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High-Performance-MEMS-Sensoren lassen Drohnen fliegen

8. Dezember 2016, 13:25 Uhr | Von Julia Mössner, Product Sales Manager, Rutronik, und Dr. Rolf Kaack, Senior Manager Solutions, Bosch Sensortec

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Fokus auf Sensoren

Mit diesen Features hat der Sensor auch Lukas B. begeistert. Der 21-jährige Informatik-Student beschäftigt sich bereits seit sechs Jahren mit der Entwicklung von Drohnen und hat im heimischen Werkzeugkeller schon einige Modelle gebaut. Für seine neueste Drohne, die er kürzlich fertig gestellt hat, nutzte er den BMF055 von Bosch Sensortec, denn dieser »macht es so einfach wie nie zuvor, seine eigene Drohne zu entwickeln«, so Lukas. Vorher musste er immer mehrere Sensoren auswählen und viel Zeit und Geld in die Hardware investieren. Dieses Mal hat der BMF055 alle Aufgaben übernommen, und Lukas konnte sich auf die Programmierung konzentrieren. Das Ergebnis: Seine neueste Drohne lässt sich leichter über den Gyro-Modus steuern, weil das Gyroskop präzise und über die Zeit hochstabile Signale liefert. Lukas kann sich damit beim Fliegen der Drohne auf Kunststücke wie zum Beispiel das Umdrehen in der Luft konzentrieren.

Kleine und präzise inertiale Messeinheit

Ebenfalls auf den Einsatz in Drohnen abgestimmt ist der 6-Achsen Trägheitssensor BMI055 von Bosch Sensortec. Mit seinem ultrakompakten Gehäuse von nur 3 x 4,5 mm ist er der kleinste in der Klasse der rauscharmen IMUs. Darin befinden sich ein digitaler, triaxialer 12-Bit-Beschleunigungssensor und ein digitales, triaxiales 16-Bit-Gyroskop mit einem Messbereich von 2000°/s. Das Gyroskop basiert auf der Closed-loop-Technologie, so dass der BMI055 ebenso unempfindlich ist gegenüber Vibrationen wie der BMF055. Er ermöglicht Messungen von Winkelgeschwindigkeiten und Beschleunigungen mit einer sehr geringen Temperaturdrift, d.h. mit einem Bias TCO von nur 0,015 dps/K und niedriger Bias-Instabilität von 1,6°/h. Die hohe Temperatur- und Offsetstabilität ist besonders für Robotik-, Drohnen-, Virtual- und Augmented-Reality-Applikationen vorteilhaft, bei denen das Gyroskop-Signal integriert wird und es auf einen möglichst kleinen Integrationsfehler bei der dynamischen Lage- und Orientierungsbestimmung ankommt.

Rauscharme Messungen liefert auch der BMI160. Die 16-Bit-IMU ist mit ihrem kompakten 2,5 x 3 x 0,8 mm großen LGA-Gehäuse mit 14 Pins ideal geeignet für mobile Applikationen wie für Drohnen. Dazu trägt auch der geringe Energieverbrauch bei: Im Vollbetrieb mit aktivem Beschleunigungssensor und Gyroskop benötigt der BMI160 typischerweise nur 950 μA. Durch das synchrone Auslesen der Daten des Beschleunigungssensors und des Gyroskops wird eine höhere Genauigkeit der dynamischen Lagemessung ermöglicht. Diese inertialen Messeinheiten lassen sich durch weitere Sensortypen ergänzen, um Drohnen zusätzliche Fähigkeiten zu verleihen, zum Beispiel durch den barometrischen Drucksensor BMP280. Er ermöglicht die exakte Kontrolle über die Flughöhe. Der Sensor basiert auf der bewährten Piezo-resistiven Drucksensortechnologie von Bosch, die für hohe Genauigkeit, Linearität und Langzeitstabilität steht.

Der Sensor-Distributor

Rutronik legt seit Jahren einen starken Fokus auf Sensoren. Aktuelle Marktstudien bescheinigen Rutronik einen Marktanteil in Europa von über 20% für die Sensoren im Bereich der elektronischen Bauelemente. Rutroniks Sensorportfolio umfasst alle Sensortypen und -technologien von MEMS-Sensoren über optische und magnetische Sensoren bis hin zu Feuchtigkeits-, Temperatur-, Druck-, Luftmengen- und Gassensoren sowie Stromsensoren von Bosch Sensortec, Diodes, Infineon, Melexis, Micronas, Sensirion und STMicroelectronics. Beratung und Support erhalten die Rutronik-Kunden außerdem durch ein dediziertes Sensor-Team.