El เซนเซอร์ BNO085 เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมอย่างมากในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับความเป็นจริงเสริม (AR) ความเป็นจริงเสมือน (VR) และระบบหุ่นยนต์ รวมถึงด้านอื่นๆ อุปกรณ์ขนาดเล็กแต่ทรงพลังนี้รวมฟังก์ชันของมาตรความเร่ง ไจโรสโคป และแมกนีโตมิเตอร์ไว้ในชิปตัวเดียว ทำให้เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในการวัดการเคลื่อนไหวและทิศทางในสามมิติอย่างแม่นยำ
BNO085 ได้รับการพัฒนาร่วมกันโดย CEVA และ Bosch ไม่ใช่แค่การปรับปรุงเหนือ BNO080 รุ่นก่อนเท่านั้น แต่ยังแก้ไขข้อบกพร่องที่สำคัญบางประการในประสิทธิภาพของรุ่นหลัง เช่น ปัญหาเกี่ยวกับโปรโตคอล SPI BNO085 ยังรวมเอาชุดการปรับปรุงที่ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์ที่ต้องการการใช้พลังงานต่ำและมีความแม่นยำสูงในการจับภาพการเคลื่อนไหว เช่น อุปกรณ์ IoT ตัวควบคุม VR และหุ่นยนต์เคลื่อนที่
BNO085 คืออะไร?
BNO085 เป็นระบบ 9 แกนในแพ็คเกจ (SiP) ที่ออกแบบมาเพื่อให้สามารถพัฒนาอุปกรณ์ที่ใช้เซ็นเซอร์ได้อย่างรวดเร็ว ตั้งแต่แอปพลิเคชันความเป็นจริงเสริมไปจนถึงหุ่นยนต์และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) โดยมีฟีเจอร์มาตรความเร่ง แมกนีโตมิเตอร์ และไจโรสโคป รวมกับโปรเซสเซอร์ Arm Cortex M0+ พลังงานต่ำที่ใช้เฟิร์มแวร์ SH-2 ซึ่งจัดการข้อมูลเซ็นเซอร์และหลอมรวมเพื่อสร้างข้อมูลที่ใช้งานได้
BNO085 ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ความแม่นยำสูงในการติดตามการเคลื่อนไหวในองศาอิสระ 9 องศา (9DOF) ความสามารถที่รวมถึงการตรวจจับความเร่ง ความเร็วเชิงมุม และทิศทางของสนามแม่เหล็ก รวมถึงพารามิเตอร์หลักอื่นๆ นอกจากนี้ เซ็นเซอร์นี้สามารถเรียกใช้ไลบรารีขั้นสูงที่ CEVA จัดหาให้ โดยปรับให้เข้ากับแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น ตัวควบคุมความเป็นจริงเสมือน ซึ่งการใช้พลังงานต่ำและความหน่วงต่ำเป็นสิ่งสำคัญ
ความแตกต่างกับ BNO080
คำถามแรกๆ ในการประเมิน BNO085 คือความแตกต่างจาก BNO080 อย่างไร เมื่อมองแวบแรก อุปกรณ์ทั้งสองดูเหมือนจะแชร์ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์เดียวกัน แต่ความแตกต่างที่สำคัญอยู่ที่เฟิร์มแวร์ BNO085 ไม่เพียงแต่เป็นการอัพเดต BNO080 เท่านั้น แต่ยังช่วยแก้ปัญหาที่สำคัญเช่น 'หมดเวลา' ใน SPIซึ่งส่งผลเสียต่อการทำงานของ BNO080 เมื่อใช้โปรโตคอลการสื่อสารดังกล่าว นอกจากนี้ BNO085 ยังเข้ากันได้แบบย้อนหลังอย่างสมบูรณ์กับโค้ดและเฟรมเวิร์กที่พัฒนาขึ้นมาสำหรับ BNO080
สำหรับข้อมูลที่ให้มานั้น เซ็นเซอร์ทั้งสองตัวสามารถส่งข้อมูลประเภทต่อไปนี้ได้:
- เวกเตอร์ความเร่ง: ความเร่งสามแกนที่มีทั้งแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่เชิงเส้น
- เวกเตอร์ความเร็วเชิงมุม: การหมุนสามแกนเพื่อวัดความเร็วเชิงมุม
- เวกเตอร์สนามแม่เหล็ก: การตรวจจับสนามแม่เหล็กสามแกนในไมโครเทสลา (uT)
- เวกเตอร์การวางแนว: จุดควอเทอร์เนียนสี่จุดที่ช่วยให้ได้รับข้อมูลที่แม่นยำสำหรับการจัดการการหมุนที่เหมาะสม
BNO085 คุณสมบัติขั้นสูง
ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งของ BNO085 คือความสามารถในการรวมเซ็นเซอร์บนอุปกรณ์โดยตรง ซึ่งหมายความว่าแทนที่จะส่งข้อมูลดิบของความเร่ง ความเร็วเชิงมุม หรือสนามแม่เหล็ก เซ็นเซอร์จะรวมข้อมูลนี้และส่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์มากขึ้น เช่น แรงโน้มถ่วงและเวกเตอร์การวางแนว
นอกจากเซ็นเซอร์ฐานแล้ว BNO085 ยังมีรายงานเพิ่มเติมที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน เช่น ความเป็นจริงเสมือนหรือความเป็นจริงเสริม ซึ่งรวมถึง:
- ปรับเวกเตอร์การหมุนให้เหมาะสม: ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชัน AR และ VR ซึ่งความหน่วงต่ำและการใช้พลังงานต่ำเป็นสิ่งสำคัญ
- รายงานเซ็นเซอร์ที่สอบเทียบและดิบ: BNO085 สามารถส่งข้อมูลที่สอบเทียบและไม่ได้สอบเทียบจากเซ็นเซอร์ความเร่ง ไจโรสโคป และแมกนีโตมิเตอร์ได้พร้อมกัน
