'enumeren les pinades del connector de les entrades analògiques. El pin 1 està marcat físicament al connector amb una petita fletxa, vegeu la figura 1.

Pin	Direcció	Nom
1	N/A	Terra
2	Sortida	Sortida de 3.3 V
3	Entrada	Canal analògic 1
4	Entrada	Canal analògic 2
5	Entrada	Canal analògic 3
6	Entrada	Canal analògic 4
7	Entrada	Canal analògic 5
8	Entrada	Canal analògic 6
9	Entrada	Canal analògic 7
10	Entrada	Canal analògic 8

Taula 4: Pinout del connector d'entrada analògica

2.6. Números de peça del connector
Tots els connectors de la placa són capçals Molex PicoBlade™ de pas d'1.25 mm. La taula 5 enumera cada número de peça utilitzat a la placa i els números de peça recomanats dels connectors d'acoblament corresponents.
Cada connector d'acoblament es crea a partir d'una peça de carcassa de plàstic i dos o més cables enganxats.

Connector de la placa	Número de peça	Número de peça d'acoblament
Bateria	Capçalera Molex PicoBlade™, muntatge en superfície, angle recte, 2 vies, P/N: 53261-0271	Carcassa Molex PicoBlade™, femella, 2 vies, P/N: 51021-0200 PicoBlade™ femella d'un sol extrem de plom pre-engranat Molex, 304 mm, 28 AWG, P/N: 06-66-0015 (×2)
Serial auxiliar / Serial	Capçalera Molex PicoBlade™, muntatge en superfície, angle recte, 6 vies, P/N: 53261-0671	Carcassa Molex PicoBlade™, femella, 6 vies, P/N: 51021-0600 PicoBlade™ femella d'un sol extrem de plom pre-engranat Molex, 304 mm, 28 AWG, P/N: 06-66-0015 (×6)
Entrades analògiques	Capçalera Molex PicoBlade™, muntatge en superfície, angle recte, 10 vies, P/N: 53261-1071	Carcassa Molex PicoBlade™, femella, 10 vies, P/N: 51021-1000 PicoBlade™ femella d'un sol extrem de plom pre-engranat Molex, 304 mm, 28 AWG, P/N: 06-66-0015 (×10)

Taula 5: números de peça del connector de la placa

2.7. Dimensions del tauler
UN PAS 3D file i el dibuix mecànic que detalla totes les dimensions del tauler està disponible al x-io
Tecnologies weblloc.

Carcassa de plàstic

La carcassa de plàstic tanca el tauler amb una bateria de 1000 mAh. La carcassa proporciona accés a totes les interfícies de la placa i és translúcida perquè es puguin veure els indicadors LED. La figura 3 mostra la placa muntada amb una bateria de 1000 mAh en una carcassa de plàstic.

Figura 3: Placa muntada amb una bateria de 1000 mAh en una carcassa de plàstic
UN PAS 3D file i el dibuix mecànic que detalla totes les dimensions de la carcassa està disponible a x-io Technologies weblloc.

Entrades analògiques

La interfície d'entrades analògiques s'utilitza per mesurar el voltages i obtenir dades de sensors externs que proporcionen mesures com un vol analògictage. Per exampEs pot disposar un sensor de força resistiva en un circuit divisor de potencial per proporcionar mesures de força com a vol analògic.tage. VoltagEl dispositiu envia les mesures com a tempsamped entra missatges analògics tal com es descriu a la secció 7.1.13.
El pinout de les entrades analògiques es descriu a la secció 2.3 i els números de peça d'un connector d'acoblament es mostren a la secció 2.6.

4.1. Especificació de les entrades analògiques

• Nombre de canals: 8
• Resolució ADC: 10 bits
• Sampli taxa: 1000 Hz
• Voltage gamma: 0 V a 3.1 V

4.2. Sortida d'alimentació de 3.3 V
La interfície d'entrada analògica proporciona una sortida de 3.3 V que es pot utilitzar per alimentar l'electrònica externa. Aquesta sortida s'apaga quan el dispositiu entra en mode de repòs per evitar que l'electrònica externa esgoti la bateria quan el dispositiu no està actiu.

