EO_504

ELETTRONICA OGGI 504 - SETTEMBRE 2022 60 COMPONENTS MEMS sono già impiegati nei sistemi GNSS (Global Navigation Satellite Systems), come i sistemi di navigazione delle autovetture basati su GPS, utilizzati per visualizzare in maniera precisa la posizione di un veicolo. In campo ferroviario, vengono impiegati per localizzare in modo preciso la posizione dei treni sui binari. In quelle situazioni dove la ricezione è intermittente, come accade nelle gallerie, oppure quando il veicolo si trova in una strada fiancheggiata da edifici molto alti, è possibile stimare la sua posizione aumentando le informazioni disponibili per il sistema GNSS con tecniche di “dead rocking” (navigazione stimata). Ma nei casi in cui il sistema GNSS non riceve alcuna informazione, come accade ad esempio in una miniera, le apparecchiature di perforazione e le altre macchine da scavo possono basarsi solamente sulle informazioni provenienti dai sensori inerziali. In ambienti di questo tipo i sensori inerziali, oltre a essere caratterizzati da elevata precisione, devono poter resistere a vibrazioni, sollecitazioni, polvere e variazioni di temperatura per garantire un corretto funzionamento e un’elevata affidabilità. Ambienti di volo gravosi In qualità di azienda pioniere e attualmente leader nel settore dei sensori inerziali, da parecchi anni TDK sviluppa e produce dispositivi caratterizzati da elevata precisione che vengono utilizzati in veicoli autonomi, per la navigazione ferroviaria e nel settore dell’avionica. Più precisamente, vengono impiegati nelle IMU e nei sistemi INS (Inertial Navigation System) per il controllo del volo di veicoli con o senza equipaggio, che richiedono elevate caratteristiche di affidabilità e precisione, le quali non devono essere influenzate da variazioni ambientali e dal trascorrere del tempo. Nelle applicazioni di volo, una IMU misura e riporta accelerazione, orientazione, velocità angolare e altre forze gravitazionali del veicolo basate sumisure inerziali ottenute tramite accelerometri e giroscopi. Un sistema INS, invece, è un dispositivo di navigazione che utilizza un computer, accelerometri e giroscopi per effettuare una stima continua di posizione, orientazione e velocità (direzione e velocità di movimento) di un oggetto in movimento senza ricorrere a riferimenti esterni. Rispetto ai sensori inerziali impiegati nei dispositivi elettronici consumer, essi sono contraddistinti da livelli di precisione e ripetibilità migliori, oltre a essere molto meno influenzati (in misura fino a 100 volte) dalle vibrazioni. Tali caratteristiche rendono questi sensori particolarmente adatti per l’uso in applicazioni quali treni, aerei, navigazione marittima, apparecchiature per l’edilizia e altri tipi di impiego dove sono richieste elevata precisione e stabilità sul lungo periodo in ambienti particolarmente gravosi. Un esempio è rappresentato dai recenti sensori di accelerazione MEMS della linea AXO di TDK. L’architettura di questi sensori basata sul riequilibrio delle forze permette di ottenere livelli di accuratezza equivalenti a quelli dei tradizionali sensori analogici basati sui quarzi, rispetto ai quali sono offerti in un package più piccolo, leggero ed economico e prevedono un’uscita digitale. Tra le caratteristiche di rilievo da segnalare la ripetibilità della polarizzazione composita molto accurata, pari a 1 mg, anche in condizioni ambientali di volo gravose. I giroscopi MEMS ad alte prestazioni di TDK come quelli della linea GYPRO si distinguono per l’eccellente stabilità della polarizzazione anche in ambienti severi, oltre al bassissimo rumore e alla ridotta latenza. Alternativa a basso costo dei tradizionali giroscopi meccanici e in fibra ottica, questi dispositivi di TDK prevedono un’uscita digitale e sono caratterizzati da dimensioni e peso inferiori. Elevata precisione per le innovazioni emergenti I sensori inerziali adaltaprecisione edelevata affidabilità destinati all’uso in condizioni ambientali gravose già ora permettono agli OEM di realizzare IMU e sistemi INS per applicazioni critiche sotto il profilo della sicurezza (safety critical). Sensori di questo tipo rivestiranno un ruolo sempre più importante nello sviluppo di prodotti innovativi quali droni cargo e aerotaxi, dove sono richiesti elevati livelli di precisione e affidabilità. Ulteriori informazioni sono disponibili all’indirizzo: ht tps://produc t .tdk.com/en/produc t s/sensor/ mortion-inertial/index.html In un drone, l’accelerometro misura l’accelerazione lineare dovuta al movimento del drone e alla gravità, mentre il giroscopio rileva le variazioni angolari nel tempo