«Devrions-nous aller avec des mems ou du brouillard?» - C'est la question que j'entends le plus, et non pas parce que les gens ne connaissent pas les spécifications. Ce qui est incertain, c'est ce qui compte réellement dans la pratique: est-ce la dérive, la résistance aux chocs ou le budget? Et trop souvent, le mauvais appel n'échoue pas carrément - il échoue tranquillement, jusqu'à ce qu'il soit trop tard pour récupérer.
Les Imus MEMS sont plus petits, plus légers et plus rentables, ce qui les rend idéaux pour les systèmes liés à l'espace et à la puissance. Les imus de brouillard, en revanche, offrent une stabilité de biais significativement meilleure, une dérive inférieure et des performances supérieures dans des environnements sévères ou conformes aux GNSS.
Les compromis ne sont pas évidents - la marche à travers ce qui compte vraiment.
Table des matières
Comment fonctionnent les MEMS et les gyroscopes de brouillard?
Les gyroscopes MEMS mesurent le mouvement en détectant de minuscules décalages dans une structure de silicium vibrante, comme la détection de la façon dont une fourche de réglage borche lorsqu'elle est tournée. Ils sont construits sur des puces micro-échelles, ce qui les rend compactes, économes en énergie et abordables.
Les gyroscopes de brouillard , en revanche, comptent sur la lumière. Ils envoient des faisceaux laser à travers une longue bobine de fibre optique; Lorsque le dispositif tourne, les faisceaux se déplacent légèrement hors de synchronisation - un phénomène appelé l'effet SAGNAC. Cela permet aux brouillards de détecter la rotation avec une précision exceptionnelle, des pièces mobiles zéro et une stabilité extrême au fil du temps.
MEMS VS FOG: Comment choisir le bon?
Le choix entre MEMS et FOG n'a pas besoin d'être complexe - en se concentrant sur quelques facteurs de performance clés, vous pouvez rapidement réduire le bon ajustement pour votre application.
1. Précision
Lors de l'évaluation de la précision, les paramètres les plus critiques sont la stabilité du biais et la marche aléatoire d'angle (ARW) . Vous trouverez ci-dessous une comparaison des produits de GuidenAV sur la base de ces mesures clés.
| Paramètre | Mems | BROUILLARD |
|---|---|---|
| Stabilité du biais (° / h) | 0.05 ~ 3 | 0.003 ~ 0.5 |
| Angle marche aléatoire (° / √H) | 0.05 ~ 0.45 | 0.0002 ~ 0.02 |
2. Taille et poids
Les MEMS sont compacts et légers pour les systèmes à limite spatiale, tandis que le brouillard est plus grand et plus lourd, adapté aux plates-formes haut de gamme ou fixes.
3. Consommation d'énergie
Les MEMS consomment généralement moins de 1W, ce qui les rend idéaux pour les plates-formes mobiles alimentées par batterie. En revanche, le brouillard peut nécessiter plus de 10 W en raison de leurs systèmes optiques à base de laser et exiger souvent une gestion thermique supplémentaire - basée sur des données comparatives du portefeuille de produits de GuideNAV.
4. Stabilité à long terme
Le brouillard en boucle fermée offre une précision supérieure à long terme et une résilience environnementale, tandis que les MEMS, bien qu'ils progressent dans les techniques de rémunération, sont toujours à la traîne dans une stabilité soutenue.
5. Coût
Les MEMS sont rentables et adaptés aux applications à volume élevé, tandis que le brouillard est considérablement plus coûteux et ciblant les marchés haut de gamme et précis-critiques.
Ayant décrit les principales distinctions en matière de précision, de facteur de forme, d'efficacité énergétique, de stabilité à long terme et de coût, une comparaison côte à côte complète est présentée dans le tableau ci-dessous pour soutenir une évaluation plus éclairée.
| Fonctionnalité | IMU MEMS | IMU BROUILLARD |
|---|---|---|
| Technologie | Capteurs micromécaniques à base de silicium | Gyros optiques à l'aide de bobines de fibre et d'interférence légère |
| Facteur de taille et de forme | Très compact, adapté aux conceptions limitées dans l'espace | Formulaire plus volumineux en raison du routage et de l'optique des fibres |
| Précision | Précision modérée pour une utilisation générale | Haute précision adaptée aux systèmes critiques |
| Coût | Faible coût, idéal pour la production de volume | Coût nettement plus élevé en raison de la complexité |
| Consommation d'énergie | Très efficace avec un tirage au sort minimal | Consomme plus de puissance, généralement pour une utilisation haut de gamme |
| Applications typiques | Drones, appareils portables, automobiles, appareils de consommation | Défense, aérospatiale, marine, industrielle haut de gamme |
| Principe de fonctionnement | Détecte le mouvement via des structures de masse vibrantes | Utilise l'effet Sagnac pour détecter la vitesse angulaire |
| Stabilité environnementale | Sensible à la chaleur et aux vibrations au fil du temps | Très résistant à la dérive thermique et à la contrainte mécanique |
| Niveau de précision | Adéquat pour la navigation à court terme ou assistée | Maintient le sous-degré en tête de périodes prolongées |
| Réactivité | Rapide et réactif dans les systèmes dynamiques | Réponse stable; Légèrement plus lent que MEMS |
| Durabilité | Résilient mais moins stable dans des conditions extrêmes | Conçu pour des environnements critiques extrêmes et missionnaires |
| Effort d'intégration | Simple à intégrer avec la plupart des plateformes | Nécessite une configuration minutieuse et un alignement au niveau du système |
La précision des MEMS peut-elle dépasser le brouillard?
