El cảm biến BNO085 Đây là một công nghệ đã trở nên rất phổ biến trong các ứng dụng liên quan đến thực tế tăng cường (AR), thực tế ảo (VR) và hệ thống robot, cùng các lĩnh vực khác. Thiết bị nhỏ nhưng mạnh mẽ này kết hợp chức năng của gia tốc kế, con quay hồi chuyển và từ kế trên một con chip duy nhất, khiến nó trở thành công cụ không thể thiếu để đo chính xác các chuyển động và hướng trong ba chiều.
Được CEVA và Bosch hợp tác phát triển, BNO085 không chỉ đơn giản là một cải tiến so với BNO080 tiền nhiệm mà còn khắc phục một số lỗi lớn về hiệu suất của phiên bản sau, chẳng hạn như các vấn đề với giao thức SPI. BNO085 cũng tích hợp một loạt cải tiến khiến nó trở nên lý tưởng để sử dụng trong các thiết bị yêu cầu mức tiêu thụ điện năng thấp và độ chính xác cao khi chụp chuyển động, chẳng hạn như thiết bị IoT, bộ điều khiển VR và robot di động.
BNO085 là gì?
BNO085 là Hệ thống đóng gói 9 trục (SiP) được thiết kế để cho phép phát triển nhanh chóng các thiết bị hỗ trợ cảm biến, từ các ứng dụng thực tế tăng cường đến robot và Internet vạn vật (IoT). Nó có gia tốc kế, từ kế và con quay hồi chuyển, kết hợp với bộ xử lý Arm Cortex M0+ công suất thấp chạy chương trình cơ sở SH-2, quản lý dữ liệu cảm biến và hợp nhất nó để tạo ra thông tin có thể sử dụng được.
BNO085 được thiết kế để mang lại độ chính xác cực cao khi theo dõi chuyển động ở 9 bậc tự do (9DOF), khả năng bao gồm phát hiện gia tốc, vận tốc góc và hướng từ trường, cùng các thông số quan trọng khác. Ngoài ra, cảm biến này có khả năng chạy các thư viện nâng cao do CEVA cung cấp, thích ứng với các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như bộ điều khiển thực tế ảo, trong đó mức tiêu thụ điện năng thấp và độ trễ thấp là rất quan trọng.
Sự khác biệt với BNO080
Một trong những câu hỏi đầu tiên khi đánh giá BNO085 là nó khác với BNO080 như thế nào. Thoạt nhìn, cả hai thiết bị đều có chung các thành phần phần cứng, nhưng điểm khác biệt chính nằm ở phần sụn. BNO085 không chỉ là bản cập nhật của BNO080 mà còn giải quyết các vấn đề quan trọng như 'hết thời gian chờ' trong SPI, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến chức năng của BNO080 khi sử dụng giao thức liên lạc nói trên. Ngoài ra, BNO085 hoàn toàn tương thích ngược với mã và khung được phát triển ban đầu cho BNO080.
Về dữ liệu mà nó cung cấp, cả hai cảm biến đều có khả năng cung cấp các loại thông tin sau:
- Vectơ gia tốc: Ba trục gia tốc bao gồm cả trọng lực và chuyển động thẳng.
- Vectơ vận tốc góc: Ba trục quay để đo vận tốc góc.
- Vectơ từ trường: Ba trục phát hiện từ trường trong micro Tesla (uT).
- Vectơ định hướng: Bốn điểm quaternion cho phép thu được dữ liệu chính xác để thao tác xoay thích hợp.
Tính năng nâng cao của BNO085
Một trong những ưu điểm lớn nhất của BNO085 nằm ở khả năng thực hiện phản ứng tổng hợp cảm biến trực tiếp trên thiết bị. Điều này có nghĩa là thay vì chỉ cung cấp các giá trị thô của gia tốc, vận tốc góc hoặc từ trường, cảm biến kết hợp thông tin này và cung cấp nhiều dữ liệu hữu ích hơn, chẳng hạn như trọng lực và vectơ định hướng.
Ngoài các cảm biến cơ bản, BNO085 còn cung cấp các báo cáo bổ sung được tối ưu hóa cho các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như thực tế ảo hoặc thực tế tăng cường. Chúng bao gồm:
- Các vectơ xoay được tối ưu hóa: Được thiết kế dành riêng cho các ứng dụng AR và VR, trong đó độ trễ thấp và mức tiêu thụ điện năng thấp là rất quan trọng.
- Báo cáo cảm biến đã hiệu chuẩn và thô: BNO085 có thể cung cấp đồng thời dữ liệu đã hiệu chuẩn và chưa hiệu chuẩn từ cảm biến gia tốc kế, con quay hồi chuyển và từ kế.
