Akurasi tinggi inklinometer 2 sumbu menyematkan inti pembelajaran mesin

Inclinometer digital 2 sumbu baru dengan akurasi tinggi dan berdaya rendah dari STMicroelectronics menyertakan inti pembelajaran mesin yang dapat diprogram tertanam untuk mengintegrasikan algoritme AI dalam sensor itu sendiri dan mengurangi konsumsi daya serta mengurangi transfer data ke cloud.

Sementara banyak inklinometer dengan akurasi tinggi adalah perangkat sumbu tunggal, akselerometer IIS2ICLX 2 sumbu yang baru dapat merasakan kemiringan sehubungan dengan bidang horizontal di sepanjang dua sumbu (pitch and roll) atau, dengan menggabungkan kedua sumbu, dapat mengukur kemiringan dengan tinggi dan akurasi dan resolusi yang dapat diulang sehubungan dengan satu arah bidang horizontal pada rentang ±180 °. Output digital menyederhanakan desain sistem dan mengurangi biaya bill-of-materials (BOM) dengan menghemat konversi atau penyaringan digital-ke-analog eksternal.

Menggunakan teknologi akselerometer MEMS, inklinometer IIS2ICLX memiliki skala penuh yang dapat dipilih ±0,5/±1/±2/±3g dan memberikan output melalui I ² Antarmuka digital C atau SPI. Kompensasi tertanam menjaga stabilitas suhu hingga 0,075mg/°C, memastikan akurasi dan pengulangan yang tinggi bahkan ketika suhu sekitar mengalami fluktuasi ekstrem. Kepadatan kebisingan yang sangat rendah sebesar 15μg/√Hz memungkinkan penginderaan kemiringan resolusi tinggi serta penginderaan getaran frekuensi rendah tingkat rendah, seperti yang diperlukan dalam pemantauan kesehatan struktural.

Elemen penginderaan diproduksi menggunakan proses micromachining khusus yang dikembangkan oleh STMicroelectronics untuk menghasilkan sensor inersia dan aktuator pada wafer silikon. Antarmuka IC dibuat menggunakan proses CMOS yang memungkinkan integrasi tingkat tinggi untuk merancang sirkuit khusus yang dipangkas agar lebih sesuai dengan karakteristik elemen penginderaan.

Kombinasi stabilitas tinggi dan pengulangan, akurasi tinggi dan resolusi tinggi membuat inclinometer sangat cocok untuk aplikasi industri seperti penunjuk dan pemantauan antena, leveling platform, forklift dan mesin konstruksi, instrumen leveling, instalasi dan pemantauan peralatan, dan instalasi dan pelacakan matahari untuk panel surya, serta aplikasi Industri 4.0 seperti robot dan kendaraan berpemandu otonom (AGV).

Dalam pemantauan kesehatan struktural, mengukur kemiringan dan getaran secara akurat dapat membantu menilai integritas struktur seperti menara tinggi dan infrastruktur seperti jembatan atau terowongan. Sensor kemiringan MEMS bertenaga baterai yang terjangkau dan berisi IIS2ICLX memungkinkan lebih banyak struktur yang dipantau untuk keselamatan daripada yang layak secara ekonomi menggunakan teknologi sebelumnya yang lebih mahal.

Menghubungkan sensor eksternal dan inti pembelajaran mesin yang disematkan
IIS2ICLX dapat dikonfigurasi untuk menghasilkan sinyal interupsi yang diaktifkan oleh pola gerakan yang ditentukan pengguna. Sensor eksternal seperti akselerometer, giroskop, dan sensor tekanan dapat dihubungkan dengannya menggunakan fitur hub sensor. Data ini dapat digunakan sebagai masukan hingga 16 program dalam mesin keadaan terbatas tertanam, 16 di antaranya independen dengan masing-masing memiliki area memori khusus dan dieksekusi secara independen. Interupsi dihasilkan ketika status akhir tercapai atau ketika beberapa perintah tertentu dijalankan.

Inclinometer juga menyematkan inti khusus untuk pemrosesan pembelajaran mesin yang memberikan fleksibilitas sistem, memungkinkan beberapa algoritme berjalan di prosesor aplikasi untuk dipindahkan ke sensor MEMS, memungkinkan pengurangan konsumsi daya. Logika inti pembelajaran mesin memberikan kemampuan untuk mengidentifikasi apakah pola data (misalnya gerakan, tekanan, suhu, data magnetik) cocok dengan kumpulan kelas yang ditentukan pengguna. Contoh umum aplikasi dapat berupa pengenalan getaran anomali, gerakan kompleks atau identifikasi kondisi dan deteksi aktivitas. Inti pembelajaran mesin IIS2ICLX bekerja pada pola data yang berasal dari akselerometer, tetapi juga memungkinkan untuk menghubungkan dan memproses data sensor eksternal (dari giroskop atau inklinometer/akselerometer eksternal tambahan, sensor suhu atau tekanan) dengan menggunakan fitur hub sensor. Hasil pemrosesan pembelajaran mesin tersedia dalam register keluaran khusus yang dapat dibaca dari prosesor aplikasi kapan saja.

Untuk mengembangkan aplikasi menggunakan IIS2ICLX, ST menyediakan perpustakaan perangkat lunak khusus untuk mendukung kalibrasi sensor dan perhitungan sudut kemiringan secara real-time. Pustaka perangkat lunak ini adalah bagian dari paket perangkat lunak ekspansi X-CUBE-MEMS1 untuk STM32Cube.

IIS2ICLX ditempatkan dalam paket LGA rongga keramik berkinerja tinggi berukuran 5mm x 5mm x 1,7mm, dengan kisaran suhu pengoperasian -40 °C hingga +105 °C. Sekarang tersedia dalam jumlah sampel.