ข้อดีของระบบการนําทางแบบอินเนอร์เซียลที่ใช้ MEMS

ระบบการนําทางโดยอัตราเฉื่อย (INS) เป็นต้นมาเป็นเวลานานการควบคุมตําแหน่ง, การควบคุมอารมณ์ และการติดตามการเคลื่อนไหวโดย GPSในหมู่เทคโนโลยีหลักที่ขับเคลื่อน INS ใหม่MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)ยืนยันว่าเป็นนวัตกรรมที่เปลี่ยนแปลงมากที่สุด ไม่เหมือนกับจิโรสโกปกลไกหรือจิโรสโกปไฟเบอร์ออปติก (FOG)เซนเซอร์ความอ่อนแอของ MEMS ถูกผลิตด้วยการใช้ไมโครฟาบริเคชั่นแบบครึ่งตัวนําส่งผลงานและข้อดีทางเศรษฐกิจใหม่ให้กับนักออกแบบระบบ

ระบบการนําทางแบบอินเนอร์เซียลที่ใช้ MEMS ตอนนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์แท็กติกทางทหาร เครื่องบินไร้คนขับ เครื่อง ADAS สําหรับรถยนต์ โรบอติกอุตสาหกรรม อิเล็กทรอนิกส์สําหรับเรือ และเครื่องมือการนําทางสําหรับผู้บริโภคในบทความนี้ เราจะแยกออกข้อดีสําคัญของ MEMS INSและอธิบายว่าทําไมมันจึงกลายเป็นตัวเลือกแรกสําหรับโครงการวิศวกรรมที่ทันสมัย

เซ็นเซอร์เฉื่อย MEMS ถูกสร้างขึ้นในระดับชิป ทําให้พวกเขาขนาดเล็กและเบามากนี่คือสิ่งสําคัญสําหรับการใช้งานที่มีข้อจํากัดพื้นที่ที่เข้มงวด เช่น

• เครื่องบินยูเอฟทัคติคเล็ก
• อุปกรณ์นําทางที่ใช้โดยทหาร
• เครื่องมือมือทหาร GPS/INS
• อุปกรณ์วัดอุตสาหกรรมพกพา
• เครื่องบินไร้คนขับ และอุปกรณ์ฉลาด

โมดูล MEMS INS ครบถ้วนสามารถใส่ได้บนแผ่นวงจรพิมพ์เดียว ทําให้สามารถบูรณาการได้อย่างต่อเนื่องกับแพลตฟอร์มเกือบทุกแบบ

เครื่องตรวจจับ MEMS ทํางานในระยะมิลิวัตต์ราคาที่ต่ํากว่า FOG และจิโรสโกปกลไก

• อุปกรณ์พกพาที่ใช้แบตเตอรี่
• เครื่องบินไร้คนขับ (UAV) ระยะยาวและระบบไร้คนขับ
• อุปกรณ์ติดตามทางไกล
• เครื่องเคลื่อนที่พกพาของทหาร

การใช้พลังงานที่ต่ํา ๆ หมายถึงเวลาการปฏิบัติการที่ยาวนานและการแบ่งพลังงานที่น้อยลงบนแพลตฟอร์มเจ้าภาพ

โดยไม่มีส่วนเคลื่อนไหวขนาดใหญ่และโครงสร้างขนาดเล็กในสภาพแข็ง ระบบเฉื่อย MEMS สามารถนําเสนอความทนทานสูงต่อการกระแทก, การสั่นสะเทือน และความเครียดทางกลทําให้มันเหมาะสําหรับ:

• รถทหารที่ดิน (รถถัง รถขนส่งเกราะ)
• เครื่องปืนใหญ่และเครื่องยิงปืน
• เครื่องบินโดรนความเร็วสูงและเครื่องบิน
• เครื่องจักรอุตสาหกรรมและหุ่นยนต์

พวกเขารักษาผลงานที่มั่นคงในสนามรบที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม

ระบบความอ่อนแอ MEMS ต้องการไม่มีเวลาอุ่นและเริ่มผลิตข้อมูลที่มั่นคงภายในพันล้านวินาที

