Fábrica de bússolas eletrônicas

Pontos-chave ProdutoBússola eletrônica (C9000-B e outras variantes)Características:• Utiliza sensores magneto-resistivos tridimensionais para medição do campo geomagnético• Incorpora um acelerômetro para estabilidade estática e compensação de inclinação.• Utiliza o algoritmo de filtragem de Kalman para redução de ruído e estimativa de estado ideal.• Fornece sinal de saída digital para integração direta com sistemas de controle.Vantagens:• Alta precisão e estabilidade, adequadas para ambientes dinâmicos• Baixo consumo de energia, tamanho compacto e leveza• Antivibração e estabilização, ideal para aviação, robótica, veículos autônomos e sistemas de navegação.• Capaz de compensar interferências magnéticas duras e suaves• Pode ser integrado em circuitos de controle para aplicações como navegação autônoma ou manutenção de equipamentos.Bússolas eletrônicas, também chamadas de bússolas digitais, são um método que utiliza o campo magnético da Terra para determinar o Polo Norte e têm sido amplamente utilizadas como instrumentos de navegação ou sensores de orientação. Na antiguidade, eram chamadas simplesmente de bússolas, e o sensor de magnetoresistência, produzido pela moderna tecnologia de processamento avançada, contribuiu significativamente para a digitalização da bússola. Atualmente, as bússolas eletrônicas são geralmente fabricadas a partir de chips, como sensores de magnetoresistência ou fluxgates. Elas podem ser utilizadas em medições horizontais e verticais de furos, exploração subaquática, navegação aérea, pesquisa científica, educação e treinamento, posicionamento em edifícios, manutenção de equipamentos, sistemas de navegação e outras áreas. Em comparação com as bússolas tradicionais de ponteiro e estrutura de balanço, a bússola digital apresenta baixo consumo de energia, tamanho reduzido, leveza, alta precisão e miniaturização. Seu sinal de saída pode ser exibido digitalmente por meio de processamento. Ela pode ser usada não apenas para apontar, mas também para enviar o sinal digital diretamente ao leme automático, controlando a operação da embarcação. Atualmente, a bússola magnética digital de três eixos com resistência magnética strapdown é amplamente utilizada. Esse tipo de bússola possui as vantagens de ser resistente a vibrações e oscilações, alta precisão de rumo, compensação eletrônica para interferências e pode ser integrada ao circuito de controle para enlace de dados, sendo, portanto, amplamente utilizada em aviação, aeroespacial, robótica, navegação, navegação autônoma de veículos e outras áreas. 1. A constituição de uma bússola eletrônicaA bússola eletrônica tridimensional C9000-B é composta por um sensor de relutância tridimensional, um sensor de inclinação e um microcontrolador (MCU). O sensor magneto-resistivo 3D é utilizado para medir o campo magnético terrestre, e o sensor de inclinação é utilizado para compensar o estado não horizontal do magnetômetro. O MCU processa os sinais dos magnetômetros e sensores de inclinação, bem como a saída de dados e a compensação de ferro mole e ferro duro. O magnetômetro é baseado em três sensores magneto-resistivos verticais; cada sensor axial detecta a intensidade do campo geomagnético nessa direção.  O sensor na direção frontal, denominado direção x, detecta o valor vetorial do campo geomagnético na direção x, e o sensor na direção direita, ou direção y, detecta o valor vetorial do campo geomagnético na direção y. Os sensores na direção vertical, ou direção z, detectam o valor vetorial do campo magnético da Terra na direção z. A sensibilidade dos sensores em cada direção foi ajustada para o ponto ideal com base no vetor componente do campo geomagnético nessa direção, apresentando uma sensibilidade transversal muito baixa. O sinal de saída analógico gerado pelo sensor é amplificado e enviado ao microcontrolador para processamento. 2. A seguir, são apresentados os componentes de hardware e os princípios de funcionamento.1) Magnetômetro: Como o campo geomagnético é um vetor, em determinado ponto, esse vetor pode ser decomposto em duas componentes paralelas ao nível local e uma componente perpendicular ao nível local. Portanto, se você mantiver o módulo da bússola paralelo ao nível local, os três eixos do magnetômetro corresponderão a essas três componentes. Atualmente, o módulo está paralelo ao plano horizontal devido à compensação angular, e o ângulo de rumo é calculado a partir dos dados compensados. 2) Acelerômetro: A aceleração pode ser calculada a partir dos dados dos três eixos, o que apresenta vantagens em termos de estabilidade estática. 3) O filtro de Kalman é um algoritmo que estima de forma ótima o estado de um sistema utilizando a equação de estado linear do sistema e observando os dados de entrada e saída do sistema. Como os dados de observação incluem os efeitos de ruído e interferência no sistema, a estimativa ótima também pode ser considerada um processo de filtragem. Em radares, por exemplo, o objetivo é rastrear um alvo, mas as medições da posição, velocidade e aceleração do alvo geralmente apresentam ruído constante. O filtro de Kalman utiliza as informações dinâmicas do alvo, tenta remover a influência do ruído e obtém uma boa estimativa da posição do alvo. Essa estimativa pode ser da localização atual do alvo (filtragem), da localização futura (previsão) ou da localização passada (interpolação ou suavização). ResumoAlém da bússola eletrônica de três eixos, a Micro-Magic oferece uma ampla variedade de bússolas eletrônicas, como a bússola eletrônica de dois eixos de baixo custo C9000-B e a bússola eletrônica de dois eixos de alta precisão C9000-D, entre outras. Todas foram rigorosamente testadas e fornecem dados de direção precisos mesmo em ambientes extremamente adversos. Se você precisar de uma bússola digital, entre em contato conosco.C9000-BBússola eletrônica 3D de alta precisão para todas as direções, utilizando algoritmos avançados de calibração para ferro duro e macio com saída digital. C9000-DSensor de direção de alto desempenho para determinação do azimute de torres de antenas. Sensor de ângulo de azimute de baixo custo para medição do ângulo de direção da torre. 

