Absoluter Orientierungssensor

Erster 9-Achsen-Sensor integriert alle Bosch-Technologien

| Redakteur: Gerd Kucera

Der 9-Achsen-Sensor integriert Beschleunigungseinheit, Gyroskop und geomagnetischen Sensor. Mit 3,0 mm x 4,5 mm x 0,95 mm Baugröße ist es der kleinste Sensor seiner Art.
Der 9-Achsen-Sensor integriert Beschleunigungseinheit, Gyroskop und geomagnetischen Sensor. Mit 3,0 mm x 4,5 mm x 0,95 mm Baugröße ist es der kleinste Sensor seiner Art. (Bild: Bosch Sensortec)

Erste Muster eines absoluten Orientierungssensors bringt der Hersteller Bosch Sensortec mit dem Baustein BMX055 auf den Markt. Es ist der weltweit erste 9-Achsen-Sensor, der Beschleunigungssensor, Gyroskop und geomagnetischen Sensor integriert, die allesamt Bosch selbst entwickelte.

BMX055 besteht aus drei höchst präzisen und vielseitig einsetzbaren, dreiachsigen Sensoren: Einem 12-Bit-Beschleunigungssensor mit sehr niedrigem Rauschen, einem Gyroskop mit einer Auflösung von 16 Bit und programmierbaren Messbereichen sowie einem geomagnetischen Sensor mit ebenfalls sehr geringem Rauschen und großem Messbereich. Letzteres Element ist auf beste Leistung bei niedrigstem Stromverbrauch optimiert. Diese drei Sensoren sorgen dafür, dass BMX055 äußerst genaue Messdaten für Beschleunigung, Drehrate und Erdmagnetfeld liefert.

Die von Bosch Sensortec entwickelte Sensorfusions-Software „FusionLib“ unterstützt alle Funktionen des absoluten Orientierungssensors BMX055. In dieser Software steckt die umfassende Expertise von Bosch in der Entwicklung von MEMS-Sensortechnik. Alle von den Sensoren gelieferten Daten führt die Software zusammen und erzeugt robuste virtuelle Ausgangsgrößen: zum Beispiel Quaternionen, lineare Beschleunigung, Rotation oder den Gravitationsvektor (Quaternionen erlauben eine rechnerische Beschreibung des dreidimensionalen euklidischen Raumes und anderer Räume, insbesondere im Kontext von Drehungen. Wie die reellen Zahlen durch komplexe Zahlen erweitert werden tun das die Quaternionen in noch stärkerem Maße).

In Kombination mit dieser Software können laut Bosch die Entwickler schnell und ohne großen Aufwand anspruchsvolle Anwendungen mit umfassender 9-Achsen-Funktionalität umsetzen. Verwendungsmöglichkeiten für diesen 9-Achsen-Sensor gibt es unter anderen in den Bereichen Augmented Reality (erweiterte Realität, computerunterstütze Wahrnehmung), Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI), Location-Based Services und Bedienoberflächen für Fernsteuerungen.

„Die Einführung des BMX055-Sensors ist ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung höherer Integration“, konstatiert Frank Melzer, CEO von Bosch Sensortec, „Kunden profitieren dabei von dem wesentlich geringeren Platzbedarf ihrer Entwicklungen. Sie benötigen nur noch ein Bauteil anstelle bisher drei. Unsere FusionLib-Software unterstützt alle Funktionen des BMX055 und mache das Entwickeln von Anwendungen schnell und einfach."

Intelligente Erweiterung vorhandener Lösungen

BMX055 hat die gleiche Grundfläche wie die 6-Achsen-IMU (Inertial Measurement Unit) BMI055 von Bosch Sensortec. Gleichzeitig ist BMX055 vollständig Software-kompatibel mit dieser. Der 9-Achsen-Sensor ermöglicht damit Anwendern des BMI055 eine einfache Migration zu höherer Funktionalität. Bosch Sensortec liefert den Sensor im 20-pin-LGA-Gehäuse mit Abmessungen von 3,0 mm x 4,5 mm x 0,95 mm.

Die charakteristischen Merkmale in Stichpunkten: Der Messbereich der Beschleunigungseinheit lässt sich zwischen ±2 und ±16 g bei einer Empfindlichkeit von 1024 bis 128 LSB/g einstellen. Die Rauschdichte gibt Bosch mit nur 150 µg/√Hz an. Das Gyroskop zeichnet sich durch einen großen Messbereich mit Drehraten zwischen ±125°/s und ±2000°/s aus. Gleichzeitig besitzt es einen sehr stabilen Temperaturgang des Zero-Rate Offsets. Auch der integrierte geomagnetische Sensor glänzt mit einem sehr großen Messbereich von ±1300 µT in der X- und Y-Achse sowie ±2500 µT in der Z-Achse. Die Azimut-Genauigkeit beträgt 2,5°

Die Bosch Sensortec GmbH ist eine hundertprozentige Tochtergesellschaft der Robert Bosch GmbH. Sie entwickelt und vermarktet mikromechanische Sensoren für die Bereiche Consumer Electronics, Mobiltelefonie, Sicherheitssysteme, Industrietechnik und Logistik. Zum Produktportfolio gehören dreiachsige geomagnetische Sensoren, dreiachsige Beschleunigungs- und Drehratensensoren, barometrische Drucksensoren und ein umfassendes Softwareportfolio für diverse Anwendungen. Nach eigenen Angaben hat sich Bosch Sensortec seit der Gründung im Jahr 2005 zum Technologieführer in den adressierten Märkten entwickelt. Seit 1998 ist die Bosch-Gruppe Weltmarktführer für MEMS-Sensoren und hat bis einschließlich 2011 über 2 Mrd. MEMS-Sensoren verkauft.

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