מדריך למשתמש של NGIMU
גרסה 1.6
פרסום פומבי

עדכוני מסמכים
מסמך זה מתעדכן כל הזמן כדי לכלול מידע נוסף המתבקש על ידי משתמשים ותכונות חדשות הזמינות בעדכוני תוכנה וקושחה. אנא בדוק את ה-x-io
טכנולוגיות webאֲתַר לגרסה העדכנית ביותר של מסמך זה ושל קושחת ההתקן.

היסטוריית גרסאות מסמך

תַאֲרִיך	גרסת מסמך	תֵאוּר
13 בינואר 2022	1.6	תאריך התחלה נכון של עידן NTP
16 באוקטובר 2019	1.5	עדכן תמונות של הלוח ושל בית הפלסטיק
24 ביולי 2019	1.4	עדכון RSSI sampשיעור הסר את מד גובה כתכונה עתידית הוסף יחידות לתיאורי תאוצה לינארית וכדור הארץ הסר את המעבד מהודעת הטמפרטורה הוסף אינדיקציה לסוללה חלשה לטבלת התנהגות LED
07 בנובמבר 2017	1.3	עדכן את פרטי הכפתור הוסף סעיף כניסות אנלוגיות החלף שרטוטים מכניים בקישורים ל- webאֲתַר עדכן את התיאור של הנורית המציינת את מצב כרטיס ה-SD
10 בינואר 2017	1.2	הוסף תעריפי שליחה, ס'ampשיעורי le, וזמןampסעיף s תאר את זמן OSC tag ביתר פירוט הוסף סעיף ממשק טורי עזר הוסף נספח לשילוב מודול GPS
19 באוקטובר 2016	1.1	הוסף תיאור של הנורית המציינת את פעילות כרטיס ה-SD תקן שגיאת הערת שוליים ב-overview סָעִיף
23 בספטמבר 2016	1.0	ציין שיש להחזיק את הכפתור למשך חצי שנייה כדי להפעיל עדכון תיאור של עומס יתר של ארגומנט OSC כלול אחוזיםtage בהודעת RSSI עדכון תמונה של בית פלסטיק ושרטוט מכני הוסף אתחול AHRS ואפס פקודות הוסף הודעת גובה
19 במאי 2016	0.6	הוסף פקודת הד הוסף הודעת RSSI הוסף הודעת גדלים
29 במרץ 2016	0.5	הוסף סעיף של פרוטוקול תקשורת כרך קלט אנלוגי נכוןtagטווח e עד 3.1 V עדכון סעיף LED עדכון תמונה מוערת של הלוח עדכון תמונת בית פלסטיק עדכון ציור מכני של הלוח

19 בנובמבר 2015	0.4	עדכון תמונה ושרטוט מכני של אב הטיפוס האחרון מבית הפלסטיק כלול ציור מכני של הלוח
30 ביוני 2015	0.3	תקן טבלאות פינאאוט טוריות סמן סיכה 1 על תמונה מוערת של הלוח
9 ביוני 2015	0.2	כלול תמונה ושרטוט מכני של אב-טיפוס הפלסטיק העדכני ביותר טבלאות קטנות אינן מפוצלות על פני עמודים
12 במאי 2015	0.1	תמונה מעודכנת של אב הטיפוס של בית הפלסטיק
10 במאי 2015	0.0	שחרור ראשוני

מֵעַלview

הדור הבא של IMU (NGIMU) היא פלטפורמת IMU ורכישת נתונים קומפקטית המשלבת חיישנים מובנה ואלגוריתמים לעיבוד נתונים עם מגוון רחב של ממשקי תקשורת כדי ליצור פלטפורמה רב-תכליתית המתאימה היטב ליישומי זמן אמת וגם ליישומי רישום נתונים.
המכשיר מתקשר באמצעות OSC וכך הוא תואם באופן מיידי ליישומי תוכנה רבים ופשוט לשילוב עם יישומים מותאמים אישית עם ספריות זמינות עבור רוב שפות התכנות.

1.1. חיישנים מובנים ורכישת נתונים

• גירוסקופ משולש (±2000°/s, 400 הרץ שניותampשיעור)
• מד תאוצה תלת צירים (±16 גרם, 400 הרץ שניותampשיעור)
• מגנומטר תלת ציר (±1300 µT)
• לחץ ברומטרי (300-1100 hPa)
• לַחוּת
• 1. טמפרטורה
• סוללה כרךtagה, נוכחי, אחוזtagה, והזמן שנותר
• כניסות אנלוגיות (8 ערוצים, 0-3.1 V, 10-bit, 1 kHz sampשיעור)
• סידורי עזר (תואם RS-232) עבור GPS או אלקטרוניקה/חיישנים מותאמים אישית
• שעון זמן אמת ו

1.2. עיבוד נתונים מובנה

• כל החיישנים מכוילים
• אלגוריתם היתוך AHRS מספק מדידה של כיוון ביחס לכדור הארץ כקווטרניון, מטריצת סיבוב או זוויות אוילר
• אלגוריתם היתוך AHRS מספק מדידה של תאוצה לינארית
• כל המידות הן בזמןamped
• סנכרון זמניםamps עבור כל המכשירים ברשת Wi-Fi2

1.3. ממשקי תקשורת

• USB
• סדרתי (תואם RS-232)
•  Wi-Fi (802.11n, 5 GHz, אנטנות מובנות או חיצוניות, AP או מצב לקוח)
• כרטיס SD (נגיש ככונן חיצוני באמצעות USB)

1.4. ניהול צריכת חשמל

• מתח מ-USB, ספק חיצוני או סוללה
• טעינת סוללה באמצעות USB או ספק חיצוני
• טיימר שינה

1מדדי חום על הסיפון משמשים לכיול ואינם מיועדים לספק מדידה מדויקת של טמפרטורת הסביבה.
2 סנכרון דורש חומרה נוספת (נתב Wi-Fi וראש סנכרון).

