Skip links

Разработка

Разработка инерциальных устройств

Мы – команда профессионалов в области разработки инерциальных устройств на основе микромеханических датчиков. Наши устройства можно разделить на датчики и системы.

Датчики предназначены для измерения внешних воздействий угловых скоростей, ускорений, магнитного поля и абсолютного давления, а системы – для вычисления ориентации (крен, тангаж, курс) и навигации. Наличие внешнего ГНСС-приемника позволяет получить более точное навигационное решение и поддерживать его длительное время.

Кроме того, мы индивидуально калибруем смещения нулей, масштабные коэффициенты и неортогональность осей каждого устройства во всем температурном диапазоне.

Другим направлением разработки является создание встроенного и прикладного программного обеспечения (ПО), в основе которого мы используем собственные алгоритмы ориентации и навигации.

В зависимости от требований потребителей мы выполняем научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИРы и ОКРы), а также работы подряда по проектированию изделий с нуля, доработке и/или модернизации существующего решения в рамках гражданско-правовых договоров под требования потребителя.

В процессе НИР могут быть проведены два варианта исследований: проверка работы существующих устройств в нестандартных условиях и проверка гипотезы о возможности разработки нового устройства с нестандартными параметрами. Последний вариант включает расчеты, моделирование, макетирование и поиск решений данной гипотезы.

Процесс разработки

Основные этапы разработки – проектирование схем и топологии плат, моделирование корпусных деталей и общих сборок. В ходе данных этапов платы проверяются на соответствие ширины проводников, диаметры переходных отверстий, а сборки – на пересечения составных частей, величину зазоров для лучшей собираемости и т.п. Результатом работ является документация, которая понадобится на следующем этапе – макетирование.

Этап макетирования помогает отладить процессы сборки, обнаружить неоднозначные, технологически-сложные моменты, которые не были обнаружены в процессе моделирования, а также провести испытания на воздействие внешних факторов. В результате макетирования документация, при необходимости, дорабатывается, и по ней изготавливается опытный образец – результат выполненной работы. Кроме изделия, к результатам выполненной работы могут относится части разъемов, аппаратура сопряжения, специализированное ПО и прочее.

*Для изделий разрабатывается эксплуатационная документация, которая обычно состоит из габаритного чертежа, схемы подключения, руководства по эксплуатации, протокола информационного взаимодействия и руководства оператора по работе с демо ПО. Данный комплект может быть расширен по договоренности с потребителем.

Стандартные этапы разработки

1 НИР

• Согласование ТЗ и подписание договора;
• Проведение исследований и составление научно-технического отчета;
• Проведение патентного поиска (при необходимости);
Оформление результатов интеллектуальной деятельности, в виде патентов, полезных моделей и т.п. (при необходимости);
• Подготовка технического задания на ОКР (при необходимости).

2 Новое решение (ОКР)

• Согласование ТЗ и подписание договора;
• Проведение типовых видов работ:
1. Поиск решения;
2. Разработка схем;
3. Разработка конструкций;
4. Разработка встроенного и прикладного ПО;
5. Р
азработка необходимой документации;
6. Изготовление макета;
7. Проведение испытаний макета;
8. Доработка документации;
9. Изготовление опытного образца;
10. Проведение испытаний опытного образца.
• П
ередача результатов выполненной работы потребителю.

3 Доработка/модернизация существующего решения

• Согласование ТЗ и подписание договора;
• Проведение типовых видов работ:
1. Доработка схем;
2. Доработка конструкций;
3. Доработка встроенного и прикладного ПО;
4. Р
азработка необходимой документации;
5. Изготовление опытного образца;
6. Проведение испытаний опытного образца.
• Передача результатов выполненной работы потребителю.

Техническое задание

Исходный вариант ТЗ может быть составлен потребителем в любой удобной форме

Примеры выполненных работ

Инерциальные модули

Задача — разработать малогабаритный инерциальный модуль  МГ-1, содержащий:

– трёхосевые датчик угловой скорости, акселерометр и магнитометр, а также барометр;
– источник вторичного питания с широким диапазоном напряжения;
– несколько типовых цифровых интерфейсов (USB, CAN, UART и RS-232/485);
– программные алгоритмы вычисления ориентации и магнитного курса.

Для решения поставленной задачи был подобран  соответствующий набор датчиков и микросхем (преобразователей напряжения, драйверов интерфейсов, а также микроконтроллер) (см. Структурную
схему МГ-1). 

С учетом подобранной компонентной базы была спроектирована схема и конструкция изделия, по которым была разработана документация для изготовления макета. После испытаний было принято решение о модернизации конструкции для повышения качества и надежности изделия.