Interfície sèrie auxiliar

La interfície sèrie auxiliar s'utilitza per comunicar-se amb l'electrònica externa mitjançant una connexió sèrie.
Per exampl'Apèndix A descriu com un mòdul GPS es pot connectar directament a la interfície sèrie auxiliar per registrar i transmetre dades GPS juntament amb les dades del sensor existent. Alternativament, es pot utilitzar un microcontrolador connectat a la interfície sèrie auxiliar per afegir una funcionalitat d'entrada/sortida de propòsit general.
El pinout de la interfície sèrie auxiliar es descriu a la secció 2.3, i els números de peça d'un connector d'acoblament es mostren a la secció 2.6.

5.1. Especificació de sèrie auxiliar

• Velocitat de transmissió: 7 bps a 12 Mbps
• Control de flux de maquinari RTS/CTS: activat/desactivat
• Inverteix les línies de dades (per a la compatibilitat RS-232): activat/desactivat
• Dades: 8 bits (sense festa)
• Stop bits: 1
• Voltage: 3.3 V (les entrades són tolerants a RS-232 voltagés)

5.2. Enviament de dades
Les dades s'envien des de la interfície de sèrie auxiliar enviant un missatge de dades de sèrie auxiliar a la
dispositiu. Vegeu la secció 7.1.15 per obtenir més informació.
5.3. Recepció de dades
Les dades rebudes per la interfície en sèrie auxiliar són enviades pel dispositiu com a missatge de dades en sèrie auxiliar, tal com es descriu a la secció 7.2.1. Els bytes rebuts s'emmagatzemen en memòria intermèdia abans d'enviar-se junts en un sol missatge quan es compleix una de les condicions següents:

• El nombre de bytes emmagatzemats a la memòria intermèdia coincideix amb la mida de la memòria intermèdia
• No s'ha rebut cap byte durant més del període de temps d'espera
• Recepció d'un byte igual al caràcter d'enquadrament

La mida de la memòria intermèdia, el temps d'espera i el caràcter d'enquadrament es poden ajustar a la configuració del dispositiu. Un exampL'ús d'aquests paràmetres és establir el caràcter d'enquadrament al valor d'un caràcter de nova línia ('\n', valor decimal 10) de manera que cada cadena ASCII, acabada amb un caràcter de nova línia, rebi una interfície en sèrie auxiliar. s'envia com un temps separat-stampmissatge ed.
5.4. Passthrough OSC
Si el mode de transmissió OSC està habilitat, la interfície sèrie auxiliar no enviarà ni rebrà de la manera descrita a les seccions 5.2 i 5.3. En canvi, la interfície en sèrie auxiliar enviarà i rebrà paquets OSC codificats com a paquets SLIP. El contingut OSC rebut per la interfície sèrie auxiliar s'envia a tots els canals de comunicació actius cada vegadaamped OSC paquet. Els missatges OSC rebuts a través de qualsevol canal de comunicació actiu que no sigui reconegut es reenviaran a la interfície sèrie auxiliar. Això permet la comunicació directa amb dispositius OSC de tercers i personalitzats basats en sèrie mitjançant missatges enviats i rebuts juntament amb el trànsit OSC existent.
L'expansió NGIMU Teensy I/O Example demostra com un Teensy (un microcontrolador compatible amb Arduino) connectat a la interfície sèrie auxiliar es pot utilitzar per controlar els LED i proporcionar dades del sensor mitjançant el mode de transmissió OSC.

5.5. Control de flux de maquinari RTS/CTS
Si el control de flux de maquinari RTS/CTS no està habilitat a la configuració del dispositiu, l'entrada CTS i la sortida RTS es poden controlar manualment. Això proporciona una entrada i sortida digitals de propòsit general que es poden utilitzar per connectar amb l'electrònica externa. Per example: per detectar la pressió d'un botó o per controlar un LED. L'estat de sortida RTS s'estableix enviant un missatge RTS en sèrie auxiliar al dispositiu tal com es descriu a la secció 7.2.2. Un copampEl dispositiu envia un missatge CTS en sèrie auxiliar cada vegada que els estats d'entrada del CTS canvien tal com es descriu a la secció 7.1.16.