• מעורר תנועה
• טיימר התעוררות
• אספקת 3.3 וולט לאלקטרוניקה למשתמש (500 mA)

1.5. תכונות תוכנה

• ממשק משתמש ו-API בקוד פתוח (C#) עבור Windows
• קבע את הגדרות המכשיר
• תכנן נתונים בזמן אמת
• התחבר לנתונים בזמן אמת file (CSV file פורמט לשימוש עם Excel, MATLAB וכו')
• כלי תחזוקה וכיול שגיאה! סימניה לא מוגדרת.

חוּמרָה

2.1. כפתור הפעלה
כפתור ההפעלה משמש בעיקר להפעלה וכיבוי של המכשיר (מצב שינה). לחיצה על הכפתור בזמן שהמכשיר כבוי תפעיל אותו. לחיצה ממושכת על הכפתור למשך 2 שניות בזמן שהוא מופעל תכבה אותו.
הכפתור יכול לשמש גם כמקור נתונים על ידי המשתמש. המכשיר ישלח זמןampהודעת לחצן ed בכל פעם שהלחצן נלחץ. זה עשוי לספק קלט נוח למשתמש עבור יישומים בזמן אמת או אמצעי שימושי לסימון אירועים בעת רישום נתונים. ראה סעיף 7.1.1 למידע נוסף.

2.2. נוריות
הלוח כולל 5 מחווני LED. כל LED הוא בצבע שונה ויש לו תפקיד ייעודי. טבלה 1 מפרטת את התפקיד וההתנהגות הקשורה לכל LED.

צֶבַע	מציין	הִתְנַהֲגוּת
לָבָן	מצב Wi-Fi	כבוי - רשת אלחוטית מנותקת מהבהב איטי (1 הרץ) - לא מחובר מהבהב מהיר (5 הרץ) - מחובר ומחכה לכתובת IP מוּצָק - מחובר וכתובת IP התקבלה
כְּחוֹל	–	–
יָרוֹק	מצב המכשיר	מציין שהמכשיר מופעל. הוא גם יהבהב בכל פעם שהלחצן נלחץ או מתקבלת הודעה.
צָהוֹב	מצב כרטיס SD	כבוי - אין כרטיס SD קיים מהבהב איטי (1 הרץ) - כרטיס SD קיים אך אינו בשימוש מוּצָק - כרטיס SD קיים והכניסה מתבצעת
אָדוֹם	טעינת סוללה	כבוי - המטען לא מחובר מוּצָק - מטען מחובר וטעינה בעיצומה מהבהב (0.3 הרץ) - מטען מחובר והטעינה הושלמה מהבהב מהיר (5 הרץ) - מטען לא מחובר וסוללה פחות מ-20%

טבלה 1: התנהגות LED

שליחת פקודת זיהוי למכשיר תגרום לכל הנוריות להבהב במהירות למשך 5 שניות.
זה עשוי להיות שימושי כאשר מנסים לזהות מכשיר ספציפי בתוך קבוצה של מכשירים מרובים. ראה סעיף 7.3.6 למידע נוסף.
ייתכן שהנוריות יהיו מושבתות בהגדרות המכשיר. זה עשוי להיות שימושי ביישומים שבהם אור מהנוריות אינו רצוי. עדיין ניתן להשתמש בפקודת הזיהוי כאשר הנוריות מושבתות והנורית הירוקה עדיין תהבהב בכל פעם שהלחצן נלחץ. זה מאפשר למשתמש לבדוק אם המכשיר מופעל בזמן שהנוריות מושבתות.

2.3. פינאאוט טורי עזר
טבלה 2 מפרטת את פין המחבר הטורי העזר. פין 1 מסומן פיזית על המחבר באמצעות חץ קטן, ראה איור 1.

פִּין	כיוון	שֵׁם
1	לא	טָחוּן
2	תְפוּקָה	RTS
3	תְפוּקָה	פלט 3.3V
4	קֶלֶט	RX
5	תְפוּקָה	TX
6	קֶלֶט	CTS

טבלה 2: מוצא מחבר טורי עזר

2.4. פינאאוט סדרתי
טבלה 3 מפרטת את ה-pinout של המחבר הטורי. פין 1 מסומן פיזית על המחבר באמצעות חץ קטן, ראה איור 1.

פִּין	כיוון	שֵׁם
1	לא	טָחוּן
2	תְפוּקָה	RTS
3	קֶלֶט	כניסת 5V
4	קֶלֶט	RX
5	תְפוּקָה	TX
6	קֶלֶט	CTS

טבלה 3: מוצא מחבר טורי

2.5. פינאוט כניסות אנלוגיות
טבלה 4 מפרטת את ה-pinout של מחבר הכניסות האנלוגיות. פין 1 מסומן פיזית על המחבר באמצעות חץ קטן, ראה איור 1.

פִּין	כיוון	שֵׁם
1	לא	טָחוּן
2	תְפוּקָה	פלט 3.3V
3	קֶלֶט	ערוץ אנלוגי 1
4	קֶלֶט	ערוץ אנלוגי 2
5	קֶלֶט	ערוץ אנלוגי 3
6	קֶלֶט	ערוץ אנלוגי 4
7	קֶלֶט	ערוץ אנלוגי 5
8	קֶלֶט	ערוץ אנלוגי 6
9	קֶלֶט	ערוץ אנלוגי 7
10	קֶלֶט	ערוץ אנלוגי 8

טבלה 4: מוצא אנלוגי של מחבר קלט

2.6. מספרי חלקים של מחברים
כל מחברי הלוח הם כותרות Molex PicoBlade™ בגובה 1.25 מ"מ. טבלה 5 מפרטת כל מספר חלק בשימוש על הלוח ואת מספרי החלקים המומלצים של המחברים המתואמים.
כל מחבר התאמה נוצר מחלק בית פלסטיק ושני חוטים או יותר מכווצים.