• การเคลื่อนไหวในกรณีฉุกเฉิน
• การตั้งเป้าอาวุธและการตั้งมั่น
• การควบคุมการเคลื่อนไหวในเวลาจริง
• อุปกรณ์แท็กติกการตอบสนองรวดเร็ว

การเริ่มต้นอย่างรวดเร็วรองรับการทํางานในสนาม

เครื่องตรวจจับ MEMS ถูกผลิตโดยใช้กระบวนการครึ่งตัวนํารุ่นใหญ่การผลิตปริมาณสูง ราคาถูกข้อดีนี้ลดอุปสรรคในการเข้าสู่:

• การใช้อุปกรณ์ทหารขนาดใหญ่
• โครงการรถพาณิชย์และหุ่นยนต์
• การใช้งานในอุตสาหกรรมและผู้บริโภค จํานวนมาก

เปรียบเทียบกับระบบ FOG และระบบระดับการนําทาง MEMS INS ลดต้นทุนโครงการโดยรวมอย่างมาก

โมดูลความอ่อนแอของ MEMS สามารถบูรณาการได้อย่างง่ายดายกับเครื่องวัดความเร่ง, เครื่องวัดแม่เหล็ก, GPS และเครื่องวัดอากาศระบบนําทางบูรณาการสูง.

• รองรับอินเตอร์เฟซดิจิตอลมาตรฐาน (UART, CAN, SPI, I2C)
• สอดคล้องกับส่วนใหญ่ของระบบที่ฝัง
• เหมาะสําหรับ GPS/INS fusion, AHRS และ IMU

ความยืดหยุ่นนี้ทําให้การออกแบบระบบง่ายขึ้นและเร่งการพัฒนา

MEMS INS ระดับอุตสาหกรรมและทหารที่ทันสมัยรองรับ:

• ระยะอุณหภูมิการทํางานที่กว้าง
• ความชื้นสูงและความทนทานต่อฝุ่น
• ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมไฟฟ้าแม่เหล็กที่แข็งแกร่ง (มีการป้องกันที่เหมาะสม)
• อายุการใช้งานยาวและอัตราการล้มเหลวต่ํา

คุณสมบัติเหล่านี้ทําให้การทํางานที่น่าเชื่อถือในสภาพสนามที่รุนแรง

• กองทัพและการป้องกัน: ทักษะการนําทาง, เครื่องมือทหาร, UAVs, การนําทางรถยนต์, การมั่นคงอาวุธ
• สายการบินและอวกาศ: เครื่องบินขนาดเล็ก เครื่องบินไร้คนขับ เครื่องควบคุมการบิน เครื่องติดตามแอนเทนน์
• อุตสาหกรรมรถยนต์: ADAS, การขับขี่อิสระ, การควบคุมความมั่นคงอิเล็กทรอนิกส์
• ทหารเรือ: การนําเรือขนาดเล็ก, USV, การวัดอารมณ์
• อุตสาหกรรม: โรบอติก การรักษาความมั่นคงของแพลตฟอร์ม การวัดพื้นที่ การตัดไม้
• ผู้บริโภค: สมาร์ทโฟน เครื่องสวมใส่ เครื่อง AR/VR เครื่องถ่ายภาพ

ระบบการนําทางแบบอินเนอร์เซียลที่ใช้ MEMSการลดขนาด, พลังงานต่ํา, ความแข็งแรง, ความเร็ว, และราคาถูกขณะที่ระบบ FOG ระดับสูงยังคงเป็นหลักในการใช้งานยุทธศาสตร์ความแม่นยําสูง MEMS INS ได้กลายเป็นทางเลือกหลักสําหรับระบบการนําทางทางกลยุทธ์, การค้า, อุตสาหกรรม, และพกพา.

สําหรับวิศวกรและผู้ก่อสร้างโครงการที่ต้องการสมดุลของผลงาน ขนาด พลังงาน และค่าใช้จ่าย การนําทางโดยอัตราเฉื่อย MEMS เป็นทางออกที่ดีที่สุด