Алгоритмы МГ-1 заключаются в следующем:
• Выдача данных с датчиков об угловой скорости, ускорении, магнитном поле и давлении;
• Вычисление ориентации на основе данных об угловой скорости и ускорении;
• Вычисление магнитного курса на основе данных от магнитометра.

Сроки выполнения нового решения МГ-1 составили 8 месяцев.

Структурная схема МГ-1

Первая версия МГ-1

Первая версия МГ-1

Продукция Лаборатория Микроприборов

Итоговая версия МГ-1

Задача — модернизировать малогабаритные инерциальные навигационные системы серии ГКВ:

– расширить функции и обеспечить большую надежность и доработать конструкцию ранее разработанных и серийно выпускаемых инерциальных навигационных систем ГКВ-5 и ГКВ-6;
– разработать инерциальный навигационный модуль ГКВ-7  с двумя встроенными ГНСС-приемниками, используя предыдущий опыт команды;
– разработать OEM-исполнение инерциальной навигационной системы серии ГКВ.

Для расширения функций устройств (список изменений инерциальных модулей можно посмотреть здесь), обеспечения надежности и сохранения габаритов было принято решение перейти на каркасную конструкцию с новыми разъемами.

Для передачи данных был выбран разъем MICRO D-SUB с большим количеством контактов для вывода большего числа интерфейсов. Для подключения ГНСС антенн к инерциальному модулю был выбран разъем MMCX меньшего типоразмера. Поэтому схема и конструкция платы, а также корпусные детали были подвержены наибольшим изменениям.

В результате работы габаритные размеры для ГКВ-5 и ГКВ-6 были сохранены, а параметры улучшены. Также в линейке малогабаритных инерциальных модулей серии ГКВ появились новые устройства: инерциальный модуль ГКВ-7, способный определять курс в статике, и инерциальные модули ГКВ-5, ГКВ-6, ГКВ-7 в OEM-исполнении и с меньшими габаритами.

Срок выполнения модернизации ГКВ-5, ГКВ-6 и разработки нового решения ГКВ-7 и изделий в ОЕМ исполнении составил 6 месяцев.

Предыдущая версия ГКВ-6

Предыдущая версия ГКВ-6

Продукция Инерциальная навигационная система ГКВ-7

Разработанная версия ГКВ-7

Задача — разработать систему для стабилизации спутниковых антенн с минимальным уходом курса во времени.

Для того, чтобы обеспечить минимальный уход курса во времени, в качестве чувствительных элементов были использованы датчики угловых скоростей с нестабильностью нуля выходного сигнала 0,1 °/час.

В случае с ИНС-100 не было  ограничения в габаритах, поэтому взяли ранее разработанное решение (плату вычислителя с многоканальным АЦП), дополнили его новыми разработанными с нуля корпусом и платой, содержащей два ГНСС-приемника.

Срок выполнения ОКР (разработки ИНС-100) составил примерно 10 месяцев.

Задача — разработать инерциальную комплексированную спутниковую навигационную систему на основе МЭМС-датчиков и навигационных модулей с поддержкой RTK и PPP.

Проект получил поддержку Фонда содействия инновациям.

Разрабатываемое компактное комплексированное решение на базе МЭМС-датчиков должно обладать следующими характеристиками:

  1. Низкое энергопотребление
  2. Малый температурный дрейф
  3. Высокая устойчивость к перегрузкам и вибрациям и с широким диапазоном рабочих температур для работы в системах стабилизации движущегося объекта и управления его движением
  4. Изделие по инерциальным данным должно обеспечивать сохранение точности позиционирования при кратковременной потере спутникового решения сантиметровой точности

Разрабатываемый продукт предназначен для широкого применения в логистических системах преимущественно беспилотного управления (беспилотные летательные аппараты, морской и наземный транспорт), представляя собой интегрированную навигационную систему, устраняющую недостатки простых систем.

Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд содействия инновациям) — некоммерческая организация, ключевая цель которой — финансовая поддержка молодых ученых и малых предприятий, которые занимаются научными разработками с высоким потенциалом коммерциализации.

С информацией о работе Фонда можно ознакомиться на сайте fasie.ru.

Сроки

Мы работаем максимально оперативно и соблюдаем сроки, указанные в договоре. Так типовые сроки выполненных ранее работ составили:

от 3 месяцев до 3 лет
для новых разработок в зависимости от сложности изделий

от 1 до 6 месяцев
в случае модернизации готовых продуктов

Техническая поддержка наших изделий не заканчивается после выполнения работ. Мы всегда стремимся помочь консультациями даже по завершении гарантийного срока на изделия

Задать вопрос
Введите ваше сообщение ниже, и мы свяжемся с вами в рабочее время. Все поля обязательны для заполнения
введите имя
введите название компании*
введите телефон*
Email
=