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MEMS-Sensor unterstützt die Navigation bei schlechtem oder fehlendem GPS

| Redakteur: Hendrik Härter

Bei einem gestörten GPS-Signal verliert die Navigation schnell ihre Orientierung. Abhilfe verspricht ein spezieller MEMS-Sensor, der Drehrate und Beschleunigung misst und in einem Gehäuse untergebracht ist.

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Bei schwachen GPS-Signalen springt ein MEMS-Sensor ein, der dem Navigationssystem die erforderlichen Bewegungsdaten liefert. Jetzt lässt sich selbst ohne GPS der aktuelle Ort des Fahrzeugs ermitteln.
Bei schwachen GPS-Signalen springt ein MEMS-Sensor ein, der dem Navigationssystem die erforderlichen Bewegungsdaten liefert. Jetzt lässt sich selbst ohne GPS der aktuelle Ort des Fahrzeugs ermitteln.
( Bild: Clipdealer )

Ein unterbrochenes GPS-Signal kann schnell zu einer gefährlichen Situation führen. Abhilfe verspricht ein Inertialsensor mit sechs Achsen von Bosch: Der Baustein SMI230 liefert dem Navigationssystem die erforderlichen Bewegungsdaten, damit es auch bei einem schwachen ohne nicht mehr vorhandenen GPS-Signal laufend den aktuellen Ort des fahrenden Fahrzeugs bestimmen kann. Praktischer Nebeneffekt: Die Navigation arbeitet noch genauer und zuverlässiger.

Das Problem eines schlechten GPS-Empfangs ist vor allem in bergigen Regionen, in Großstädten oder Tunneln der Fall. Hier verliert die Navigation ihre Orientierung. Jetzt kommt der MEMS-Sensor ins Spiel: Er misst präzise Drehrate und Beschleunigung des Fahrzeugs. Das bordeigene Navigationssystem berechnet permanent während der Fahrt die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs und bestimmt die exakte Position des Fahrzeugs. Jetzt reißt die Navigation auch nicht mehr in einem Tunnel oder in Straßenschluchten ab. Mit dem Sensor verbessert sich nicht nur die Funktion der Navigation, sondern auch das Flottenmanagement, in Mautsystemen und in Alarmanlagen. Denn auch hier ist eine präzise Ortsbestimmung wichtig.

Die technischen Details des MEMS-Sensors

Der MEMS-Sensor kombiniert eine 3-Achsen-Beschleunigungs- und eine 3-Achsen-Drehratensensorik in einem Gehäuse. Beide Sensoren arbeiten digital in 16-Bit-Technik und basieren auf der MEMS-Technik von Bosch. Drehratensensor und Beschleunigungssensor lassen sich entweder einzeln nutzen oder zur Datensynchronisation miteinander verknüpfen.

Das Rauschen des Drehratensensors beträgt 0,02°/s/√Hz (RMS) und 0,12 mg/√Hz (RMS) beim Beschleunigungssensor. Der Beschleunigungssensor ist zudem hoch temperaturstabil. Das zeigt sich am niedrigen TCO (Offset des Temperaturkoeffizienten) von durchschnittlich unter 0,2 mg/K und am TCS-Wert (Stabilität des Temperaturkoeffizienten) von 0,002 %/K. Die typische Bias-Instabilität des Drehratensensors ist kleiner als 2°/h. Zudem spielt der Stromverbrauch in vielen Anwendungen eine entscheidende Rolle. Daher unterstützt der SMI230 drei Energiesparmodi (Beschleunigungssensor: Standby-Modus; Drehratensensor: Standby-Modus und Tiefschlaf-Modus).

Verkürzte Entwicklungszeit

Der SMI230 ist Pin-kompatibel zum SMI130. Weil auch die Programmierschnittstelle für den Drehratensensor identisch ist, kann der Sensor ohne zeitaufwendige Layout-Änderungen in bestehende Plattformen integriert werden. Das 6-Pin-Gehäuse des SMI230 misst 3 mm x 4,5 mm x 0,95 mm entspricht der standardmäßigen LGA-Bauart. Der Sensor ist ab Mai 2019 lieferbar.

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