5.6. Sortida d'alimentació de 3.3 V
La interfície en sèrie auxiliar proporciona una sortida de 3.3 V que es pot utilitzar per alimentar l'electrònica externa. Aquesta sortida s'apaga quan el dispositiu entra en mode de repòs per evitar que l'electrònica externa esgoti la bateria quan el dispositiu no està actiu.

Enviar tarifes, samples tarifes i tempsamps

La configuració del dispositiu permet a l'usuari especificar la velocitat d'enviament de cada tipus de missatge de mesura, per exempleample, missatge dels sensors (Secció 7.1.2), missatge del quaternió (Secció 7.1.4), etc. La velocitat d'enviament no té cap efecte en el sampla taxa de les mesures corresponents. Totes les mesures s'adquireixen internament al s fixamples tarifes que s'indiquen a la taula 6. El temps mésamp per a cada mesura es crea quan el samps'adquireix. El més tempsamp Per tant, és una mesura fiable, independent de la latència o la memòria intermèdia associada a un canal de commutació determinat.

Mesurament	Sampli Rate
Giroscopi	400 Hz
Acceleròmetre	400 Hz
Magnetòmetre	20 Hz
Pressió baromètrica	25 Hz
Humitat	25 Hz
Temperatura del processador	1 kHz
Giroscopi i acceleròmetre de temperatura	100 Hz
Sensor de temperatura ambiental	25 Hz
Bateria (percenttage, temps de buidar, voltage, actual)	5 Hz
Entrades analògiques	1 kHz
RSSI	2 Hz

Taula 6: S interna fixaamples tarifes

Si una velocitat d'enviament especificada és superior a la sampla velocitat de la mesura associada, llavors les mesures es repetiran dins de diversos missatges. Les mesures repetides es poden identificar com a temps repetitamps. És possible especificar taxes d'enviament que superin l'ample de banda d'un canal de comunicació. Això farà que es perdin missatges. Timestamps s'han d'utilitzar per garantir que el sistema receptor sigui robust davant missatges perduts.

Protocol de comunicació

Tota la comunicació està codificada com a OSC. Les dades enviades per UDP utilitzen OSC segons l'especificació OSC v1.0. El conjunt de dades a través d'USB, sèrie o escrits a la targeta SD estan codificats OSC com a paquets SLIP segons l'especificació OSC v1.1. La implementació de l'OSC utilitza les simplificacions següents:

• Els missatges OSC enviats al dispositiu poden utilitzar tipus d'argument numèric (int32, float32, int64, temps OSC tag, doble de 64 bits, caràcter, booleà, nul o Infinitum) de manera intercanviable, i els tipus d'arguments blob i cadena de manera intercanviable.
• Els patrons d'adreces OSC enviats al dispositiu poden no contenir caràcters especials: '?', '*', '[]' o '{}'.
• Els missatges OSC enviats al dispositiu es poden enviar dins dels paquets OSC. Tanmateix, la programació de missatges s'ignorarà.

7.1. Dades del dispositiu
Totes les dades enviades des del dispositiu s'envien com a tempsamped OSC paquet que conté un sol missatge OSC.
Tots els missatges de dades, a excepció del botó, els missatges de sèrie auxiliar i els missatges en sèrie, s'envien contínuament a les velocitats d'enviament especificades a la configuració del dispositiu.
El més tempsamp d'un paquet OSC és un temps OSC tag. Aquest és un número de coma fix de 64 bits. Els primers 32 bits especifiquen el nombre de segons des de les 00:00 de l'1 de gener de 1900, i els darrers 32 bits especifiquen fraccions de segon amb una precisió d'uns 200 picosegons. Aquesta és la representació utilitzada per Internet NTP timestamps. Un temps OSC tag es pot convertir a un valor decimal de segons interpretant primer el valor com un nombre enter sense signe de 64 bits i després dividint aquest valor per 2 32. És important que aquest càlcul s'implementi utilitzant un tipus de coma flotant de doble precisió, en cas contrari, la manca de precisió donarà lloc a errors importants.
7.1.1. Missatge del botó
Adreça OSC: /botó
El missatge del botó s'envia cada vegada que es prem el botó d'engegada. El missatge no conté arguments.
7.1.2. Sensors
Adreça OSC: /sensors
El missatge del sensor conté mesures del giroscopi, acceleròmetre, magnetòmetre i baròmetre. Els arguments del missatge es resumeixen a la taula 7.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	L'eix x del giroscopi en °/s
2	flotar32	L'eix y del giroscopi en °/s
3	flotar32	Eix z del giroscopi en °/s
4	flotar32	Acceleròmetre eix x en g
5	flotar32	L'eix y de l'acceleròmetre en g
6	flotar32	Acceleròmetre eix z en g
7	flotar32	Magnetòmetre eix x en µT
8	flotar32	Magnetòmetre eix y en µT
9	flotar32	Magnetòmetre eix z en µT
10	flotar32	Baròmetre en hPa