Pontos-chaveProduto: Bússola EletrônicaPrincípio da Calibração:- Ajuste da elipse do campo magnético: Coletar dados do campo magnético em todas as direções enquanto o dispositivo gira, calcular os parâmetros de interferência de ferro duro e de ferro mole e aplicar compensação para ajustar os dados do campo magnético a uma esfera para maior precisão.Métodos de calibração:1. Calibração do plano:- Calibração no plano XY: Gire o dispositivo no plano XY para encontrar o ponto central do círculo da trajetória projetado nesse plano.- Calibração no plano XZ: Gire o dispositivo no plano XZ para obter a trajetória circular do campo magnético da Terra e calcule o vetor de interferência do campo magnético no espaço 3D.2. Calibração estereoscópica em forma de 8:- Gire o dispositivo em várias direções no ar para coletar pontos de amostra que incidam sobre a superfície de uma esfera. Determine o centro do círculo para calcular o valor da interferência e realizar a calibração.Etapas de calibração:1. Preparação do ambiente de teste:- Mantenha-se afastado de fontes de interferência.- Garantir o posicionamento horizontal e a instalação estável.2. Entre no modo de calibração:- Acione a calibração manualmente através de combinações de teclas ou instruções do software.- Calibração automática com alerta quando anomalias no campo magnético são detectadas.3. Realizar a operação de calibração:- Rotação horizontal (calibração 2D): Gire lentamente o dispositivo em torno do eixo vertical, mantendo-o na posição horizontal.- Rotação tridimensional (calibração 3D): Gire o dispositivo em torno dos eixos X, Y e Z, cobrindo pelo menos 360° para cada eixo.4. Verifique os resultados da calibração:- Compare as leituras do dispositivo com uma direção geográfica conhecida.- Utilize ferramentas de software para observar a estabilidade direcional e a precisão.- Repita a calibração se o desvio exceder o erro nominal do dispositivo.Vantagens da bússola eletrônica:- Medição em tempo real de direção e atitude.- Ferramenta de navegação essencial.- Melhora a precisão direcional através da calibração.- Vários métodos de calibração disponíveis.- Pode ser utilizado em diferentes aplicações e ambientes. A bússola eletrônica é uma importante ferramenta de navegação que pode fornecer a direção e a orientação em tempo real de objetos em movimento. A calibração de uma bússola eletrônica é uma etapa crucial para garantir a precisão de sua medição direcional. 1.Princípio de calibração da bússola eletrônicaA bússola eletrônica determina a direção medindo os componentes do campo geomagnético. O processo de calibração é, na verdade, um "ajuste da elipse do campo magnético".um)Coletar dados de campo magnético em todas as direções quando o dispositivo gira.b)Gere parâmetros de compensação calculando a interferência de ferro duro (offset fixo) e a interferência de ferro mole (escalonamento e acoplamento cruzado) por meio de algoritmos.c)Aplique automaticamente a compensação durante as medições subsequentes para ajustar os dados do campo magnético a uma esfera centrada na origem, melhorando a precisão direcional. 2.Método de calibração para bússola eletrônicaOs métodos de calibração para bússolas eletrônicas incluem principalmente dois métodos: calibração planar e calibração tridimensional em forma de 8.(1)Método de calibração planaPara a calibração do eixo XY, o dispositivo equipado com um sensor magnético gira por si só no plano XY, o que equivale a girar o vetor do campo magnético terrestre em torno do ponto de passagem normal O(γx, γy) perpendicular ao plano XY. Isso representa a trajetória do vetor do campo magnético projetado no plano XY durante o processo de rotação. A partir disso, é possível encontrar a posição do centro do círculo como (Xmax + Xmin)/2, (Ymax + Ymin)/2. De forma semelhante, a rotação do dispositivo no plano XZ permite obter a trajetória circular do campo magnético terrestre nesse plano, possibilitando o cálculo do vetor de interferência do campo magnético γ (γx, γy, γz) no espaço tridimensional. Após a calibração, a bússola eletrônica pode ser usada normalmente no plano horizontal. No entanto, devido ao ângulo entre a bússola e o plano horizontal, esse ângulo pode afetar a precisão do ângulo de direção, sendo necessária a compensação da inclinação por meio de sensores de aceleração.