Часть 3. Аппаратная часть: от микросхемы до дисплея

Идея собрать инерциальный навигатор пришла в голову быстро, но подобрать подходящие компоненты было сложнее. Главный микроконтроллер должен иметь достаточную вычислительную мощность для интегрирования уравнений движения и работы пользовательского интерфейса, при этом потреблять минимум энергии. Я выбрал контроллер семейства STM32 от STMicroelectronics, основанный на ядре ARM Cortex‑M. Этот чип обладает богатым набором периферии (I²C, SPI, UART, SDIO) и аппаратным блоком плавающей точки. К тому же компания ST поставляет готовые программные библиотеки для работы с MEMS‑датчиками.

В прототип заложил использование одновременно 2х контроллеров STM32 - один для вычислений и корректирвоки курса, второй для работы с элементами управления, экраном, отрисовка карты и прочие действия не связанные с координацией инерциальных датчиков.

Интегральный датчик инерции — сердце устройства. За основу взял 9‑осевой MEMS‑IMU WitMotion WT901, сочетающий три акселерометра и три гироскопа и электронный компас, что соответствует классическому INS. Этот модуль имеет низкий шум ускорений (~0,03 m/s²) и угловых скоростей (~0,02°/s) и выдает данные по интерфейсу SPI. Для обеспечения работы в широком температурном диапазоне датчик снабжён встроенным термодатчиком, данные которого учитываются при калибровке.

Источник: Хабрахабр