Taula 7: Arguments del missatge del sensor

7.1.3. Magnituds
Adreça OSC: /magnitudes
El missatge de magnituds conté mesures de les magnituds del giroscopi, l'acceleròmetre i el magnetòmetre. Els arguments del missatge es resumeixen a la Taula 8: Arguments del missatge de magnituds.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Magnitud del giroscopi en °/s
2	flotar32	Magnitud de l'acceleròmetre en g
3	flotar32	Magnitud del magnetòmetre en µT

Taula 8: Arguments del missatge de magnituds

7.1.4. Quaternió
Adreça OSC: /quaternion
El missatge del quaternió conté la sortida del quaternió de l'algoritme AHRS a bord que descriu l'orientació del dispositiu en relació a la Terra (convenció NWU). Els arguments del missatge es resumeixen a la taula 9.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Element w del quaternió
2	flotar32	Quaternió x element
3	flotar32	Quaterni i element
4	flotar32	Element del quaternió z

Taula 9: Arguments del missatge del quaternió

7.1.5. Matriu de rotació
Adreça OSC: /matrix
El missatge de la matriu de rotació conté la sortida de la matriu de rotació de l'algorisme AHRS a bord que descriu l'orientació del dispositiu respecte a la Terra (convenció NWU). Els arguments del missatge descriuen la matriu a ordre de fila principal tal com es resumeix a la taula 10.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Matriu de rotació xx element
2	flotar32	Element xy de la matriu de rotació
3	flotar32	Element de matriu de rotació xz
4	flotar32	Element yx de la matriu de rotació
5	flotar32	Matriu de rotació element yy
6	flotar32	Matriu de rotació element Yz
7	flotar32	Element Zx de la matriu de rotació
8	flotar32	Element de matriu de rotació zy
9	flotar32	Element zz de la matriu de rotació

Taula 10: Arguments dels missatges de la matriu de rotació

7.1.6. Angles d'Euler
Adreça OSC: /Euler
El missatge d'angles d'Euler conté la sortida de l'angle d'Euler de l'algorisme AHRS a bord que descriu l'orientació del dispositiu en relació a la Terra (convenció NWU). Els arguments del missatge es resumeixen a la taula 11.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Rotlla (x) angle en graus
2	flotar32	Angle de pas (y) en graus
3	flotar32	Angle de guiada/encapçalament (z) en graus

7.1.7. Acceleració lineal
Adreça OSC: /lineal
El missatge d'acceleració lineal conté la sortida d'acceleració lineal de l'algoritme de fusió del sensor a bord que descriu l'acceleració sense gravetat en el marc de coordenades del sensor. Els arguments del missatge es resumeixen a la taula 12.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Acceleració a l'eix x del sensor en g
2	flotar32	Acceleració a l'eix y del sensor en g
3	flotar32	Acceleració a l'eix z del sensor en g

Taula 12: Arguments del missatge d'acceleració lineal

7.1.8. Acceleració de la Terra
Adreça OSC: /earth
El missatge d'acceleració de la Terra conté la sortida d'acceleració de la Terra de l'algoritme de fusió del sensor a bord que descriu l'acceleració lliure de gravetat en el marc de coordenades de la Terra. Els arguments del missatge es resumeixen a la taula 13.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Acceleració en l'eix X de la Terra en g
2	flotar32	Acceleració a l'eix y de la Terra en g
3	flotar32	Acceleració a l'eix z de la Terra en g

Taula 13: Arguments del missatge d'acceleració terrestre

7.1.9. Altitud
Adreça OSC: /altitud
El missatge d'altitud conté la mesura de l'altitud sobre el nivell del mar. L'argument del missatge es resumeix a la taula 14.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Altitud sobre el nivell del mar en m