(2)Método de calibração estereoscópica em forma de 8Normalmente, quando um dispositivo com sensores gira em várias direções no ar, a estrutura geométrica espacial composta pelos valores medidos é, na verdade, uma esfera, e todos os pontos de amostragem incidem sobre a superfície dessa esfera, como mostrado na figura a seguir.               um)Rotação aérea: Utilize um equipamento calibrado para realizar um movimento em forma de 8 no ar, de modo que a direção normal do equipamento aponte para todos os 8 quadrantes do espaço. Obtendo-se pontos de amostra suficientes, determina-se o centro O(γx,γy,γz), que corresponde à magnitude e direção do vetor de interferência do campo magnético fixo.b)Coleta de pontos de amostragem: Ao girar o dispositivo em várias direções no ar, a estrutura geométrica espacial composta pelos valores de medição forma uma esfera, e todos os pontos de amostragem incidem sobre a superfície dessa esfera. Utilizando esses pontos de amostragem, é possível determinar o centro da esfera para calcular o valor da interferência magnética e realizar a calibração. 3.Etapas de calibração para bússola eletrônica(1)Preparação do ambiente de testeØMantenha-se afastado de fontes de interferência: Certifique-se de que não haja objetos metálicos grandes (como armários de ferro, veículos), motores, alto-falantes ou outros equipamentos eletromagnéticos a menos de 3 metros do ambiente de calibração.ØPosicionamento horizontal: Utilize um nível ou sensor integrado para ajustar o equipamento à posição horizontal, garantindo que a medição seja baseada na componente horizontal do campo geomagnético.ØMétodo fixo: Evite usar relógios ou anéis de metal ao manusear o dispositivo; se for um dispositivo embutido (como um drone), assegure-se de que a instalação esteja estável.(2)Entrar no modo de calibraçãoum)Acionamento manual: Consulte o manual do produto. Os métodos comuns incluem:nCombinação de teclas (como pressionar e segurar as teclas de ligar/desligar e de função por 5 segundos).nInstruções do software (selecione 'Calibrar Bússola' no aplicativo que acompanha o produto).b)Aviso automático: Alguns dispositivos solicitam automaticamente a calibração ao detectar anomalias no campo magnético (como exibir continuamente a mensagem "baixa precisão"). (3)Realizar operação de calibraçãoum)Rotação horizontal (calibração 2D):nGire lentamente o equipamento em torno do eixo vertical (eixo Z) e mantenha-o na horizontal.nGaranta uma velocidade de rotação uniforme (cerca de 10 segundos por volta) e complete pelo menos 2 voltas para cobrir todas as direções.b)Rotação tridimensional (calibração 3D, adequada para equipamentos de alta precisão):nGire em torno dos eixos X (rotação), Y (inclinação) e Z (guinada) em sequência, com cada eixo girando pelo menos 360°.nExemplo de ação: Após a rotação horizontal, vire o dispositivo para a posição vertical e, em seguida, incline-o para frente e para trás.(4)Verifique os resultados da calibraçãoum)Método de comparação de direção: Aponte o dispositivo para uma direção geográfica conhecida (como usar uma bússola para determinar o norte verdadeiro) e verifique se as leituras coincidem.b)Validação do software: Utilize aplicativos de mapas ou ferramentas profissionais (como softwares de análise de campo magnético) para observar a estabilidade direcional e a precisão.c)Repetir a calibração: Se o desvio exceder o erro nominal do equipamento (como ±3°), é necessária uma recalibração e uma inspeção de interferência ambiental. C9-BBússola eletrônica 2D de alta precisão com saída de protocolo CANC9-ABússola eletrônica 3D com compensação de ângulo de inclinação de 40° e saída de protocolo CAN.C9-CBússola eletrônica 2D de alta precisão com saída digital em placa única.