El senzor BNO085 To je tehnologija, ki je med drugim postala zelo priljubljena v aplikacijah, povezanih z razširjeno resničnostjo (AR), navidezno resničnostjo (VR) in robotskimi sistemi. Ta majhna, a zmogljiva naprava združuje funkcionalnost merilnika pospeška, žiroskopa in magnetometra na enem čipu, zaradi česar je nepogrešljivo orodje za natančno merjenje gibov in orientacij v treh dimenzijah.
BNO085, ki sta ga skupaj razvila CEVA in Bosch, ni le izboljšava svojega predhodnika BNO080, ampak tudi odpravlja nekatere glavne pomanjkljivosti v delovanju slednjega, kot so težave s protokolom SPI. BNO085 vključuje tudi vrsto izboljšav, zaradi katerih je idealen za uporabo v napravah, ki zahtevajo nizko porabo energije in visoko natančnost pri zajemanju gibanja, kot so naprave IoT, krmilniki VR in mobilni roboti.
Kaj je BNO085?
BNO085 je 9-osni sistem v paketu (SiP), zasnovan tako, da omogoča hiter razvoj naprav s senzorji, od aplikacij za razširjeno resničnost do robotike in interneta stvari (IoT). Vsebuje merilnik pospeška, magnetometer in žiroskop v kombinaciji s procesorjem Arm Cortex M0+ z nizko porabo energije, ki poganja vdelano programsko opremo SH-2, ki upravlja podatke senzorjev in jih združuje v ustvarjanje uporabnih informacij.
BNO085 je zasnovan tako, da ponuja izjemno natančnost pri sledenju gibanja v 9 prostostnih stopinjah (9DOF), kar je zmogljivost, ki med drugimi ključnimi parametri vključuje zaznavanje pospeška, kotne hitrosti in smeri magnetnega polja. Poleg tega je ta senzor sposoben izvajati napredne knjižnice, ki jih zagotavlja CEVA, in se prilagajati različnim aplikacijam, kot so krmilniki navidezne resničnosti, kjer sta pomembni nizka poraba energije in nizka zakasnitev.
Razlike z BNO080
Eno prvih vprašanj pri ocenjevanju BNO085 je, kako se razlikuje od BNO080. Na prvi pogled se zdi, da imata obe napravi enake komponente strojne opreme, a ključna razlika je v vdelani programski opremi. BNO085 ni samo posodobitev BNO080, ampak tudi rešuje pomembne težave, kot je "časovna omejitev" v SPI, kar je negativno vplivalo na funkcionalnost BNO080 pri uporabi omenjenega komunikacijskega protokola. Poleg tega je BNO085 popolnoma nazaj združljiv s kodo in okviri, prvotno razvitimi za BNO080.
Kar zadeva podatke, ki jih zagotavlja, sta oba senzorja sposobna dostaviti naslednje vrste informacij:
- Vektor pospeška: Tri osi pospeška, ki vključujejo gravitacijo in linearno gibanje.
- Vektor kotne hitrosti: Tri osi vrtenja za merjenje kotne hitrosti.
- Vektor magnetnega polja: Tri osi detekcije magnetnega polja v mikro teslah (uT).
- Orientacijski vektor: Štiri kvaternionske točke, ki omogočajo pridobivanje natančnih podatkov za pravilno manipulacijo vrtenja.
BNO085 Napredne funkcije
Ena največjih prednosti BNO085 je v njegovi zmožnosti izvajanja spajanja senzorjev neposredno na napravi. To pomeni, da senzor namesto preprostega zagotavljanja surovih vrednosti pospeška, kotne hitrosti ali magnetnih polj združuje te informacije in zagotavlja bolj uporabne podatke, kot so vektorji gravitacije in orientacije.
Poleg osnovnih senzorjev BNO085 zagotavlja dodatna poročila, optimizirana za različne aplikacije, kot sta navidezna ali razširjena resničnost. Ti vključujejo:
- Optimizirani rotacijski vektorji: Zasnovan posebej za aplikacije AR in VR, kjer sta nizka zakasnitev in nizka poraba energije ključnega pomena.