- Phát hiện và phân loại độ ổn định: Biết nhận biết một vật đang đứng yên hoặc chuyển động không ngừng.
- Máy dò tác động và hoạt động: Nó bao gồm việc phát hiện các bước, rung lắc, chuyển động đáng kể và phân loại chung các hoạt động.
Những báo cáo bổ sung này làm cho BNO085 trở thành lựa chọn lý tưởng cho các nhà thiết kế sản phẩm đang tìm kiếm dữ liệu chính xác, tích hợp dễ dàng cho các thiết bị đeo, robot và bộ điều khiển thực tế ảo.
Các ứng dụng chính
BNO085 rất linh hoạt và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Một số điểm nổi bật bao gồm:
- Thực tế ảo và tăng cường (AR/VR): Nhờ khả năng tổng hợp cảm biến và độ trễ thấp, BNO085 là sự lựa chọn tuyệt vời cho các thiết bị AR và VR yêu cầu theo dõi chuyển động và định hướng chính xác.
- Robot di động: Sự kết hợp giữa gia tốc kế và con quay hồi chuyển khiến nó trở nên lý tưởng cho các robot cần đo chuyển động trong thời gian thực, cho dù là máy hút bụi tự động hay máy bay không người lái.
- Internet vạn vật (IoT): Kích thước nhỏ gọn và mức tiêu thụ điện năng thấp khiến nó trở thành giải pháp ưu tiên cho các thiết bị IoT yêu cầu thông tin định vị.
Các ứng dụng tiềm năng khác bao gồm theo dõi thể thao, thiết bị chăm sóc sức khỏe và thể chất cũng như bộ điều khiển chơi game. Nói chung, bất kỳ thiết bị nào cần đo chính xác chuyển động theo ba chiều đều có thể được hưởng lợi từ việc sử dụng cảm biến này.
Chi tiết kỹ thuật và phần cứng
Cảm biến BNO085 có kích thước rất nhỏ gọn, với kích thước khoảng 5,2 mm x 3,8 mm, giúp cảm biến này phù hợp cho các ứng dụng mà không gian là yếu tố quan trọng cần cân nhắc. Bên trong gói nhỏ này có tất cả các cảm biến cần thiết để thực hiện các phép đo của bạn, cùng với một bộ xử lý nhỏ xử lý việc tổng hợp dữ liệu.
Một số nền tảng, chẳng hạn như Adafruit, đã phát triển các phiên bản khác nhau của cảm biến này để giúp nó dễ tiếp cận hơn và dễ sử dụng hơn trong các dự án DIY hoặc giáo dục. Các phiên bản này bao gồm các điều chỉnh trên bảng đột phá cho phép kết nối trực tiếp với các bộ vi điều khiển như Arduino hoặc Raspberry Pi, thậm chí còn cung cấp bộ điều chỉnh điện áp và đầu nối I2C để tích hợp trực tiếp hơn.
Chế độ hoạt động
BNO085 có thể được cấu hình để hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu của dự án. Trong số các chế độ đơn giản và hữu ích nhất là chế độ UART-RVC. Chế độ này được thiết kế đặc biệt để thu được các phép đo hướng đi và gia tốc đã được hiệu chỉnh, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng như robot hút bụi. Đây sẽ là một cách đơn giản nhưng hiệu quả cho phép chúng tôi có được dữ liệu hữu ích với mức độ phức tạp thấp trong quá trình tích hợp.
Chế độ này, cùng với các cài đặt nâng cao khác, khiến chế độ này trở thành một lựa chọn khó đánh bại khi cung cấp cảm biến tất cả trong một để xử lý phản ứng tổng hợp dữ liệu mà không cần bộ xử lý bên ngoài hoặc phần mềm phức tạp.
Ngoài ra, đối với những người muốn sử dụng các chế độ nâng cao hơn, các thư viện đã được phát triển cho cả CircuitPython và Arduino, giúp dễ dàng tích hợp cảm biến này vào các dự án điện tử bất kể mức độ kinh nghiệm của người dùng.
Cuối cùng, BNO085 là một cảm biến mạnh mẽ và linh hoạt cho phép các nhà phát triển làm việc với dữ liệu chuyển động và định hướng một cách chính xác và không có biến chứng. Nhờ các tính năng tổng hợp cảm biến tiên tiến và khả năng hoạt động với mức tiêu thụ điện năng thấp, thiết bị này lý tưởng cho nhiều ứng dụng khác nhau, từ thiết bị đeo được đến robot và thậm chí cả hệ thống thực tế ảo và tăng cường.