מחבר לוח	מספר חלק	מספר חלק מזדווג
סוֹלְלָה	כותרת עליונה של Molex PicoBlade™, תושבת עילי, זווית ישרה, דו-כיוונית, P/N: 2-53261	בית Molex PicoBlade™, נקבה, דו כיווני, P/N: 2-51021 Molex Pre-Crimped Lead Single Ended PicoBlade™ נקבה, 304 מ"מ, 28 AWG, P/N: 06-66-0015 (×2)
סידורי עזר / סדרתי	כותרת עליונה של Molex PicoBlade™, תושבת עילי, זווית ישרה, דו-כיוונית, P/N: 6-53261	בית Molex PicoBlade™, נקבה, דו כיווני, P/N: 6-51021 Molex Pre-Crimped Lead Single Ended PicoBlade™ נקבה, 304 מ"מ, 28 AWG, P/N: 06-66-0015 (×6)
תשומות אנלוגיות	כותרת עליונה של Molex PicoBlade™, תושבת עילי, זווית ישרה, דו-כיוונית, P/N: 10-53261	בית Molex PicoBlade™, נקבה, דו כיווני, P/N: 10-51021 Molex Pre-Crimped Lead Single Ended PicoBlade™ נקבה, 304 מ"מ, 28 AWG, P/N: 06-66-0015 (×10)

טבלה 5: מספרי חלקים של מחברי לוח

2.7. מידות לוח
שלב תלת מימדי file ושרטוט מכני המפרט את כל מידות הלוח זמינים ב-x-io
טכנולוגיות webאֲתַר.

בית פלסטיק

בית הפלסטיק עוטף את הלוח בסוללה של 1000 מיליאמפר/שעה. המארז מספק גישה לכל ממשקי הלוח והוא שקוף כך שניתן לראות את מחווני ה-LED. איור 3 מציג את הלוח מורכב עם סוללת 1000 מיליאמפר/שעה בתוך בית פלסטיק.

איור 3: לוח מורכב עם סוללת 1000 מיליאמפר/שעה בתוך בית פלסטיק
שלב תלת מימדי file ושרטוט מכני המפרט את כל מידות הדיור זמינים ב-x-io Technologies webאֲתַר.

תשומות אנלוגיות

ממשק הכניסות האנלוגיות משמש למדידת נפחtages ולקבל נתונים מחיישנים חיצוניים המספקים מדידות ככרך אנלוגיtagה. למשלample, חיישן כוח התנגדות יכול להיות מסודר במעגל מחלק פוטנציאל כדי לספק מדידות של כוח כנפח אנלוגיtagה. כרךtagהמדידות נשלחות על ידי המכשיר כזמןamped אנלוגי מכניס הודעות כמתואר בסעיף 7.1.13.
ה-pinout של הכניסות האנלוגיות מתואר בסעיף 2.3, ומספרי החלקים של מחבר התאמה מפורטים בסעיף 2.6.

4.1. מפרט כניסות אנלוגיות

• מספר ערוצים: 8
• רזולוציית ADC: 10 סיביות
• Sampשיעור: 1000 הרץ
• כרך ידtagטווח e: 0 וולט עד 3.1 וולט

4.2. פלט אספקה ​​של 3.3 וולט
ממשק הקלט האנלוגי מספק פלט של 3.3 וולט שעשוי לשמש להפעלת אלקטרוניקה חיצונית. פלט זה כבוי כאשר המכשיר נכנס למצב שינה כדי למנוע מהאלקטרוניקה החיצונית לרוקן את הסוללה כאשר המכשיר אינו פעיל.

ממשק עזר טורי

הממשק הטורי העזר משמש לתקשורת עם אלקטרוניקה חיצונית באמצעות חיבור טורי.
למשלample, נספח א' מתאר כיצד ניתן לחבר מודול GPS ישירות לממשק הטורי העזר לתיעוד ולהזרים נתוני GPS לצד נתוני חיישן קיימים. לחלופין, ניתן להשתמש במיקרו-בקר המחובר לממשק הטורי העזר כדי להוסיף פונקציונליות קלט/פלט לשימוש כללי.
ה-pinout של הממשק הטורי העזר מתואר בסעיף 2.3, ומספרי החלקים של מחבר התאמה מפורטים בסעיף 2.6.

5.1. מפרט סידורי עזר

• קצב שידור: 7 bps עד 12 Mbps
• בקרת זרימת החומרה RTS/CTS: מופעל/מושבת
• הפוך קווי נתונים (עבור תאימות RS-232): מופעל/מושבת
• נְתוּנִים: 8 סיביות (ללא מסיבה)
• עצור ביטים: 1
• כרך ידtage: 3.3 וולט (הכניסות סובלניות ל-RS-232 voltages)

5.2. שולח נתונים
הנתונים נשלחים מהממשק הטורי העזר על ידי שליחת הודעת נתונים טורי עזר אל
התקן. ראה סעיף 7.1.15 למידע נוסף.
5.3. מקבל מידע
נתונים המתקבלים על ידי הממשק הטורי העזר נשלחים על ידי המכשיר כהודעת נתונים טוריים עזר כמתואר בסעיף 7.2.1. בתים שהתקבלו מאוחסנים לפני שנשלחים יחד בהודעה אחת כאשר מתקיים אחד מהתנאים הבאים:

• מספר הבתים המאוחסנים במאגר תואם את גודל המאגר
• לא התקבלו בתים במשך יותר מתקופת הזמן הקצוב
• קליטה של ​​בת השווה לתו המסגור