Taula 14: Argument del missatge d'altitud

7.1.10. Temperatura
Adreça OSC: /temperatura
El missatge de temperatura conté les mesures de cadascun dels sensors de temperatura integrats del dispositiu. Els arguments del missatge es resumeixen a la taula 15.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Temperatura del giroscopi/acceleròmetre en °C
2	flotar32	Temperatura del baròmetre en °C

Taula 15: Arguments del missatge de temperatura

7.1.11. Humitat
Adreça OSC: /humitat
El missatge d'humitat conté la mesura de la humitat relativa. L'argument del missatge es resumeix a la taula 16.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Humitat relativa en %

Taula 16: Argument del missatge d'humitat

7.1.12. Bateria
Adreça OSC: /bateria
El missatge de la bateria conté el volum de la bateriatage i les mesures actuals, així com els estats de l'algorisme del indicador de combustible. Els arguments del missatge es resumeixen a la taula 17.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Nivell de bateria en %
2	flotar32	Temps per buidar en minuts
3	flotar32	Bateria voltage a V
4	flotar32	Corrent de la bateria en mA
5	corda	Estat del carregador

Taula 17: Arguments del missatge de la bateria

7.1.13. Entrades analògiques
Adreça OSC: /analogue
El missatge d'entrades analògiques conté mesures de les entrades analògiques voltages. Els arguments del missatge es resumeixen a la taula 18.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Canal 1 voltage a V
2	flotar32	Canal 2 voltage a V
3	flotar32	Canal 3 voltage a V
4	flotar32	Canal 4 voltage a V
5	flotar32	Canal 5 voltage a V
6	flotar32	Canal 6 voltage a V
7	flotar32	Canal 7 voltage a V
8	flotar32	Canal 8 voltage a V

Taula 18: Arguments dels missatges de les entrades analògiques

7.1.14. RSSI
Adreça OSC: /RSSI
El missatge RSSI conté la mesura RSSI (Receive Signal Strength Indicator) per a la connexió sense fil. Aquesta mesura només és vàlida si el mòdul Wi-Fi funciona en mode client. Els arguments del missatge es resumeixen a la taula 19.

Argument	Tipus	Descripció
1	flotar32	Mesura RSSI en dBm
2	flotar32	Mesura de RSSI en percentatgetage on 0% a 100% representa el rang -100 dBm a -50 dBm.

Taula 19: argument del missatge RSSI

7.1.15 Dades de sèrie auxiliars

Adreça OSC: /aux serial

El missatge de sèrie auxiliar conté les dades rebudes a través de la interfície de sèrie auxiliar. L'argument del missatge pot ser d'un dels dos tipus en funció de la configuració del dispositiu tal com es resumeix a Taula 20.

Argument	Tipus	Descripció
1	taca	Les dades es reben a través de la interfície de sèrie auxiliar.
1	corda	Les dades rebudes a través de la interfície sèrie auxiliar amb tots els bytes nuls substituïts pel parell de caràcters "/0".

Taula 20: Argument del missatge de dades en sèrie auxiliar

7.1.16 Entrada CTS en sèrie auxiliar

Adreça OSC: /aux serial/cts

El missatge d'entrada CTS en sèrie auxiliar conté l'estat d'entrada CTS de la interfície en sèrie auxiliar quan el control de flux de maquinari està desactivat. Aquest missatge s'envia cada vegada que canvia l'estat de l'entrada CTS. L'argument del missatge es resumeix a la taula 21.

Argument	Tipus	Descripció
1	booleà	Estat d'entrada CTS. Fals = baix, Vertader = alt.

Taula 21: Argument del missatge d'entrada CTS en sèrie auxiliar

7.1.17. Entrada sèrie CTS
Adreça OSC: /serial/cts
El missatge d'entrada CTS sèrie conté l'estat d'entrada CTS de la interfície sèrie quan el control de flux de maquinari està desactivat. Aquest missatge s'envia cada vegada que canvia l'estat de l'entrada CTS. L'argument del missatge es resumeix a la taula 22.

