Az érzékelőhubok vagy alkalmazásspecifikus érzékelő csomópontok (Application Specific Sensor Nodes, ASSNs) különböző érzékelőket kombinálnak, és lényegesen pontosabb és megbízhatóbb adatokat bocsátanak rendelkezésre, mint amire az egyedi érzékelők képesek. Ez mindenekelőtt nehéz körülmények között érvényes. Mindegyik érzékelőfajta egyéni drift- és zajviselkedéssel rendelkezik, és kombinációjuk kompenzálja az egyes érzékelők hiányosságait. További előnyök: az ASSN-ek lényegesen kisebbek és hatékonyabbak a külön felépített megoldásokhoz képest. Nem szükséges a hőmérséklet kalibrálása, illetve a felhasználók által elvégzett rendszeres kalibrálás sem. Megszűnik az integrálási és fejlesztési költség jelentős része is, így lerövidül a piacra kerülés ideje, és a fejlesztők teljes mértékben az alkalmazásra koncentrálhatnak és gyorsabban elérik a termék piaci érettségét.
Sensor Fusion szoftver
Az érzékelők nyers adataiból a kijelzés vagy a további feldolgozás céljára szolgáló érték kinyeréséhez mindkét gyártó saját szoftvert fejlesztett ki. A programok 6- és 9-DoF modulokat támogatnak és érzékelőmodulba integrált mikrovezérlőn éppúgy futnak, mint külső vezérlőn. Támogatják az Android és a Microsoft 8 operációs rendszereket, és skálázhatóságuknak köszönhetően más operációs rendszerekhez is illeszthetőek.
A Sensor Fusion szoftver többek között az alábbi paramétereket teszi elérhetővé: lineáris gyorsulás, forgás, pontos és megbízható helymeghatározás, gravitációs vektor és kvaterniók. Utóbbiak sok esetben lehetővé teszik a háromdimenziós euklideszi tér és más terek számítástechnikailag elegáns leírását, különösen forgásokkal összefüggésben, és tízszer hatékonyabban dolgozhatók fel, mint a nyers adatok. Ezenkívül a Sensor Fusion szoftver kompenzálja az egymás alatt lévő, különböző érzékelőket. Néhány példa: a mágnesességmérő a viszonylag gyenge földmágnesesség regisztrálása érdekében nagyon érzékeny méréstartománnyal rendelkezik. Ez nagyon zavarérzékennyé teszi a külső mágneses mezőkkel, például hangszóróval vagy mágnessel szemben. Ilyen zavar esetén egy elektronikus iránytű nem tudja meghatározni a mágneses északot. Érzékelőhub esetén viszont a szoftver a giroszkóp szöggyorsulásaiból és a gyorsulásérzékelő lineáris gyorsulásaiból kiszámítja a készülék helyzetét. Ezáltal az iránytű a mágnesességmérő zavara vagy elforgatott állapota esetén is működik.
Egy megfelelő érzékelő gyorsulásmérésébe mindig beletartozik a gravitáció is. A gravitációs vektor csak nyugalmi helyzetben határozható meg pontosan, ellenkező esetben dinamikus gyorsulásokkal is számolni kell. Giroszkóp segítségével a szoftver képes elválasztani a dinamikus gyorsulást a statikus gyorsulástól, ezáltal akár mozgás közben is meghatározható a gravitációs vektor.
Ily módon még a giroszkóp gyenge pontjai is kiegyenlíthetők. Ez mindig egy referenciamozgáshoz viszonyítva mér. Létrejön egy hosszú idejű drift, ami idővel egyre nő. Egy gyorsulásérzékelő regisztrálja egy készülék nyugalmi helyzetét, amellyel a szoftver képes kompenzálni a giroszkóp hosszú idejű driftjét. Ezenkívül egy mágnesesmező-érzékelő abszolút referenciaként szolgálhat.
Érzékelőkombináció és Sensor Fusion
A Sensor Fusion szoftverrel kombinált érzékelőkombinációk olyan pontosabb, megbízhatóbb értékeket biztosítanak, amelyek az adott alkalmazáshoz igazodnak. Az összehangolt hardverek és szoftverek csekély fejlesztési és integrálási költségeket tesznek lehetővé a lehető legnagyobb teljesítmény mellett. Az ügyfél megtakarítja a saját szoftverfejlesztést, és rövidebb piacra kerülési idővel a saját alkalmazására koncentrálhat.
A Bosch Sensortec BNO055 eszköze egy intelligens abszolút tájolásérzékelő, amely egy házban egyesíti az érzékelőt és a Sensor Fusiont. 3 tengelyes 14 bites gyorsulásérzékelővel, 3 tengelyes 16 bites, ±2000 °/s tartományú giroszkóppal és 3 tengelyes geomagnetikus érzékelővel 9 szabadsági fokot kínál. Ennek során 9 tengelyes érzékelőnél először származik az összes technológia egy gyártótól. Egy 32 bites mikrovezérlő szintén integrálva van, amelyen a BSX3.0 FusionLib szoftver fut. Ezért a mikrovezérlő magához az alkalmazáshoz nem használható. Az 5,2×3,8×1,13 mm méretű System-in-Package megoldás jóval kisebb, mint a hasonló diszkrét vagy System on Board megoldások. A BNO055 számos alkalmazási területen használható, többek között ipari alkalmazásokhoz is. Hosszabb ideig fog rendelkezésre állni, mint a kizárólag az okostelefon-piacra szánt érzékelők.
Az LSM6DS3 egy, két chipből álló System-in-Package. Hatékony és megbízható mozgáskövetéssel és kontextusészleléssel működő eseményérzékelési megszakításai alapján 6D orientációt, valamint szabadesés, tap és kettős tap, aktivitás és inaktivitás, valamint ébresztési események felismerését teszi lehetővé. Mivel valós, virtuális és batch üzemmódú érzékelők jeleit dolgozza fel, rövid rendszer-reakcióidők érhetők el vele. Kemény és lágy mélyhúzást tesz lehetővé külső mágneses érzékelők korrekciójához. Kivezetései további külső érzékelőkkel kapcsolhatók össze a járulékos feladatok érzékelőhubként vagy kiegészítő SPI-interfészként történő átvétele érdekében. Az LSM6DS3 az STM32 mikrovezérlővel együtt új jellemzőket tesz lehetővé akkumulátoros üzemű érzékelőrendszerekhez mobil- és hordozható alkalmazásokban, valamint Internet of Things objektumokban.
LSM6DS0-hoz és 3 tengelyű LIS3MDL mágnesességmérőhöz, LPS335H nyomásérzékelőhöz, valamint HTS221 nedvesség- és hőmérséklet-érzékelőhöz az STMicroelectronics X-NUCLEO-IKS01A1 evaluációs kártyát kínál. Az I2C kivezetésen keresztül az STM32 mikrovezérlőhöz kapcsolódik, az alapértelmezett I2C port módosítható. További MEMS adapterekhez és érzékelőkhöz 24 kivezetésű DIL aljzat áll rendelkezésre. Átfogó firmware libraryt és példákat tartalmaz az STM32Cube firmware-rel kompatibilis összes érzékelőhöz.
Középpontban a szenzorika