ניתן להתאים את גודל המאגר, הזמן הקצוב ותו המסגרת בהגדרות המכשיר. אקסampהשימוש בהגדרות אלה הוא להגדיר את תו המסגור לערך של תו שורה חדשה ('\n', ערך עשרוני 10) כך שכל מחרוזת ASCII, המסתיימת על ידי תו שורה חדשה, מתקבלת על ידי ממשק טורי עזר נשלח כזמן-סט נפרדampהודעה אד.
5.4. מעבר OSC
אם מצב מעבר OSC מופעל אז ממשק העזר הטורי לא ישלח ויקבל באופן המתואר בסעיפים 5.2 ו-5.3. במקום זאת, ממשק העזר הטורי ישלח ויקבל מנות OSC מקודדות כמנות SLIP. תוכן OSC המתקבל על ידי הממשק הטורי העזר מועבר לכל ערוצי התקשורת הפעילים כזמןampחבילת ed OSC. הודעות OSC שיתקבלו בכל ערוץ תקשורת פעיל שאינו מזוהה יועברו לממשק הטורי העזר. זה מאפשר תקשורת ישירה עם צד שלישי והתקני OSC מבוססי סדרה מותאמים אישית באמצעות הודעות שנשלחו והתקבלו לצד תעבורת OSC קיימת.
ה-NGIMU Teensy I/O Expansion Example מדגים כיצד ניתן להשתמש ב-Teensy (מיקרו-בקר תואם Arduino) המחובר לממשק הטורי העזר כדי לשלוט בנורות LED ולספק נתוני חיישנים באמצעות מצב מעבר OSC.

5.5. בקרת זרימת החומרה RTS/CTS
אם בקרת זרימת החומרה RTS/CTS אינה מופעלת בהגדרות ההתקן, ייתכן שכניסת ה-CTS ופלט ה-RTS יהיו נשלטים באופן ידני. זה מספק קלט ופלט דיגיטליים לשימוש כללי אשר עשויים לשמש לממשק לאלקטרוניקה חיצונית. למשלample: לזיהוי לחיצה על כפתור או לשליטה על נורית LED. מצב הפלט RTS נקבע על ידי שליחת הודעת RTS טורית עזר להתקן כמתואר בסעיף 7.2.2. זמןampהודעת CTS טורית עזר נשלחת על ידי המכשיר בכל פעם שמצבי הקלט CTS משתנה כמתואר בסעיף 7.1.16.

5.6. פלט אספקה ​​של 3.3 וולט
הממשק הטורי העזר מספק פלט של 3.3 וולט שעשוי לשמש להפעלת אלקטרוניקה חיצונית. פלט זה כבוי כאשר המכשיר נכנס למצב שינה כדי למנוע מהאלקטרוניקה החיצונית לרוקן את הסוללה כאשר המכשיר אינו פעיל.

שלח תעריפים, סampשיעורי le, וזמןamps

הגדרות המכשיר מאפשרות למשתמש לציין את קצב השליחה של כל סוג הודעת מדידה, למשלample, הודעת חיישנים (סעיף 7.1.2), הודעת קווטרניון (סעיף 7.1.4), וכו'. לקצב השליחה אין השפעה על ה-sampשיעור המדידות המתאימות. כל המדידות נרכשות באופן פנימי ב-s הקבועיםampהשיעורים המפורטים בטבלה 6. הזמןamp עבור כל מדידה נוצרת כאשר sample נרכש. הכי זמניםamp לכן היא מדידה אמינה, ללא תלות בהשהייה או החציצה הקשורה לערוץ העברת נתונים נתון.

מְדִידָה	Sample Rate
ג'ִירוֹסקוֹפּ	400 הרץ
מד תאוצה	400 הרץ
מגנומטר	20 הרץ
לחץ ברומטרי	25 הרץ
לַחוּת	25 הרץ
טמפרטורת המעבד	1 קילו-הרץ
ג'ירוסקופ וטמפרטורת מד תאוצה	100 הרץ
טמפרטורת חיישן סביבתי	25 הרץ
סוללה (אחוזיםtagה, זמן להתרוקן, כרךtagה, נוכחי)	5 הרץ
תשומות אנלוגיות	1 קילו-הרץ
RSSI	2 הרץ

טבלה 6: ס' פנימיים קבועיםampשיעורי le

אם קצב השליחה שצוין גדול מה-sampלאחר קצב המדידה הנלווית, המדידות יחזרו על עצמן בתוך מספר הודעות. ניתן לזהות מדידות חוזרות כזמן חוזרampס. אפשר לציין קצבי שליחה העולים על רוחב הפס של ערוץ תקשורת. זה יגרום לאיבוד הודעות. הכי זמניםampיש להשתמש ב-s כדי להבטיח שהמערכת המקבלת עמידה בפני הודעות שאבדו.

פרוטוקול תקשורת

כל התקשורת מקודדת כ-OSC. נתונים שנשלחים דרך UDP משתמשים ב-OSC לפי מפרט OSC v1.0. הנתונים המוגדרים באמצעות USB, טוריים או נכתבים לכרטיס ה-SD מקודדים ב-OSC כמנות SLIP לפי מפרט OSC v1.1. יישום OSC משתמש בהפשטות הבאות:

• הודעות OSC שנשלחות למכשיר עשויות להשתמש בסוגי ארגומנטים מספריים (int32, float32, int64, OSC time tag, כפול של 64 סיביות, תו, בוליאני, אפס או אינפיניטום) לסירוגין, וסוגי ארגומנטים של blob ו-string לסירוגין.
• דפוסי כתובת OSC שנשלחו למכשיר עשויים שלא להכיל תווים מיוחדים: '?', '*', '[]' או '{}'.
• הודעות OSC שנשלחות למכשיר עשויות להישלח בתוך חבילות OSC. עם זאת, תזמון הודעות יתעלם.