Argument	Tipus	Descripció
1	booleà	Estat d'entrada CTS. Fals = baix, Vertader = alt.

Taula 22: Argument del missatge d'entrada CTS sèrie

7.2. Dades al dispositiu
Les dades s'envien al dispositiu com a missatges OSC. El dispositiu no enviarà cap missatge OSC com a resposta.
7.2.1. Dades de sèrie auxiliars
Adreça OSC: /auxserial
El missatge de sèrie auxiliar s'utilitza per enviar dades (un o més bytes) des de la interfície sèrie auxiliar. Aquest missatge només es pot enviar si el mode "passthrough OSC" no està habilitat. L'argument del missatge es resumeix a la taula 23.

Argument	Tipus	Descripció
1	OSC-blob / OSC-cadena	Dades a transmetre des de la interfície sèrie auxiliar

Taula 23: Arguments dels missatges de dades en sèrie auxiliars

7.2.2. Sortida RTS en sèrie auxiliar
Adreça OSC: /aux serial/rts
El missatge RTS de sèrie auxiliar s'utilitza per controlar la sortida RTS de la interfície sèrie auxiliar.
Aquest missatge només es pot enviar si el control de flux de maquinari està desactivat. L'argument del missatge es resumeix a la taula 24.

Argument	Tipus	Descripció
1	Int32/float32/boolean	Estat de sortida RTS. 0 o fals = baix, diferent de zero o cert = alt.

Taula 24: Arguments del missatge de sortida RTS en sèrie auxiliar

7.2.3. Sortida RTS sèrie
Adreça OSC: /serial/rts
El missatge RTS sèrie s'utilitza per controlar la sortida RTS de la interfície sèrie. Aquest missatge només es pot enviar si el control de flux de maquinari està desactivat. L'argument del missatge es resumeix a la taula 25.

Argument	Tipus	Descripció
1	Int32/float32/boolean	Estat de sortida RTS. 0 o fals = baix, diferent de zero o cert = alt.

Taula 25: Arguments del missatge de sortida RTS sèrie

7.3. Ordres
Totes les ordres s'envien com a missatges OSC. El dispositiu confirmarà la recepció de l'ordre enviant un missatge OSC idèntic a l'amfitrió.
7.3.1. Estableix l'hora
Adreça OSC: /hora
L'ordre set time estableix la data i l'hora al dispositiu. L'argument del missatge és un OSCtimetag.
7.3.2. Mut
Adreça OSC: /mute
L'ordre mute inhibeix l'enviament de tots els missatges de dades enumerats a la Secció 7.1. Els missatges de confirmació d'ordres i els missatges de resposta de lectura/escriptura de configuració s'enviaran encara. El dispositiu romandrà silenciat fins que s'enviï una ordre per activar el silenci.

7.3.3. Activa el so
Adreça OSC: /unmute
L'ordre d'activar el silenci desfà l'estat de silenci descrit a la Secció 7.3.2.
7.3.4. Restablir
Adreça OSC: /reset
L'ordre de reinici farà un restabliment del programari. Això equival a apagar el dispositiu i tornar-lo a encendre. El restabliment del programari es realitzarà 3 segons després de rebre l'ordre per garantir que l'amfitrió pugui confirmar l'ordre abans d'executar-la.

