MTG200 MEMS giroszkóp

 

 

 

Szervo stabilizáló rendszerek

Optoelektronikus tokok

Műholdas helyzetszabályozás

 

 

Az MTG200 sorozatú MEMS három-tengelyű giroszkóp egy nagy-megbízhatóságú, költséghatékony-három-tengelyes giroszkóp, amely különféle stabilizációs platformok vezérlőérzékelőjeként szolgál. Tömegesen-alkalmazták optoelektronikai podokban és alacsony-–-közepes Föld körüli pályán lévő műholdakban. A rendszerben lévő összes elektronikus alkatrész teljes mértékben hazai forrásból származik. Kompakt méretének, könnyű súlyának, alacsony fogyasztásúnak és egyszerű kezelőfelületének köszönhetően kivételes költséghatékonyságot kínál. A tömeggyártáshoz szükséges mérnöki optimalizálással bevált tervek alapján kiemelkedő értéket biztosít az inerciális mérési területeken.

 

 

Az MTG200 sorozatú MEMS három-tengelyű giroszkóp egy nagy-megbízhatóságú, költséghatékony-három-tengelyes giroszkóp, amely különféle stabilizációs platformok vezérlőérzékelőjeként szolgál. Tömegesen-alkalmazták optoelektronikai podokban és alacsony-–-közepes Föld körüli pályán lévő műholdakban. A rendszerben lévő összes elektronikus alkatrész teljes mértékben hazai forrásból származik. Kompakt méretének, könnyű súlyának, alacsony fogyasztásúnak és egyszerű kezelőfelületének köszönhetően kivételes költséghatékonyságot kínál. A tömeggyártáshoz szükséges mérnöki optimalizálással bevált tervek alapján kiemelkedő értéket biztosít az inerciális mérési területeken.

 

 

Paraméter	Műszaki index
Giroszkóp
Mérési tartomány ( fok/s)	±500
Teljes -hőmérséklet-eltolódás (fok /h, 3σ)	30-nál kisebb vagy egyenlő
Előfeszítés stabilitása (fok/h, 10s simító ablak)	2-nél kisebb vagy egyenlő
Elfogultság instabilitás (fok /h, Allan-variancia, tipikus)	0.1
Előfeszítés megismételhetősége (fok/h)	1-nél kisebb vagy egyenlő
Angular Random Walk (fok /√h)	Kisebb vagy egyenlő, mint 0,1
Skálafaktor nemlinearitás (ppm)	100-nál kisebb vagy egyenlő
Kereszt-csatolási hiba (rad)	0,001 vagy kisebb
Sávszélesség (Hz)	200 Hz-nél nagyobb vagy egyenlő
Elektromos és mechanikus interfészek
Tápfeszültség (V)	5 ~ 12 (hullámosság 100 mV vagy annál kisebb)
Állandó{0}}állapotú energiafogyasztás (W)	1,5-nél kisebb vagy egyenlő
Indítási idő (s)	2-nél kisebb vagy egyenlő
Maximális adatfrissítési sebesség (Hz)	2000
Teljes méret (mm × mm × mm)	44.8×38.6×21.5
Súly (g)	50±5
Működési környezet
Üzemi hőmérséklet ( fok )	-40 ~ 80
Tárolási hőmérséklet ( fok )	-55 ~ 85
Rezgés (g, RMS)	20~2000 Hz, 6,06
Sokk (g, fél{0}}szinuszimpulzus)	500/1 ms

 

 

 

 

Termékismertető

Az MTG200 sorozatú MEMS három-tengelyű giroszkóp egy nagy-megbízhatóságú, költséghatékony-három-tengelyes giroszkóp, amely különféle stabilizációs platformok vezérlőérzékelőjeként szolgál. Tömegesen-alkalmazták optoelektronikai podokban és alacsony-–-közepes Föld körüli pályán lévő műholdakban. A rendszerben lévő összes elektronikus alkatrész teljes mértékben hazai beszerzésű.