7.1. נתונים מהמכשיר
כל הנתונים שנשלחים מהמכשיר נשלחים כזמןampחבילת ed OSC המכילה הודעת OSC יחידה.
כל הודעות הנתונים, למעט הכפתור, הודעות עזר טוריות וטוריות, נשלחות ברציפות בקצבי השליחה המצוינים בהגדרות המכשיר.
הכי זמניםamp של צרור OSC הוא זמן OSC tag. זהו מספר נקודה קבועה של 64 סיביות. 32 הסיביות הראשונות מציינות את מספר השניות מאז 00:00 ב-1 בינואר 1900, ו-32 הסיביות האחרונות מציינות חלקים של שנייה בדיוק של כ-200 פיקושניות. זהו הייצוג בשימוש על-ידי Internet NTP timestampס. זמן OSC tag ניתן להמיר לערך עשרוני של שניות על ידי פרשנות תחילה של הערך כמספר שלם ללא סימן של 64 סיביות ולאחר מכן חלוקת ערך זה ב-2 32. חשוב שחישוב זה ייושם באמצעות סוג נקודה צפה בעלת דיוק כפול, אחרת החוסר של דיוק יגרום לשגיאות משמעותיות.
7.1.1. הודעת כפתור
כתובת OSC: /button
הודעת הכפתור נשלחת בכל פעם שנלחץ על לחצן ההפעלה. ההודעה אינה מכילה טיעונים.
7.1.2. חיישנים
כתובת OSC: /חיישנים
הודעת החיישן מכילה מדידות מהג'ירוסקופ, מד התאוצה, המגנומטר והברומטר. טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 7.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	ציר ה-X של הג'ירוסקופ ב-°/s
2	float32	ציר ה-y של הג'ירוסקופ ב-°/s
3	float32	ציר Z של גירוסקופ ב-°/s
4	float32	מד תאוצה ציר x בגר'
5	float32	מד התאוצה ציר y ב-g
6	float32	מד תאוצה ציר z ב-g
7	float32	מגנומטר ציר x ב- µT
8	float32	ציר y מגנומטר ב-µT
9	float32	מגנומטר ציר z ב-µT
10	float32	ברומטר ב-hPa

טבלה 7: ארגומנטים של הודעת חיישן

7.1.3. סדרי גודל
כתובת OSC: /magnitudes
הודעת הגדלים מכילה מדידות של גודל הגירוסקופ, מד התאוצה והמגנטומטר. טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 8: ארגומנטים של הודעות גודל.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	גודל הג'ירוסקופ ב-°/s
2	float32	גודל תאוצה ב-g
3	float32	גודל מגנומטר ב-µT

טבלה 8: ארגומנטים של הודעות גודל

7.1.4. קווטרניון
כתובת OSC: /quaternion
הודעת הקווטרניון מכילה את פלט הקווטרניון של אלגוריתם ה-AHRS המשולב המתאר את כיוון המכשיר ביחס לכדור הארץ (מוסכמה NWU). טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 9.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	Quaternion w element
2	float32	רכיב קווטרניון x
3	float32	אלמנט Quaternion y
4	float32	אלמנט Quaternion z

טבלה 9: ארגומנטים של הודעת קווטרניון

7.1.5. מטריצת סיבוב
כתובת OSC: /matrix
הודעת מטריצת הסיבוב מכילה את פלט מטריצת הסיבוב של אלגוריתם ה-AHRS המשולב המתאר את כיוון המכשיר ביחס לכדור הארץ (מוסכמה NWU). הארגומנטים של ההודעה מתארים את המטריצה ​​ב סדר שורות ראשי כפי שמסוכם בטבלה 10.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	אלמנט מטריצת סיבוב xx
2	float32	אלמנט xy של מטריצת סיבוב
3	float32	מטריצת סיבוב xz אלמנט
4	float32	אלמנט מטריצת סיבוב yx
5	float32	מטריצת סיבוב yy אלמנט
6	float32	מטריצת סיבוב Yz אלמנט
7	float32	מטריצת סיבוב Zx אלמנט
8	float32	מטריצת סיבוב רכיב zy
9	float32	אלמנט מטריצת סיבוב zz

טבלה 10: ארגומנטים של הודעת מטריצת סיבוב

7.1.6. זוויות אוילר
כתובת OSC: /אולר
הודעת זוויות אוילר מכילה את פלט זווית אוילר של אלגוריתם ה-AHRS המשולב המתאר את כיוון המכשיר ביחס לכדור הארץ (מוסכמה של NWU). טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 11.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	זווית גלגול (x) במעלות
2	float32	זווית גובה (y) במעלות
3	float32	זווית פיתול/כיוון (z) במעלות

7.1.7. תאוצה לינארית
כתובת OSC: /לינארית
הודעת התאוצה הליניארית מכילה את פלט התאוצה הליניארית של אלגוריתם היתוך החיישן המובנה המתאר תאוצה נטולת כבידה במסגרת הקואורדינטות של החיישן. טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 12.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	האצה בציר x החיישן ב-g
2	float32	תאוצה בציר y של החיישן ב-g
3	float32	האצה בציר z החיישן ב-g

טבלה 12: ארגומנטים של הודעת האצה לינארית

7.1.8. תאוצת כדור הארץ
כתובת OSC: /earth
הודעת האצת כדור הארץ מכילה את פלט האצת כדור הארץ של אלגוריתם היתוך החיישן המובנה המתאר תאוצה נטולת כוח משיכה במסגרת הקואורדינטות של כדור הארץ. טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 13.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	תאוצה בציר ה-x של כדור הארץ ב-g
2	float32	תאוצה בציר ה-y של כדור הארץ ב-g
3	float32	תאוצה בציר Z של כדור הארץ ב-g

טבלה 13: ארגומנטים של הודעת האצת כדור הארץ

7.1.9. גובה
כתובת OSC: /גובה
הודעת הגובה מכילה את מדידת הגובה מעל פני הים. ארגומנט ההודעה מסוכם בטבלה 14.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	גובה מעל פני הים במ'