7.3.5. Dormir
Adreça OSC: /sleep
L'ordre de repòs posarà el dispositiu en mode de repòs (apagat). El dispositiu no entrarà en mode de repòs fins 3 segons després de rebre l'ordre per assegurar-se que l'amfitrió pugui confirmar l'ordre abans d'executar-la.
7.3.6. Identitat
Adreça OSC: /identificar
L'ordre d'identificació farà que tots els LED parpellegin ràpidament durant 5 segons. Això pot ser útil quan s'intenta identificar un dispositiu específic dins d'un grup de diversos dispositius.
7.3.7. Aplicar
Adreça OSC: /apply
L'ordre d'aplicació obligarà el dispositiu a aplicar immediatament tots els paràmetres pendents que s'han escrit però encara no s'han aplicat. La confirmació d'aquesta ordre s'envia després que s'hagin aplicat tots els paràmetres.
7.3.8. Restaura el valor predeterminat
Adreça OSC: /per defecte
L'ordre de restauració predeterminada restablirà tots els paràmetres del dispositiu als valors predeterminats de fàbrica.
7.3.9. Inicialització AHRS
Adreça OSC: /ahrs/initialise
L'ordre d'inicialització AHRS reiniciarà l'algorisme AHRS.
7.3.10. Guiada zero AHRS
Adreça OSC: /ahrs/zero
L'ordre AHRS zero yaw posarà a zero el component de guiñada de l'orientació actual de l'algorisme AHRS. Aquesta ordre només es pot emetre si el magnetòmetre s'ignora a la configuració de l'AHRS.
7.3.11. Ressò
Adreça OSC: /echo
L'ordre d'eco es pot enviar amb qualsevol argument i el dispositiu respondrà amb un missatge OSC idèntic.
7.4. Configuració
La configuració del dispositiu es llegeix i escriu mitjançant missatges OSC. La pestanya de configuració del programari del dispositiu
proporciona accés a tota la configuració del dispositiu i inclou documentació detallada per a cada configuració.
7.4.1. Llegeix
La configuració es llegeix enviant un missatge OSC amb l'adreça OSC de configuració corresponent i sense arguments. El dispositiu respondrà amb un missatge OSC amb la mateixa adreça OSC i el valor de configuració actual com a argument.
7.4.2. Escriu
La configuració s'escriu enviant un missatge OSC amb l'adreça OSC de configuració corresponent i un valor d'argument. El dispositiu respondrà amb un missatge OSC amb la mateixa adreça OSC i el nou valor de configuració com a argument.
Algunes escriptures de configuració no s'apliquen immediatament perquè això pot provocar la pèrdua de comunicació amb el dispositiu si es modifica una configuració que afecta el canal de comunicació. Aquests paràmetres s'apliquen 3 segons després de l'última escriptura de qualsevol paràmetre.

7.5. Errors
El dispositiu enviarà missatges d'error com a missatge OSC amb l'adreça OSC: /error i un argument d'una sola cadena.
A. Integració d'un mòdul GPS amb el NGIMU
Aquesta secció descriu com integrar un mòdul GPS disponible amb el NGIMU. El NGIMU és compatible amb qualsevol mòdul GPS sèrie, el "Adafruit Ultimate GPS  Breakout: 66 canals amb actualitzacions de 10 Hz: versió 3" va ser escollit aquí amb finalitats de demostració. Aquest mòdul es pot comprar a Adafruit o qualsevol altre distribuïdor.
A.1. Configuració del maquinari
El clip de la bateria CR1220 i els cables del connector de la interfície sèrie auxiliar s'han de soldar a la placa del mòdul GPS. Els números de peça del connector de la interfície en sèrie auxiliar es detallen a la secció 2.6. Les connexions necessàries entre el port sèrie auxiliar i el mòdul GPS es descriuen a la Taula 26. La figura 5 mostra el mòdul GPS muntat amb un connector per a la interfície sèrie auxiliar.

Pin de sèrie auxiliar	Pin del mòdul GPS
Terra	"GND"
RTS	No connectat
Sortida de 3.3 V	"3.3 V"
RX	"TX"
TX	"RX"
CTS	No connectat

Taula 26: Connexions de la interfície sèrie auxiliar al mòdul GPS

Figura 4: Mòdul GPS muntat amb connector per a la interfície sèrie auxiliar

La bateria moneder CR1220 és necessària per preservar la configuració del mòdul GPS i per alimentar el rellotge en temps real mentre no hi ha alimentació externa. El mòdul GPS perdrà energia cada vegada que s'apaga l'NGIMU. El rellotge en temps real redueix significativament el temps necessari per obtenir un bloqueig GPS. Es pot esperar que la bateria duri uns 240 dies.

A.2. Configuració de NGIMU
El paràmetre de velocitat en baudis en sèrie auxiliar s'ha d'establir en 9600. Aquesta és la velocitat en baudis per defecte del mòdul GPS. El mòdul GPS envia dades en paquets ASCII separats, cadascun acabat amb un caràcter de nova línia. Per tant, el paràmetre de caràcters d'enquadrament en sèrie auxiliar s'ha d'establir en 10 de manera que cada paquet ASCII sigui el màxim de temps.ampeditat i transmès/registrat pel NGIMU per separat. La configuració de la sèrie auxiliar "envia com a cadena" s'ha d'habilitar perquè el programari NGIMU interpreti els paquets com a cadenes. La resta de paràmetres s'han de deixar als valors predeterminats perquè coincideixin amb els que es mostren a la figura 5.