 

Termékjellemzők

100%-ban hazai eredetű összetevők

Nagy teljesítmény, kompakt körvonal, könnyű súly, alacsony fogyasztás

Teljes-hőmérséklet kalibrálás és kompenzáció -40 foktól +80 fokig

2 kHz-es nagy-sebességű mintavételezés

Kiváló ellenállás a súlyos mechanikai környezettel szemben

Helyszíni szoftverfrissítés támogatása

 

Alkalmazási mezők

• Szervo stabilizáló rendszerek
• Optoelektronikus tokok
• Műholdas helyzetszabályozás

 

 

1. táblázat Az MTG200 három-tengelyű giroszkóp-egység teljesítményparaméterei

Paraméter	Műszaki index
Giroszkóp
Mérési tartomány ( fok/s)	±500
Teljes -hőmérséklet-eltolódás (fok /h, 3σ)	30-nál kisebb vagy egyenlő
Előfeszítés stabilitása (fok/h, 10s simító ablak)	2-nél kisebb vagy egyenlő
Elfogultság instabilitás (fok /h, Allan-variancia, tipikus)	0.1
Előfeszítés megismételhetősége (fok/h)	1-nél kisebb vagy egyenlő
Angular Random Walk (fok /√h)	Kisebb vagy egyenlő, mint 0,1
Skálafaktor nemlinearitás (ppm)	100-nál kisebb vagy egyenlő
Kereszt-csatolási hiba (rad)	0,001 vagy kisebb
Sávszélesség (Hz)	200 Hz-nél nagyobb vagy egyenlő
Elektromos és mechanikus interfészek
Tápfeszültség (V)	5 ~ 12 (hullámosság 100 mV vagy annál kisebb)
Állandó{0}}állapotú energiafogyasztás (W)	1,5-nél kisebb vagy egyenlő
Indítási idő (s)	2-nél kisebb vagy egyenlő
Maximális adatfrissítési sebesség (Hz)	2000
Teljes méret (mm × mm × mm)	44.8×38.6×21.5
Súly (g)	50±5
Működési környezet
Üzemi hőmérséklet ( fok )	-40 ~ 80
Tárolási hőmérséklet ( fok )	-55 ~ 85
Rezgés (g, RMS)	20~2000 Hz, 6,06
Sokk (g, fél{0}}szinuszimpulzus)	500/1 ms

 

Műszaki előírások

Szerkezeti jellemzők

Az MTG200 három-tengelyű giroszkóp alumíniumötvözet mechanikus házzal rendelkezik, amely könnyű, nagy szerkezeti szilárdságú, valamint kiemelkedő rezgés- és ütésállósággal rendelkezik. Az egység vázlatos méretei az 1. ábrán láthatók, az egység 3 db M4-es csavarral van rögzítve.

1. ábra Vázlati méretek

 

 

Termékjelölés és koordináta polaritás

A beszerelés során a termék hordozókoordináta-rendszerének állandó geometriai kapcsolatot kell fenntartania a befogadó berendezés hordozókoordináta-rendszerével. Az MTG200 MEMS három-tengelyű giroszkóp-összeállítás vivőkoordináta-rendszerének meghatározása a következő.

2. ábra Termék koordinátarendszer

 

Pin-kiosztás

Az MTG200 három-tengelyű giroszkóp-egység külső kimeneti csatlakozója a J30J-15ZK (párcsatlakozó: J30J-15TJL), amely tápellátást és külső kommunikációt biztosít az egység számára. A csatlakozó tűdefinícióit a 2. táblázat tartalmazza.

2. táblázat Az MTG200 három-tengelyű giroszkóp-csatlakozó külső érintkező-kiosztása

Pin sz.	Meghatározás	Megjegyzések
8	POWER_IN	5~12 V tápfeszültség
15	GND	Áramföldelés
10	RS422 R+	Az RS422 pozitív differenciálvonalat fogad
2	RS422 R-	Az RS422 negatív differenciálvonalat vesz
9	RS422 T+	RS422 átviteli pozitív differenciálvonal
1	RS422 T-	RS422 átviteli negatív differenciálvonal
11	PPS_IN	Külső PPS jel bemenet
4	TOV	Általános-célú IO, 3,3 V logikai szint, felfutó él aktív
3, 12, 13	GND	A kommunikációs áramkör és a tápáramkör közös földelése

Miután a tápfeszültség az eszköz működési küszöbértéke alá esik, a táp-kikapcsolás t_OFF tartási ideje az újra-bekapcsolás előtt nem lehet kevesebb 3 másodpercnél. Az elégtelen áram-kikapcsolási idő az eszköz rendellenes indításához,-reteszeléséhez vagy inicializálási hibájához vezet.