טבלה 14: ארגומנט הודעת גובה

7.1.10. טמפרטורה
כתובת OSC: /טמפרטורה
הודעת הטמפרטורה מכילה את המדידות מכל אחד מחיישני הטמפרטורה המשולבים במכשיר. טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 15.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	טמפרטורת הג'ירוסקופ/האצה ב-°C
2	float32	טמפרטורת ברומטר ב-°C

טבלה 15: ארגומנטים של הודעת טמפרטורה

7.1.11. לחות
כתובת OSC: / humidity
הודעת הלחות מכילה את מדידת הלחות היחסית. ארגומנט ההודעה מסוכם בטבלה 16.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	לחות יחסית באחוזים

טבלה 16: טיעון הודעת לחות

7.1.12. סוללה
כתובת OSC: /battery
הודעת הסוללה מכילה את נפח הסוללהtage ומדידות זרם וכן המצבים של אלגוריתם מד הדלק. טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 17.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	רמת הסוללה באחוזים
2	float32	זמן להתרוקן תוך דקות
3	float32	סוללה כרךtage ב V.
4	float32	זרם סוללה ב-mA
5	חוּט	מצב מטען

טבלה 17: ארגומנטים של הודעת סוללה

7.1.13. כניסות אנלוגיות
כתובת OSC: /analogue
הודעת הכניסות האנלוגיות מכילה מדידות של הכניסות האנלוגיות כרךtages. טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 18.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	ערוץ 1 כרךtage ב V.
2	float32	ערוץ 2 כרךtage ב V.
3	float32	ערוץ 3 כרךtage ב V.
4	float32	ערוץ 4 כרךtage ב V.
5	float32	ערוץ 5 כרךtage ב V.
6	float32	ערוץ 6 כרךtage ב V.
7	float32	ערוץ 7 כרךtage ב V.
8	float32	ערוץ 8 כרךtage ב V.

טבלה 18: ארגומנטים של הודעות קלט אנלוגיות

7.1.14. RSSI
כתובת OSC: /RSSI
הודעת RSSI מכילה את מדידת RSSI (Receive Signal Strength Indicator) עבור החיבור האלחוטי. מדידה זו תקפה רק אם מודול ה-Wi-Fi פועל במצב לקוח. טיעוני ההודעה מסוכמים בטבלה 19.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	float32	מדידת RSSI ב-dBm
2	float32	מדידת RSSI באחוזיםtage שבו 0% עד 100% מייצג את הטווח -100 dBm עד -50 dBm.

טבלה 19: ארגומנט הודעת RSSI

7.1.15 נתונים סידוריים עזר

כתובת OSC: /aux serial

ההודעה הטורית העזרית מכילה את הנתונים שהתקבלו דרך ממשק העזר הטורי. ארגומנט ההודעה עשוי להיות אחד משני סוגים בהתאם להגדרות המכשיר כפי שסוכמו ב טבלה 20.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	כֶּתֶם	הנתונים מתקבלים דרך ממשק העזר הטורי.
1	חוּט	נתונים שהתקבלו דרך ממשק העזר הטורי כאשר כל בתים null מוחלפים בזוג התווים "/0".

טבלה 20: ארגומנט הודעת עזר לנתונים טוריים

7.1.16 כניסת CTS טורית עזר

כתובת OSC: /aux serial/cts

הודעת קלט CTS טורית עזר מכילה את מצב קלט ה-CTS של ממשק העזר הטורי כאשר בקרת זרימת החומרה מושבתת. הודעה זו נשלחת בכל פעם שמצב קלט ה-CTS משתנה. ארגומנט ההודעה מסוכם בטבלה 21.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	בוליאני	מצב קלט CTS. לא נכון = נמוך, נכון = גבוה.

טבלה 21: ארגומנט הודעת קלט CTS טורית עזר

7.1.17. קלט CTS סדרתי
כתובת OSC: /serial/cts
הודעת קלט CTS טורית מכילה את מצב הקלט CTS של הממשק הטורי כאשר בקרת זרימת החומרה מושבתת. הודעה זו נשלחת בכל פעם שמצב קלט ה-CTS משתנה. ארגומנט ההודעה מסוכם בטבלה 22.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	בוליאני	מצב קלט CTS. לא נכון = נמוך, נכון = גבוה.

טבלה 22: ארגומנט הודעת קלט CTS סדרתי

7.2. נתונים למכשיר
הנתונים נשלחים למכשיר כהודעות OSC. המכשיר לא ישלח הודעת OSC בתגובה.
7.2.1. נתונים סדרתיים נלווים
כתובת OSC: /auxerial
ההודעה הטורית העזרית משמשת לשליחת נתונים (בתים אחד או יותר) מהממשק הטורי העזר. ניתן לשלוח הודעה זו רק אם מצב 'OSC passthrough' אינו מופעל. ארגומנט ההודעה מסוכם בטבלה 23.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	OSC-blob / OSC-מחרוזת	נתונים שישודרו מהממשק הטורי העזר

טבלה 23: ארגומנטים של הודעת מידע טורית עזר

7.2.2. פלט RTS טורי עזר
כתובת OSC: /aux serial/rts
הודעת RTS טורית עזר משמשת לשליטה בפלט ה-RTS של ממשק העזר הטורי.
ניתן לשלוח הודעה זו רק אם בקרת זרימת החומרה מושבתת. ארגומנט ההודעה מסוכם בטבלה 24.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	Int32/float32/boolean	מצב פלט RTS. 0 או שקר = נמוך, לא אפס או נכון = גבוה.

טבלה 24: ארגומנטים של הודעת פלט RTS טורית עזר

7.2.3. פלט RTS טורי
כתובת OSC: /serial/rts
הודעת ה-RTS הטורי משמשת לשליטה בפלט ה-RTS של הממשק הטורי. ניתן לשלוח הודעה זו רק אם בקרת זרימת החומרה מושבתת. ארגומנט ההודעה מסוכם בטבלה 25.