Figura 5: Configuració de la interfície sèrie auxiliar configurada per a un mòdul GPS

A.3. Viewing i processament de dades GPS
Un cop s'hagi configurat la configuració de NGIMU tal com es descriu a la secció A.2, les dades del GPS es rebran i s'enviaran a tots els canals de comunicació actius com a mínim.amped missatge de dades en sèrie auxiliar tal com es descriu a la secció 7.1.15. La GUI de NGIMU es pot utilitzar per view dades GPS entrants mitjançant el terminal sèrie auxiliar (al menú Eines). La figura 6 mostra les dades GPS entrants després d'haver aconseguit una fixació GPS. El mòdul pot trigar desenes de minuts a aconseguir una solució quan s'engega per primera vegada.

Figura 6: En properes dades GPS es mostren al terminal de sèrie auxiliar

La configuració predeterminada del mòdul GPS ofereix dades GPS en quatre tipus de paquets NMEA: GPGGA, GPGSA, GPRMC i GPVTG. El Manual de referència NMEA proporciona una descripció detallada de les dades contingudes en cadascun d'aquests paquets.
El programari NGIMU es pot utilitzar per registrar dades en temps real com a CSV files o per convertir les dades registrades a la targeta SD file a CSV files. Les dades del GPS es proporcionen a l'auxserial.csv file. El file conté dues columnes: la primera columna és el tempsamp d'un determinat paquet NMEA generat per NGIMU quan es va rebre el paquet del mòdul GPS, i la segona columna és el paquet NMEA. L'usuari ha de gestionar la importació i interpretació d'aquestes dades.

A.4. Configuració per a una velocitat d'actualització de 10 Hz
La configuració predeterminada del mòdul GPS envia dades amb una velocitat d'actualització d'1 Hz. El mòdul es pot configurar per enviar dades amb una velocitat d'actualització de 10 Hz. Això s'aconsegueix enviant paquets d'ordres per ajustar la configuració tal com es descriu a les seccions A.4.1 i A.4.2. Cada paquet d'ordres es pot enviar mitjançant el terminal sèrie auxiliar de la GUI de NGIMU (sota el menú Eines). El mòdul GPS tornarà a la configuració predeterminada si es treu la bateria.
Els paquets d'ordres descrits en aquesta secció es creen segons el Paquet d'ordres GlobalTop PMTK documentació amb sumes de comprovació calculades mitjançant un en línia Calculadora de suma de verificació NMEA.

A.4.1. Pas 1: canvieu la velocitat de transmissió a 115200
Envieu el paquet d'ordres "$PMTK251,115200*1F\r\n" al mòdul GPS. Aleshores, les dades entrants apareixeran com a dades "escombraries" perquè la velocitat en baudis en sèrie auxiliar actual de 9600 no coincideix amb la nova velocitat en baudis del mòdul GPS de 115200. Aleshores, la configuració en baudis en sèrie auxiliar s'ha d'establir a 115200 a la configuració de NGIMU abans del les dades tornen a aparèixer correctament.

A.4.2. Pas 2: canvieu la velocitat de sortida a 10 Hz
Envieu el paquet d'ordres "$PMTK220,100*2F\r\n" al mòdul GPS. El mòdul GPS ara enviarà dades amb una velocitat d'actualització de 10 Hz.
A.4.3. Desa la configuració del mòdul GPS
El mòdul GPS desarà la configuració automàticament. Tanmateix, el mòdul GPS tornarà a la configuració predeterminada si es treu la bateria.

www.x-io.co.uk
© 2022

Documents/Recursos

X-IO TECHNOLOGY NGIMU IMU d'alt rendiment amb totes les funcions [pdfManual d'usuari NGIMU, IMU d'alt rendiment amb totes les funcions, NGIMU IMU d'alt rendiment amb totes les funcions, IMU de rendiment totalment destacat, IMU completament destacada, IMU destacada, IMU

Referències

• Manual d'usuari