 

Külső kommunikációs interfész

3.4.1 XDGYRO-55AA protokoll

Az MTG200 háromtengelyes giroszkóp XDGYRO-55AA protokollja alapértelmezés szerint időszakonként sugározza az IMU-adatokat. Az alapértelmezett kimeneti sebesség 200 Hz, az adatátviteli sebesség 115 200 bps. Minden keret 1 kezdőbitből, 8 adatbitből, 1 stopbitből áll, paritásbit nélkül.

3. táblázat XDGYRO-55AA kommunikációs protokoll az MTG200 MEMS háromtengelyes giroszkóp egységhez

Index	Byte Offset	Byte Count	Tartalom	Skálafaktor	Hatótávolság	Egység	Megjegyzések
1	0	1	0x55	1	-	-	Keret fejléc
2	1	1	0xAA	1	-	-	Keret fejléc
3	2	1	0x14	1	-	-	Rakomány hossza
4	3~6	4	PCnum	1	-	-	Keretszámláló
5	7~10	4	X Angular Rate	0.000001	-	fok /s	-
6	11~14	4	Y Szögarány	0.000001	-	fok /s	-
7	15~18	4	Z Szögarány	0.000001	-	fok /s	-
8	19~22	4	Lefoglalt bájtok	-	-	-	Fenntartott
9	23	1	Ellenőrző összeg	1	[0, 255]	-	A bájtok kumulatív összegének alsó 8 bitje 2 ~ 22 eltolás

 

3.4.2 WXGYRO-EB90 protokoll

Adatkapcsolati réteg

Az átvitel megfelel az UART Idle{0}}vonal módnak, és az SCI-busz keretformátuma az alábbiak szerint van meghatározva. Az alap átviteli egység egy karakter, karakterenként 11 bittel.

3. ábra Adatátviteli formátum

 

Idle{0}}Line átviteli módban minden keret 1 bájtot foglal el, és a rendszer minden keretet adatkeretként kezel. Egy SCI adatkeret 1 bájt (8 bit). A busz logikailag magas marad üresjárati állapotban. Minden SCI-kocka egy logikai -alacsony kezdőbittel kezdődik, amelyet a legkevésbé jelentős bit elsőként (LSB First) továbbított keretadatok követnek. Részletes keretdefiníció:

Kezdő bit: 1 bit

Adatbitek: 8 bit (b0-b7)

Stop bit: 1 bit

Paritási bit: Páratlan paritás

Adatátviteli sebesség: 115200 bps

Több-bájtos átvitel esetén a rendszer alapértelmezés szerint a magas bájtot az alacsony bájt előtt továbbítja.

 

Alkalmazási réteg

Egyegységes telemetriai adatformátum

Az egyegységes telemetriai adatok az egyes összetevők/modulok válaszadatai, miután a fedélzeti számítógéptől telemetriai kéréseket kapott. A részletes formátum az alábbi táblázatban látható.

4. táblázat Egyegységes telemetriai adatformátum

Byte index	Meghatározás	Leírás
B0, B1	Keret fejléc	Rögzített érték: EB90H
B2, B3	Rakomány hossza	1. megjegyzés
B4	Telemetriai adatok osztályozási azonosítója	2. megjegyzés
B5	Telemetriai kérés parancsszámlálója	3. megjegyzés
B6	Érvényes parancsszámláló	4. megjegyzés
B7	Érvénytelen parancsszámláló	5. megjegyzés
B8	Legutóbbi végrehajtott parancskód	6. megjegyzés
B9 ~ B(N-1)	Felhasználói-terhelés	7. megjegyzés
BN	Ellenőrző összeg	8. megjegyzés
Megjegyzés: A giroszkóp csak a telemetriai kérés parancsokat támogatja más vezérlőparancsok nélkül, ezért a B6, B7, B8 bájtokat 0xFF-vel kell kitölteni.