טַעֲנָה	סוּג	תֵאוּר
1	Int32/float32/boolean	מצב פלט RTS. 0 או שקר = נמוך, לא אפס או נכון = גבוה.

טבלה 25: ארגומנטים של הודעת פלט RTS טורית

7.3. פקודות
כל הפקודות נשלחות כהודעות OSC. המכשיר יאשר את קבלת הפקודה על ידי שליחת הודעת OSC זהה בחזרה למארח.
7.3.1. הגדר זמן
כתובת OSC: /time
פקודת הגדר זמן מגדירה את התאריך והשעה במכשיר. ארגומנט ההודעה הוא OSCtimetag.
7.3.2. השתקה
כתובת OSC: /mute
פקודת ההשתקה מונעת את שליחת כל הודעות הנתונים המפורטות בסעיף 7.1. הודעות אישור פקודה והודעות תגובה לקריאה/כתיבה של הגדרה עדיין יישלחו. המכשיר יישאר מושתק עד שנשלחת פקודת ביטול השתקה.

7.3.3. בטל השתקה
כתובת OSC: /בטל השתקה
הפקודה בטל השתקה תבטל את מצב ההשתקה המתואר בסעיף 7.3.2.
7.3.4. אִתחוּל
כתובת OSC: /reset
פקודת האיפוס תבצע איפוס תוכנה. זה שווה ערך לכיבוי והדלקה של המכשיר. איפוס התוכנה יתבצע 3 שניות לאחר קבלת הפקודה כדי להבטיח שהמארח יוכל לאשר את הפקודה לפני ביצועה.

7.3.5. שינה
כתובת OSC: /sleep
פקודת השינה תכניס את המכשיר למצב שינה (כיבוי). המכשיר לא יכנס למצב שינה עד 3 שניות לאחר קבלת הפקודה כדי להבטיח שהמארח יוכל לאשר את הפקודה לפני ביצועה.
7.3.6. זֶהוּת
כתובת OSC: /identify
פקודת הזיהוי תגרום לכל הנוריות להבהב במהירות למשך 5 שניות. זה עשוי להיות שימושי כאשר מנסים לזהות מכשיר ספציפי בתוך קבוצה של מכשירים מרובים.
7.3.7. הגש בקשה
כתובת OSC: /apply
פקודת היישום תאלץ את המכשיר להחיל מיד את כל ההגדרות הממתינות שנכתבו אך עדיין לא הוחלו. האישור של פקודה זו נשלח לאחר החלת כל ההגדרות.
7.3.8. להחזיר לברירת מחדל
כתובת OSC: /default
פקודת שחזור ברירת המחדל תאפס את כל הגדרות המכשיר לערכי ברירת המחדל של היצרן.
7.3.9. אתחול AHRS
כתובת OSC: /ahrs/initialise
פקודת האתחול AHRS תאתחל מחדש את אלגוריתם AHRS.
7.3.10. AHRS אפס פיהוק
כתובת OSC: /ahrs/XNUMX
הפקודה AHRS zero yaw תאפס את רכיב ה-yaw של הכיוון הנוכחי של אלגוריתם AHRS. ניתן להנפיק פקודה זו רק אם מתעלמים מהמגנטומטר בהגדרות AHRS.
7.3.11. הד
כתובת OSC: /echo
ניתן לשלוח את פקודת ההד עם כל ארגומנטים והמכשיר יגיב בהודעת OSC זהה.
7.4. הגדרות
הגדרות המכשיר נקראות ונכתבות באמצעות הודעות OSC. לשונית ההגדרות של תוכנת המכשיר
מספק גישה לכל הגדרות המכשיר וכולל תיעוד מפורט עבור כל הגדרה.
7.4.1. קראו
ההגדרות נקראות על ידי שליחת הודעת OSC עם כתובת OSC המתאימה להגדרה וללא ארגומנטים. המכשיר יגיב בהודעת OSC עם אותה כתובת OSC וערך ההגדרה הנוכחי כארגומנט.
7.4.2. כתוב
ההגדרות נכתבות על ידי שליחת הודעת OSC עם כתובת ה-OSC המתאימה וערך ארגומנט. המכשיר יגיב בהודעת OSC עם אותה כתובת OSC וערך ההגדרה החדש כארגומנט.
חלק מהכתיבה של הגדרות לא מיושמות באופן מיידי מכיוון שהדבר עלול לגרום לאובדן תקשורת עם המכשיר אם משתנה הגדרה המשפיעה על ערוץ התקשורת. הגדרות אלו מיושמות 3 שניות לאחר הכתיבה האחרונה של כל הגדרה.

7.5. שגיאות
המכשיר ישלח הודעות שגיאה כהודעת OSC עם כתובת ה-OSC: /error וארגומנט מחרוזת אחת.
א. שילוב מודול GPS עם ה-NGIMU
סעיף זה מתאר כיצד לשלב מודול GPS מהמדף עם ה-NGIMU. ה-NGIMU תואם לכל מודול GPS טורי, ה "Adafruit Ultimate GPS  פריצה - 66 ערוצים עם עדכוני 10 הרץ - גרסה 3" נבחר כאן למטרות הדגמה. ניתן לרכוש מודול זה אדפרויט או כל מפיץ אחר.
א.1. הגדרת חומרה
יש להלחים את תפס סוללת המטבעות CR1220 ואת חוטי מחבר הממשק הטורי עזר ללוח מודול ה-GPS. מספרי החלקים של מחבר הממשק הטורי העזר מפורטים בסעיף 2.6. החיבורים הנדרשים בין יציאת העזר הטורית למודול ה-GPS מתוארים בטבלה 26. איור 5 מציג את מודול ה-GPS המורכב עם מחבר עבור הממשק הטורי העזר.