- Umerjena in neobdelana poročila senzorjev: BNO085 lahko hkrati zagotavlja umerjene in nekalibrirane podatke iz senzorjev merilnika pospeška, žiroskopa in magnetometra.
- Odkrivanje in razvrščanje stabilnosti: Sposoben prepoznati, kdaj predmet miruje ali se nenehno giblje.
- Detektorji udarcev in aktivnosti: Vključuje zaznavanje korakov, tresljajev, pomembnih gibov in splošno klasifikacijo dejavnosti.
Zaradi teh dodatnih poročil je BNO085 idealna izbira za oblikovalce izdelkov, ki iščejo natančne podatke, ki jih je enostavno integrirati za nosljive naprave, robote in krmilnike navidezne resničnosti.
Glavne aplikacije
BNO085 je vsestranski in se lahko uporablja v številnih aplikacijah. Nekateri najbolj opazni so:
- Obogatena in navidezna resničnost (AR/VR): Zahvaljujoč zmožnosti spajanja senzorjev in nizki zakasnitvi je BNO085 odlična izbira za naprave AR in VR, ki zahtevajo natančno sledenje gibanja in orientacije.
- Mobilni roboti: Zaradi kombinacije merilnikov pospeška in žiroskopov je idealen za robote, ki morajo meriti gibanje v realnem času, bodisi avtonomne sesalnike ali brezpilotna letala.
- Internet stvari (IoT): Zaradi svoje kompaktne velikosti in nizke porabe energije je prednostna rešitev za naprave IoT, ki zahtevajo informacije o položaju.
Druge možne aplikacije vključujejo sledenje športu, naprave za zdravje in dobro počutje ter krmilnike za igre. Na splošno lahko uporaba tega senzorja koristi vsaki napravi, ki potrebuje natančno merjenje gibov v treh dimenzijah.
Tehnične podrobnosti in strojna oprema
Senzor BNO085 je na voljo v zelo kompaktni velikosti z merami približno 5,2 mm x 3,8 mm, zaradi česar je primeren za aplikacije, kjer je prostor pomemben dejavnik. V tem majhnem paketu so vsi senzorji, ki so potrebni za vaše meritve, skupaj z majhnim procesorjem, ki skrbi za združevanje podatkov.
Nekatere platforme, kot je Adafruit, so razvile različne različice tega senzorja, da bi bil bolj dostopen in lažji za uporabo v DIY ali izobraževalnih projektih. Te različice vključujejo prilagoditve na prelomnih ploščah, ki omogočajo neposredno povezavo z mikrokontrolerji, kot sta Arduino ali Raspberry Pi, ponujajo celo napetostne regulatorje in priključke I2C za bolj neposredno integracijo.
Načini delovanja
BNO085 je mogoče konfigurirati za delovanje v različnih načinih, odvisno od potreb projekta. Med najpreprostejšimi in najbolj uporabnimi načini je način UART-RVC. Ta način je posebej zasnovan za pridobitev umerjenih meritev smeri in pospeška, zaradi česar je idealen za aplikacije, kot so robotski sesalniki. To bi bil preprost, a učinkovit način, ki omogoča pridobivanje uporabnih podatkov z nizko stopnjo kompleksnosti integracije.
Zaradi tega načina je skupaj z drugimi naprednimi nastavitvami težko premagati izbiro, ko gre za senzor vse-v-enem, ki obravnava združevanje podatkov brez potrebe po zunanjih procesorjih ali zapleteni programski opremi.
Poleg tega so bile za tiste, ki želijo uporabljati naprednejše načine, razvite knjižnice za CircuitPython in Arduino, kar olajša integracijo tega senzorja v elektronske projekte ne glede na raven uporabniške izkušnje.
Navsezadnje je BNO085 močan in vsestranski senzor, ki razvijalcem omogoča natančno in brez zapletov delo s podatki o gibanju in orientaciji. Zahvaljujoč naprednim funkcijam spajanja senzorjev in zmožnosti delovanja z nizko porabo energije je ta naprava idealna za široko paleto aplikacij, od nosljivih naprav do robotike in celo sistemov razširjene in navidezne resničnosti.