1. megjegyzés: Rakomány hossza. Teljes bájtszám a telemetriai adatok osztályozási azonosítójától (beleértve) az ellenőrző összegig (beleértve).

2. megjegyzés: Telemetriai adatok osztályozási azonosítója. Meg kell egyeznie a telemetriai kérés parancs megfelelő mezőjével.

3. megjegyzés: Telemetriai kérés parancsszámláló. 1 előjel nélküli bájt, 1-gyel növekszik, amikor megkapja a fedélzeti számítógép által küldött megfelelő telemetriai kérés keretet-.

4. megjegyzés: Érvényes parancsszámláló. 1 előjel nélküli bájt, 1-gyel növekszik, ha egy teljes érvényes parancsot kap, amely nem tartalmazza a telemetriai kérések kereteit (ellenőrző összeggel érvényesítve). Távirányító parancs nélküli egységeknél töltse ki 0xFF értékkel.

5. megjegyzés: Érvénytelen parancsszámláló. 1 előjel nélküli bájt, a rendellenes fogadott adatokat számolja, beleértve a rossz keretfejlécet, az ellenőrzőösszeg hibáját, a fel nem ismert parancskódot stb. Távvezérlő parancsok nélküli egységeknél töltse ki a 0xFF-et.

6. megjegyzés: Legutóbb végrehajtott parancskód. 1 előjel nélküli bájt, a legutóbbi vezérlőparancs kódját rögzíti (kivéve a telemetriai kérést és a broadcast üzeneteket). Ez a mező azonnal frissül a parancs ellenőrzése után (nem a parancs végrehajtása után). Ha a parancs ellenőrzése sikertelen, a hibákat az Invalid Command Counter (Érvénytelen parancsszámláló) segítségével kell jelezni a felhasználó-meghatározott rakományban; töltse ki 0xFF-el a távirányító parancs nélküli egységeknél.

7. megjegyzés: Felhasználói-terhelés. B9 ~ B(N-1) bájtok, a felhasználói igények alapján testreszabható.

8. megjegyzés: Ellenőrző összeg. Az összes bájt előjel nélküli kumulatív összege (B0+B1+B2+…+B(N-1)), tartsa meg az alsó 8 bitet ehhez a bájthoz.

A telemetriai válaszadatokat a telemetriai kérés parancsának vétele után 2 ms-on belül ki kell adni; ellenkező esetben a kommunikációt időtúllépésnek kell tekinteni.

Egyegységes távirányító parancsformátum

Telemetriai kérés parancs

A telemetriai kérés parancs egy adatkeret, amelyet a fedélzeti számítógép küld-, hogy telemetriai csomagokat szerezzen be minden egységtől, alapértelmezés szerint másodpercenként egyszer továbbítva. Külön mintavételezési frekvenciák vannak megadva a speciális adatgyűjtési sebességet igénylő telemetriai csomagokhoz. A telemetriai kérés formátuma alább látható.

5. táblázat Telemetriai kérés adatformátuma

B0	B1	B2	B3	B4	B5	B6	B7
EB	90	TMT	00	00	00	00	ÖSSZEG

 

Telemetriai adatok osztályozási azonosítója (TMT): A visszaküldött telemetriai adatok típusát azonosítja. Állítsa 0xFF-re, ha csak egy típusú telemetria létezik. Többféle telemetriatípus esetén: 1=0xFF, 2=0xFE, 3=0xFD stb. A telemetriai válaszkeretekben ennek a mezőnek meg kell egyeznie a telemetria-kérelem-keretek megfelelő mezőjével minden telemetriatípushoz.

SUM: Ellenőrző összeg. B0~B6 előjel nélküli kumulatív összege, tartsa meg az alsó 8 bitet ehhez a bájthoz.

Megjegyzés: A B2 bájt 0xFF-ként van rögzítve.

