得到一个新的博世IMU为机器人和无人机操作而设计的分解，并在此过程中学习一点关于无人机设计的考虑。
BMI088是一款6轴IMU，由16位三轴陀螺仪和16位三轴加速度计组成，封装在3mm x 4mm x 0.95mm LGA包中。
这种坚固的传感器是为恶劣环境下的无人机和机器人应用而设计的。它在大的温度范围内保持稳定，并能够忍受高振动环境。
.jpg)
的照片传感器在风机叶片由博世提供
的数据表表明传感器“提供准确和可靠的惯性传感器数据”，即使暴露在热变化和各种形式的机械应力。
规范
该装置提供多个加速度范围（±3g，±6g，±12g，±24g，where）和多个陀螺旋转速率（±125°/ s，±250°/ s，±500°/ s，±1000°/ s，±2000°/ s）。较低的测量范围具有相应的敏感性。
偏置稳定性具有吸引力：最大偏置漂移是2°/小时。这是消费级陀螺仪的异常较低的漂移。博世可能发现了一种经济融合的方法振动环MEMS陀螺仪否则，我无法解释这种水平的稳定性。如果你对这个装置使用的陀螺仪有更多的了解，请在下面的评论部分告诉我。
该设备出厂校准;然而，您可以预期寿命零偏移漂移高达±30 mg(加速度计)和±1°/s(陀螺仪)。零偏移量是加到原始传感器值上的一个数字，以确保零读数对应于零加速度/零旋转。零偏移漂移描述了零偏移如何随时间移动。
陀螺仪的温度系数偏移量(TCO)小于$$0.015 \tfrac{°}{s\cdot K}$。加速度计TCO为$$0.0002 \tfrac{g}{K}$，其中g为上述重力加速度。
在集成电路
BMI088有一个三轴加速度计和一个三轴陀螺仪，在SPI或I2C接口上提供数据之前，将数据输入模数转换器和数字滤波器。
另外，每个传感器可用于两个中断，以通知主控器的主机微控制器。
.jpg)
从BMI088框图数据表
安装
无论何时安装高精度MEMS加速度计或陀螺仪传感器，都应该找到、读取并理解相关信息处理，焊接和安装．和在这个领域有经验的机械工程师交朋友也是一个好主意。
电气工程师通常在机械细节中没有多少专业知识，例如PCB设计如何影响MEMS传感器性能。例如，如果您有悬停无人机，转子将以固定频率旋转。旋转会导致PCB上的振动，甚至可能导致机械共振。
您是否知道该固定频率振动如何影响传感器？您是否知道螺旋桨的轮换率以及如何影响机器的振动频率？安装点的数量和放置，PCB的厚度，基板的性质以及传感器在PCB上的位置都影响性能。
PCB的热膨胀，由靠近安装点引起的机械应力，安装点的数量，以及螺钉将PCB的螺钉连接到安装点，所有方式都以一种方式影响传感器。合格的机械工程师可以为您提供如何最能保护传感器的机械工程师和机械困难建议。他们还可以分析您的PCB设计，以了解您甚至可能无法思考的问题。
下面是一个1英寸1英寸的板，在所有四个角落（左手动画）和仅在三个角落（右手动画）上固定。仿真将板暴露于各种频率，直到发生共振。在谐振点处，板弯曲并弯曲最大量。如果您的传感器安装在红色中色的点上，它将经历显着的振动和振荡 - 可能会损坏传感器，并肯定会破坏测量值。以下颜色梯度代表最小位移（蓝色）和最大位移（红色）。
.gif)
1英寸× 1英寸板的Autodesk Fusion模态分析(表示安装在3和4个位置的PCB)。红色表示在给定频率下的最大位移，蓝色表示最小位移。
博世建议您将传感器远离机械应力点，热源和环氧树脂覆盖的传感器（因为环氧树脂可能部分地覆盖BMI088，这又可以导致机械应力。他们还建议他们建议不要在中心安装传感器四个安装点，因为振动将更严重，如上面所示的动画所示。
回流焊接
在生产过程中，你们经常注意回流工艺吗?或者换句话说，你在生产过程中注意过回流工艺吗?电气工程师的工作领域非常复杂。最小的错误或疏忽都可能破坏我们的设计。随着越来越多的原型在家庭商店或改装的烤面包机中制造，出现错误的机会与日俱增。
博世的“处理、焊接和安装说明”文件表明，这种集成电路在发生永久性损坏之前最多可以回流三次。它还规定，设备必须在217°C到260°C之间60-150秒，在5°C到260°C之间20-40秒。
.jpg)
来自博世IMU处理，焊接和安装指南的无铅组装回流焊指南
.jpg)
来自博世IMU的回流焊图处理，焊接和安装说明
同一PCB上的其他器件可能有不同的回流焊曲线——这通常是由于不同的封装尺寸或铅和无铅焊料曲线(通常是不兼容的)之间的差异造成的。
这个故事的寓意是，在为设计选择组件之前，要尽可能了解有关组件的一切。你不知道的事会伤害你。
使用数据
该设备方便地支持spi.和我2C数据传输。数据存储在FIFO存储器，数据准备中断信号陀螺仪和加速度计可以映射到输出引脚。
将数据卸载到主机微控制器后，您需要用它做点什么。在我有限的经验中，过滤数据的两个最受欢迎的方法是卡尔曼滤波器和互补过滤器．
你可能也对博世感兴趣传感器融合软件-它可以输出方向欧拉角或四元数．
结论
imu玩起来很有趣，也非常有用。随着技术的不断进步，我们将会看到更多的设备使用加速度计和陀螺仪信息来精确定位室内物体，其精确度将超过GPS。
如果您在项目中使用了类似的传感器，请在下面或更好的评论中告诉我们它，但在论坛中链接到您的项目！雷电竞newbee