- การตรวจจับและการจำแนกความเสถียร: สามารถรับรู้เมื่อวัตถุอยู่นิ่งหรือเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง
- เครื่องตรวจจับผลกระทบและกิจกรรม: รวมถึงการตรวจจับก้าว การสั่น การเคลื่อนไหวที่สำคัญ และการจำแนกกิจกรรมทั่วไป
รายงานเพิ่มเติมเหล่านี้ทำให้ BNO085 เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับนักออกแบบผลิตภัณฑ์ที่กำลังมองหาข้อมูลที่ถูกต้องและบูรณาการได้อย่างง่ายดายสำหรับอุปกรณ์สวมใส่ หุ่นยนต์ และตัวควบคุมความเป็นจริงเสมือน
แอปพลิเคชั่นหลัก
BNO085 มีความหลากหลายและสามารถใช้งานได้หลากหลาย สิ่งที่น่าสังเกตมากที่สุด ได้แก่ :
- ความเป็นจริงเสริมและความเป็นจริงเสมือน (AR/VR): ด้วยความสามารถในการรวมเซ็นเซอร์และเวลาแฝงที่ต่ำ BNO085 จึงเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับอุปกรณ์ AR และ VR ที่ต้องการการติดตามการเคลื่อนไหวและการวางแนวที่แม่นยำ
- หุ่นยนต์เคลื่อนที่: การผสมผสานระหว่างมาตรความเร่งและไจโรสโคปทำให้เหมาะสำหรับหุ่นยนต์ที่ต้องการวัดการเคลื่อนไหวแบบเรียลไทม์ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องดูดฝุ่นอัตโนมัติหรือโดรน
- อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT): ขนาดที่กะทัดรัดและการใช้พลังงานต่ำทำให้เป็นโซลูชันที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์ IoT ที่ต้องการข้อมูลตำแหน่ง
แอปพลิเคชันที่มีศักยภาพอื่นๆ ได้แก่ การติดตามกีฬา อุปกรณ์เพื่อสุขภาพ และตัวควบคุมเกม โดยทั่วไป อุปกรณ์ใดๆ ที่ต้องการการวัดการเคลื่อนไหวที่แม่นยำในสามมิติจะได้รับประโยชน์จากการใช้เซ็นเซอร์นี้
รายละเอียดทางเทคนิคและฮาร์ดแวร์
เซ็นเซอร์ BNO085 มีขนาดกะทัดรัดมาก โดยมีขนาดประมาณ 5,2 มม. x 3,8 มม. ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่คำนึงถึงพื้นที่เป็นสำคัญ ภายในแพ็คเกจขนาดเล็กนี้มีเซ็นเซอร์ทั้งหมดที่จำเป็นในการวัดค่าของคุณ พร้อมด้วยโปรเซสเซอร์ขนาดเล็กที่จัดการการรวมข้อมูล
บางแพลตฟอร์ม เช่น Adafruit ได้พัฒนาเซ็นเซอร์นี้ในเวอร์ชันต่างๆ เพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้นและใช้งานง่ายขึ้นใน DIY หรือโครงการด้านการศึกษา เวอร์ชันเหล่านี้ประกอบด้วยการดัดแปลงบนบอร์ดแยกส่วนที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์ เช่น Arduino หรือ Raspberry Pi ได้ แม้จะมีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและตัวเชื่อมต่อ I2C เพื่อการบูรณาการโดยตรงมากขึ้น
โหมดการทำงาน
BNO085 สามารถกำหนดค่าให้ทำงานในโหมดต่างๆ ได้ ขึ้นอยู่กับความต้องการของโครงการ โหมดที่ง่ายและมีประโยชน์มากที่สุดคือโหมด UART-RVC โหมดนี้ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้ได้การวัดทิศทางและความเร่งที่ปรับเทียบแล้ว ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งาน เช่น หุ่นยนต์ดูดฝุ่น นี่จะเป็นวิธีที่ง่ายแต่มีประสิทธิภาพที่ช่วยให้ได้รับข้อมูลที่เป็นประโยชน์โดยมีความซับซ้อนในระดับต่ำในการบูรณาการ
โหมดนี้พร้อมกับการตั้งค่าขั้นสูงอื่นๆ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยากจะเอาชนะเมื่อต้องนำเสนอเซ็นเซอร์แบบครบวงจรที่จัดการการรวมข้อมูลโดยไม่จำเป็นต้องใช้โปรเซสเซอร์ภายนอกหรือซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน
นอกจากนี้ สำหรับผู้ที่ต้องการใช้โหมดขั้นสูง ไลบรารีได้รับการพัฒนาสำหรับทั้ง CircuitPython และ Arduino ทำให้ง่ายต่อการรวมเซ็นเซอร์นี้เข้ากับโครงการอิเล็กทรอนิกส์โดยไม่คำนึงถึงระดับประสบการณ์ของผู้ใช้
ท้ายที่สุดแล้ว BNO085 นั้นเป็นเซ็นเซอร์ที่ทรงพลังและอเนกประสงค์ซึ่งช่วยให้นักพัฒนาทำงานกับข้อมูลการเคลื่อนไหวและการวางแนวได้อย่างแม่นยำและไม่มีความยุ่งยาก ด้วยคุณสมบัติการรวมเซ็นเซอร์ขั้นสูงและความสามารถในการทำงานโดยใช้พลังงานต่ำ อุปกรณ์นี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่อุปกรณ์สวมใส่ได้ไปจนถึงหุ่นยนต์ หรือแม้แต่ระบบเสริมและความเป็นจริงเสมือน