El الاستشعار BNO085 إنها تقنية أصبحت شائعة جدًا في التطبيقات المتعلقة بالواقع المعزز (AR)، والواقع الافتراضي (VR)، والأنظمة الروبوتية، من بين مجالات أخرى. يجمع هذا الجهاز الصغير ولكن القوي بين وظائف مقياس التسارع والجيروسكوب ومقياس المغناطيسية على شريحة واحدة، مما يجعله أداة لا غنى عنها لقياس الحركات والاتجاهات بدقة في ثلاثة أبعاد.
تم تطوير BNO085 بشكل مشترك بواسطة CEVA وBosch، وهو ليس مجرد تحسين عن سابقه BNO080، ولكنه يعمل أيضًا على إصلاح بعض العيوب الرئيسية في أداء الأخير، مثل المشكلات المتعلقة ببروتوكول SPI. يشتمل BNO085 أيضًا على سلسلة من التحسينات التي تجعله مثاليًا للاستخدام في الأجهزة التي تتطلب استهلاكًا منخفضًا للطاقة ودقة عالية في التقاط الحركة، مثل أجهزة إنترنت الأشياء وأجهزة التحكم في الواقع الافتراضي والروبوتات المحمولة.
ما هو BNO085؟
BNO085 عبارة عن نظام مكون من 9 محاور (SiP) مصمم لتمكين التطوير السريع للأجهزة التي تدعم أجهزة الاستشعار، بدءًا من تطبيقات الواقع المعزز إلى الروبوتات وإنترنت الأشياء (IoT). ويتميز بمقياس تسارع ومقياس مغناطيسي وجيروسكوب، بالإضافة إلى معالج Arm Cortex M0+ منخفض الطاقة الذي يقوم بتشغيل البرنامج الثابت SH-2، والذي يدير بيانات المستشعر ويدمجها لإنشاء معلومات قابلة للاستخدام.
تم تصميم BNO085 لتوفير دقة فائقة في تتبع الحركة في 9 درجات من الحرية (9DOF)، وهي القدرة التي تتضمن الكشف عن التسارع والسرعة الزاوية واتجاه المجال المغناطيسي، من بين المعلمات الرئيسية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا المستشعر قادر على تشغيل المكتبات المتقدمة المقدمة من CEVA، والتكيف مع التطبيقات المختلفة، مثل وحدات التحكم في الواقع الافتراضي، حيث يكون استهلاك الطاقة المنخفض وزمن الوصول المنخفض أمرًا مهمًا.
الاختلافات مع BNO080
أحد الأسئلة الأولى عند تقييم BNO085 هو كيف يختلف عن BNO080. للوهلة الأولى، يبدو أن كلا الجهازين يشتركان في نفس مكونات الأجهزة، ولكن الفرق الرئيسي يكمن في البرامج الثابتة. لا يعد BNO085 تحديثًا لـ BNO080 فحسب، بل يعمل أيضًا على حل مشكلات مهمة مثل "المهلة" في SPIمما أثر سلبًا على وظيفة BNO080 عند استخدام بروتوكول الاتصال المذكور. بالإضافة إلى ذلك، فإن BNO085 متوافق تمامًا مع التعليمات البرمجية والأطر التي تم تطويرها في الأصل لـ BNO080.
فيما يتعلق بالبيانات التي يوفرها، فإن كلا المستشعرين قادران على تقديم الأنواع التالية من المعلومات:
- ناقل التسارع: ثلاثة محاور للتسارع تشمل كلا من الجاذبية والحركة الخطية.
- ناقل السرعة الزاوية: ثلاثة محاور للدوران لقياس السرعة الزاوية.
- ناقل المجال المغناطيسي: ثلاثة محاور للكشف عن المجال المغناطيسي في مايكرو تسلا (uT).
- ناقل التوجه: أربع نقاط رباعية تسمح بالحصول على بيانات دقيقة لمعالجة التدوير بشكل صحيح.
BNO085 الميزات المتقدمة
تكمن إحدى أكبر مزايا BNO085 في قدرته على إجراء دمج المستشعر مباشرة على الجهاز. وهذا يعني أنه بدلاً من مجرد تقديم قيم أولية للتسارع أو السرعة الزاوية أو المجالات المغناطيسية، يجمع المستشعر هذه المعلومات ويقدم بيانات أكثر فائدة، مثل الجاذبية ومتجهات الاتجاه.
بالإضافة إلى المستشعرات الأساسية، يوفر BNO085 تقارير إضافية محسنة لتطبيقات مختلفة، مثل الواقع الافتراضي أو الواقع المعزز. وتشمل هذه:
- ناقلات التناوب الأمثل: تم تصميمه خصيصًا لتطبيقات الواقع المعزز والواقع الافتراضي، حيث يعد زمن الوصول المنخفض واستهلاك الطاقة المنخفض أمرًا بالغ الأهمية.