Du point de vue d'un expert, le brouillard mène toujours en précision , en particulier en termes de stabilité du biais et de faible bruit . C'est pourquoi il reste le choix incontournable pour la navigation à haute précision .
Mais la technologie MEMS rattrape rapidement . Les mèmes de qualité tactique d'aujourd'hui peuvent atteindre:
- Biais instabilité aussi faible que 05 ° / h
- Angle marche aléatoire autour de 01 ° / √hr
Cela les met près des brouillards d'entrée de gamme , mais dans un facteur de forme plus petit, plus léger et beaucoup moins cher
Alors que les brouillards de haut niveau surpassent toujours les MEMS dans les cas d'utilisation ultra-précis et de longue durée, les MEMS modernes sont désormais suffisamment précis pour de nombreuses applications exigeantes, en particulier lorsque la taille, le poids, la puissance et les coûts comptent pour de nombreuses applications.
Quels sont les cas d'utilisation du monde réel pour les imus MEMS et le brouillard?
Le choix entre MEMS et FOG est finalement façonné par ce que le système doit résister et la quantité d'erreur qu'il peut tolérer au fil du temps. Vous trouverez ci-dessous une ventilation de l'endroit où chaque technologie s'inscrit dans les déploiements du monde réel:
Cas d'utilisation mems IMU
Les imus MEMS sont optimisés pour les applications où la taille, le poids, la consommation d'énergie et la rentabilité ont priorité sur une précision ultra-élevée.
- Véhicules aériens sans pilote (UAU)
idéaux pour les drones de petite et moyenne - Robotique des consommateurs et industriels
utilisés pour le suivi des mouvements, le contrôle de l'équilibre et la rétroaction d'orientation - Systèmes automobiles (ADAS, calculs morts, stabilisation)
lorsqu'ils sont fusionnés avec GNSS ou encodeurs de roues - des portables et des ordinateurs de poche
dans des dispositifs compacts et alimentés par batterie
MEMS fonctionne bien dans les systèmes où une correction externe est disponible et la tolérance à la dérive est acceptable.
Cas d'utilisation du brouillard IMU
Les imus de brouillard sont sélectionnés lorsque la précision inertielle doit rester sans compromis sous le stress, l'isolement ou les durées prolongées .
- Plateforme de défense et de plateformes militaires
Navigation tactique, stabilisation des véhicules, orientation des missiles et de la tourelle - Systèmes marins et sous-marins
de longue date des navires, des ROV et de la navigation inertielle dans le cadre de la panne GNSS - Applications de l'espace et des applications aérospatiales
Lancent les plates-formes, les satellites et le contrôle d'attitude des vaisseaux spatiaux - de forage d'arpentage et de précision
qui nécessitent une rubrique de sous-degré au fil du temps sans réinitialiser
Le brouillard permet la continuité de la mission où les MEMS dériveraient au-delà des seuils acceptables.
Chez GuidenAV, nous proposons un portefeuille complet de MEMS et d'imus de brouillard, conçus pour répondre aux divers besoins des applications commerciales, industrielles et de défense. Que la priorité soit la taille et l'efficacité ou la précision inertielle à long terme, nous fournissons des options adaptées à chaque enveloppe de performance.
À quel point le brouillard est-il plus cher par rapport aux MEMS?
Les IMU à base de brouillard sont généralement 8 à 10 fois plus chers que les unités basées sur MEMS. Cet écart de prix est motivé par:
- Composants à coût élevé comme les bobines de fibres et l'optique interférométrique
- Assemblage de précision nécessitant des tolérances et un étalonnage serrés
- Production à faible volume, contrairement aux MEMS qui bénéficient de la fabrication de masse
En revanche, les imus MEMS utilisent des processus de silicium rentables et sont plus faciles à évoluer, ce qui entraîne des prix souvent sous un dixième de ceux des systèmes de brouillard.
Comment décider si j'ai besoin de MEMS ou de brouillard pour mon projet?
Cela dépend de votre application, de votre précision requise et de votre environnement. Chez GuidenAV, nous fournissons à la fois des SEMM et des systèmes IMUS et INS à base de brouillard, allant des unités compactes et rentables à des solutions de qualité tactique de haute précision.
Pour déterminer la technologie des capteurs qui correspond le mieux à votre projet, nous vous recommandons d'évaluer les facteurs suivants:
- Détails de l'application.
- Exigences de performance clés: (par exemple, stabilité du biais cible, plage dynamique, conditions environnementales, etc.)
Toujours incertain? Partagez vos spécifications - nous recommanderons le meilleur ajustement pour votre système.