סיכה טורית עזר	סיכת מודול GPS
טָחוּן	"GND"
RTS	לא מחובר
פלט 3.3V	"3.3V"
RX	"TX"
TX	"RX"
CTS	לא מחובר

טבלה 26: חיבורי ממשק טורי עזר למודול ה-GPS

איור 4: מודול GPS מורכב עם מחבר לממשק טורי עזר

סוללת המטבעות CR1220 נחוצה כדי לשמר את הגדרות מודול ה-GPS וכדי להפעיל את השעון בזמן אמת בזמן שאין חשמל חיצוני. מודול ה-GPS יאבד את החשמל בכל פעם שה-NGIMU יכבה. שעון זמן אמת מקטין משמעותית את הזמן הנדרש להשגת נעילת GPS. ניתן לצפות שהסוללה תחזיק כ-240 ימים.

א.2. הגדרות NGIMU
יש להגדיר את קצב ההעברה הטורי העזר ל-9600. זהו קצב ההעברה המוגדר כברירת מחדל של מודול ה-GPS. מודול ה-GPS שולח נתונים במנות ASCII נפרדות, שכל אחת מהן מסתיימת על ידי תו שורה חדשה. לפיכך יש להגדיר את הגדרת תו המסגור הסדרתי ל-10 כך שכל חבילת ASCII היא בזמן.ampערוך ונשלח/נרשם על ידי ה-NGIMU בנפרד. יש להפעיל את הגדרת העזר הסידורית 'שלח כמחרוזת' כך שהמנות יתפרשו כמחרוזות על ידי תוכנת NGIMU. יש להשאיר את כל ההגדרות האחרות בערכי ברירת המחדל כך שההגדרות יתאימו לאלו המוצגות באיור 5.

איור 5: הגדרות ממשק טורי עזר שהוגדרו עבור מודול GPS

א.3. Viewעיבוד ועיבוד נתוני GPS
לאחר הגדרת הגדרות ה-NGIMU כמתואר בסעיף A.2, נתוני GPS יתקבלו ויועברו לכל ערוצי התקשורת הפעילים כזמן זמןampהודעת מידע טורית עזר כמתואר בסעיף 7.1.15. ניתן להשתמש ב-NGIMU GUI view נתוני GPS נכנסים באמצעות המסוף הטורי העזר (תחת תפריט כלים). איור 6 מציג נתוני GPS נכנסים לאחר הושג תיקון GPS. למודול עשוי להימשך עשרות דקות להשיג תיקון כאשר הוא מופעל בפעם הראשונה.

איור 6: בזמן הקרוב נתוני GPS מוצגים במסוף הטורי העזר

הגדרות מודול ה-GPS המוגדרות כברירת מחדל מספקות נתוני GPS בארבעה סוגי מנות NMEA: GPGGA, GPGSA, GPRMC ו- GPVTG. ה מדריך עזר ל-NMEA מספק תיאור מפורט של הנתונים הכלולים בכל אחת מהמנות הללו.
ניתן להשתמש בתוכנת NGIMU לרישום נתונים בזמן אמת כ-CSV files או להמיר נתונים שנרשמו לכרטיס SD file ל-CSV fileס. נתוני GPS מסופקים ב-auxserial.csv file. ה file מכיל שתי עמודות: העמודה הראשונה היא הזמןamp של חבילת NMEA נתונה שנוצרה על ידי ה-NGIMU כאשר החבילה התקבלה ממודול ה-GPS, והעמודה השנייה היא חבילת ה-NMEA. על המשתמש לטפל בייבוא ​​ובפרשנות של נתונים אלה.

א.4. הגדרת קצב עדכון של 10 הרץ
הגדרות ברירת המחדל של מודול ה-GPS שולחות נתונים בקצב עדכון של 1 הרץ. ניתן להגדיר את המודול לשלוח נתונים עם קצב עדכון של 10 הרץ. זה מושג על ידי שליחת חבילות פקודה כדי להתאים את ההגדרות כמתואר בסעיפים A.4.1 ו-A.4.2. כל חבילת פקודה עשויה להישלח באמצעות המסוף הטורי העזר של NGIMU GUI (תחת תפריט הכלים). מודול ה-GPS יחזור להגדרות ברירת המחדל אם הסוללה תוסר.
מנות הפקודות המתוארות בסעיף זה נוצרות לפי ה חבילת פקודות GlobalTop PMTK תיעוד עם סכומי בדיקה המחושבים באמצעות מקוון מחשבון סכום ביקורת NMEA.

א.4.1. שלב 1 - שנה את קצב ההחזרה ל-115200
שלח את חבילת הפקודה "$PMTK251,115200*1F\r\n" למודול ה-GPS. הנתונים הנכנסים יופיעו אז כנתוני 'זבל' מכיוון שקצב ההחזר הטורי העזר הנוכחי של 9600 אינו תואם את קצב ההעברה החדש של מודול ה-GPS של 115200. לאחר מכן יש להגדיר את קצב ההעברה הטורי העזר ל-115200 בהגדרות NGIMU לפני הנתונים מופיעים שוב כהלכה.

א.4.2. שלב 2 - שנה את קצב הפלט ל-10 הרץ
שלח את חבילת הפקודה "$PMTK220,100*2F\r\n" למודול ה-GPS. מודול ה-GPS ישלח כעת נתונים בקצב עדכון של 10 הרץ.
א.4.3. שמירת הגדרות מודול GPS
מודול ה-GPS ישמור את ההגדרות באופן אוטומטי. עם זאת, מודול ה-GPS יחזור להגדרות ברירת המחדל אם הסוללה תוסר.

www.x-io.co.uk
© 2022

מסמכים / משאבים

X-IO TECHNOLOGY NGIMU IMU בעל ביצועים גבוהים [pdfמדריך למשתמש NGIMU, IMU כולל ביצועים גבוהים, NGIMU ביצועים גבוהים IMU מוצעים מלאים, IMU עם תכונות מלאות, IMU בהשתתפות מלאה, IMU מוצג, IMU

הפניות

• מדריך למשתמש