- تقارير أجهزة الاستشعار المعايرة والخام: يمكن لـ BNO085 تقديم بيانات معايرة وغير معايرة في وقت واحد من أجهزة استشعار مقياس التسارع والجيروسكوب ومقياس المغناطيسية.
- كشف الاستقرار وتصنيفه: القدرة على التعرف على متى يكون الجسم في حالة سكون أو في حركة مستمرة.
- أجهزة كشف التأثير والنشاط: ويشمل الكشف عن الخطوات والاهتزازات والحركات الهامة والتصنيف العام للأنشطة.
تجعل هذه التقارير الإضافية BNO085 خيارًا مثاليًا لمصممي المنتجات الذين يبحثون عن بيانات دقيقة وسهلة التكامل للأجهزة القابلة للارتداء والروبوتات وأجهزة التحكم في الواقع الافتراضي.
التطبيقات الرئيسية
BNO085 متعدد الاستخدامات ويمكن استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات. بعض من أبرزها ما يلي:
- الواقع المعزز والافتراضي (AR/VR): بفضل قدرته على دمج المستشعر وزمن الاستجابة المنخفض، يعد BNO085 خيارًا ممتازًا لأجهزة الواقع المعزز والواقع الافتراضي التي تتطلب تتبعًا دقيقًا للحركة والاتجاه.
- الروبوتات المتنقلة: إن الجمع بين مقاييس التسارع والجيروسكوبات يجعله مثاليًا للروبوتات التي تحتاج إلى قياس الحركة في الوقت الفعلي، سواء كانت المكانس الكهربائية المستقلة أو الطائرات بدون طيار.
- إنترنت الأشياء (IoT): إن حجمه الصغير واستهلاكه المنخفض للطاقة يجعله الحل المفضل لأجهزة إنترنت الأشياء التي تتطلب معلومات تحديد الموقع.
وتشمل التطبيقات المحتملة الأخرى التتبع الرياضي، وأجهزة الصحة والعافية، وأجهزة التحكم في الألعاب. وبشكل عام فإن أي جهاز يحتاج إلى قياس دقيق للحركات في ثلاثة أبعاد يمكنه الاستفادة من استخدام هذا المستشعر.
التفاصيل الفنية والأجهزة
يأتي مستشعر BNO085 بحجم صغير جدًا، بأبعاد 5,2 مم × 3,8 مم تقريبًا، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تعتبر المساحة فيها أحد الاعتبارات المهمة. يوجد داخل هذه الحزمة الصغيرة جميع أجهزة الاستشعار اللازمة لإجراء قياساتك، بالإضافة إلى معالج صغير يتعامل مع دمج البيانات.
قامت بعض المنصات، مثل Adafruit، بتطوير إصدارات مختلفة من هذا المستشعر لتسهيل الوصول إليه وأسهل استخدامه في الأعمال اليدوية أو المشاريع التعليمية. تتضمن هذه الإصدارات تعديلات على لوحات فرعية تسمح بالاتصال المباشر بوحدات التحكم الدقيقة مثل Arduino أو Raspberry Pi، حتى أنها توفر منظمات الجهد الكهربي وموصلات I2C لمزيد من التكامل المباشر.
أوضاع التشغيل
يمكن تكوين BNO085 للعمل في أوضاع مختلفة، اعتمادًا على احتياجات المشروع. من بين الأوضاع الأبسط والأكثر فائدة هو وضع UART-RVC. تم تصميم هذا الوضع خصيصًا للحصول على قياسات الاتجاه والتسارع المعايرة، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات مثل المكانس الكهربائية الروبوتية. ستكون هذه طريقة بسيطة ولكنها فعالة تسمح بالحصول على بيانات مفيدة بمستوى منخفض من التعقيد في التكامل.
هذا الوضع، إلى جانب الإعدادات المتقدمة الأخرى، يجعل من الصعب التغلب عليه عندما يتعلق الأمر بتقديم مستشعر شامل يتعامل مع دمج البيانات دون الحاجة إلى معالجات خارجية أو برامج معقدة.
بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في استخدام الأوضاع الأكثر تقدمًا، تم تطوير مكتبات لكل من CircuitPython وArduino، مما يجعل من السهل دمج هذا المستشعر في مشاريع الإلكترونيات بغض النظر عن مستوى خبرة المستخدم.
في النهاية، يعد BNO085 مستشعرًا قويًا ومتعدد الاستخدامات يسمح للمطورين بالعمل مع بيانات الحركة والتوجيه بدقة ودون تعقيدات. بفضل ميزات دمج المستشعرات المتقدمة وقدرته على العمل باستهلاك منخفض للطاقة، يعد هذا الجهاز مثاليًا لمجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من الأجهزة القابلة للارتداء وحتى الروبوتات وحتى أنظمة الواقع المعزز والافتراضي.