Egyegységes telemetriai válaszadatok

Telemetriai kérés parancsának vételekor a telemetriai adatokat az alábbi formátumban kell továbbítani; a felhasználó által-definiált hasznos teherszegmens a következőképpen van megadva:

6. táblázat Giroszkóp kimeneti telemetriai adatok

Index	Byte Count	Tartalom	Skálafaktor	Hatótávolság	Egység	Megjegyzések
1	4	PCnum	1	-	-	Keretszámláló az adatfolytonosság ellenőrzéséhez
2	4	X Angular Rate	0.000001	-	fok /s	-
3	4	Y Szögarány	0.000001	-	fok /s	-
4	4	Z Szögarány	0.000001	-	fok /s	-
5	2	X Gyro hőmérséklet	0.008	-	fokozat	-
6	2	Y Gyro hőmérséklet	0.008	-	fokozat	-
7	2	Z Gyro hőmérséklet	0.008	-	fokozat	-
8	2	Lefoglalt bájtok	-	-	-	Fenntartott

 

3.4.3 STIMGYRO-90 protokoll

Az MTG200 háromtengelyes giroszkóp-összeállítás STIMGYRO-90 protokollja alapértelmezés szerint időszakonként sugározza az IMU-adatokat. Az alapértelmezett kimeneti sebesség 200 Hz, az adatátviteli sebesség 460 800 bps. Minden keret 1 kezdőbitből, 8 adatbitből, 1 stopbitből áll, paritásbit nélkül.

7. táblázat: STIMGYRO-90 kommunikációs protokoll az MTG200 MEMS háromtengelyes giroszkóp-összeállításhoz

Index	Mező neve	Byte Count	Hatótávolság	Skálafaktor	Megjegyzések
0	Keret fejléc	1	0x90	-	-
1-3	X-tengely giroszkóp szögsebesség	3	-500 fok /s ~ 500 fok /s	16384	-
4-6	Y-tengely giroszkóp szögsebesség	3	Ugyanaz, mint az X-tengely	16384	-
7-9	Z-A tengely giroszkóp szögsebessége	3	Ugyanaz, mint az X-tengely	16384	-
10	Ön{0}}teszt állapota	1	0x00: Ön-teszt; 0x11: Ön-teszt hiba	-	-
11	CRC ellenőrző összeg	1	CRC-8/ROHC, polinom x⁸+x²+x+1, kezdeti mag=0xFF	-	-

 

3.4.4 XDGYRO-99 protokoll

Az MTG200 háromtengelyes giroszkóp XDGYRO-99 protokollja alapértelmezés szerint időszakonként sugározza az IMU-adatokat. Az alapértelmezett kimeneti sebesség 2 kHz, az adatátviteli sebesség 921600 bps. Minden keret 1 kezdőbitből, 8 adatbitből, 1 stopbitből áll, paritásbit nélkül.

8. táblázat XDGYRO-99 kommunikációs protokoll az MTG200 MEMS háromtengelyes giroszkóp egységhez

Paraméter neve	Érvényes tartomány	Byte Count	Skálafaktor	Megjegyzések
Keret fejléc	0x99	1	-	-
X-tengely szögsebesség	[-512, 512]	3	2⁻¹⁴	Mértékegysége: fok /s, elsőként a magas bájt; Az első bájt MSB-je előjelként szolgál. Számítási algoritmus lásd a) megjegyzést
Y-tengely szögsebesség	[-512, 512]	3	2⁻¹⁴	Ugyanaz, mint az X-tengely
Z-tengely szögsebesség	[-512, 512]	3	2⁻¹⁴	Ugyanaz, mint az X-tengely
Gyro állapotszó	-	1	-	Minden nulla normál működést jelez; részletes definíció alább
X-tengely hőmérséklete	[-128, 128]	2	2⁻⁸	Mértékegysége: fok, elsőként a magas bájt; Az első bájt MSB-je előjelként szolgál. Számítási algoritmus lásd a b) megjegyzést
Y-tengely hőmérséklete	[-128, 128]	2	2⁻⁸	Ugyanaz, mint az X-tengely hőmérséklete
Z-Tengelyhőmérséklet	[-128, 128]	2	2⁻⁸	Ugyanaz, mint az X-tengely hőmérséklete
Frame számláló	[0, 255]	1	1	Folyamatos számláló 0-tól 255-ig
Ellenőrző összeg	-	1	-	CRC ellenőrzés a kijelölt polinommal

 

9. táblázat: Termékállapot-bit meghatározása

Bitpozíció	Meghatározás
7. bit	0=Normál; 1=Globális rendszerhiba
6. bit	0=Normál; 1=Indítás folyamatban
5. bit	0=Normál; 1=Rendellenes külső környezet
4. bit	0=Normál; 1=Mindhárom tengely a működési tartományon kívül van
3. bit	0=Normál; 1=Hiba a három-tengely kimeneti adataiban
2. bit	0=Normál; 1=Z-tengely kívül esik a tartományon vagy hiba
1. bit	0=Normál; 1=Y-tengely kívül esik a tartományon vagy hiba
0. bit	0=Normál; 1=X-tengely kívül esik a tartományon vagy hiba

 

Számítási megjegyzések

Giroszkóp szögsebesség kimeneti értéke[ fok /s]=,

Ahol:= Felső 8 bit az egyes giroszkóptengely szögsebességeinek 3 kimeneti bájtja között;

= Középső 8 bit az egyes giroszkóptengelyek szögsebességének 3 kimeneti bájtja között;

= Csökkentsen 8 bitet az egyes giroszkóptengelyek szögsebességének 3 kimeneti bájtja között.

Giroszkóp hőmérséklet kimeneti értéke[ fok ]=,

Ahol:= Felső 8 bit a giroszkóp tengely hőmérsékletének 2 kimeneti bájtja között;

= Csökkentsen 8 bitet az egyes giroszkóp-tengely hőmérsékletének 2 kimeneti bájtja között.

3.4.5 XDGYRO-A0 protokoll

Az MTG200 három-tengelyű giroszkóp XDGYRO-A0 protokollja időszakonként adatokat sugároz az RS422 aszinkron kommunikációs interfészen keresztül. Adatátviteli sebesség: 460800 bps, 1 kezdőbit, 8 adatbit, 1 stopbit, paritásbit nélkül, adatfrissítési sebesség 1000 Hz.

10. táblázat XDGYRO-A0 kommunikációs protokoll az MTG200 MEMS három-tengelyes giroszkóp egységéhez

Byte index	Mező neve	Adattípus	Érték / léptéktényező
0	Keret fejléc 0	8 bites előjel nélküli egész szám	0xA0
1-3	X-tengely szögsebesség	32 bites előjeles egész szám	0,00006103515625 fok /s
4-6	Y-tengely szögsebesség	32 bites előjeles egész szám	0,00006103515625 fok /s
7-9	Z-tengely szögsebesség	32 bites előjeles egész szám	0,00006103515625 fok /s
10	Állapotszó	8 bites előjel nélküli egész szám	0x00=Normál0x01=X-tengely adathiba0x02=Y-tengely adathiba0x04=Z-tengely adathiba
11	Ellenőrizze az Értéket	8 bites előjel nélküli egész szám	A három-tengely szögsebesség-adatának és állapotszónak XOR eredménye
12	Frame Tail	8 bites előjel nélküli egész szám	0xB0

 

A termék használatára vonatkozó óvintézkedések

• A vezetékezés során szigorúan kövesse a termék elektromos érintkezőinek kiosztását, hogy elkerülje a helytelen csatlakoztatást.
• Ez a termék egy precíziós inerciális mérőeszköz. Kerülje el az ütéseket, ütközéseket és a névleges tűréshatárt meghaladó mechanikai terheléseket a kezelés során.
• A szerelési síkság jelentős hatással van a szögsebesség mérésére. Nagy-lapos rögzítési síkra van szükség a telepítési elcsúszási hibák kiküszöböléséhez.
• Rögzítse a terméket szilárdan és megbízhatóan, hogy elkerülje a laza beszerelés okozta mérési hibákat.
• A telepítés és a működés során gondoskodjon antisztatikus védelemről; antisztatikus csuklópánt ajánlott.
• Szigorúan a jelen kézikönyv előírásainak megfelelően működjön, és ellenőrizze, hogy a környezeti feltételek megfelelnek-e a működési követelményeknek. Hiba esetén ne szerelje szét a házat, és ne módosítsa a belső szerkezeteket. A hibaelhárításhoz azonnal forduljon műszaki támogatási mérnökeinkhez.

Népszerű tags: mtg200 mems giroszkóp, Kína mtg200 mems giroszkóp gyártó, gyár