کاتالوگ رسمی محصول
ماژول FLC100 Pro Driver System، نه صرفاً یک برد واسط، بلکه یک پلتفرم سخت‌افزاری کامل، هوشمند، یکپارچه و آماده‌به‌کار است که به طور تخصصی برای راه‌اندازی، پردازش، تحلیل و ثبت داده‌های فوق‌حساس حسگرهای مغناطیسی فلوکس‌گیت FLC100 طراحی و بهینه‌سازی شده است.
این سیستم با یکپارچه‌سازی مبدل ۳۲ بیتی ADS1263، مرجع ولتاژ ۴.۵ ولتی MAX6194، حافظه فلش ۸ مگابیتی، بلوتوث HC-05، مگنتومتر ۳-محوره MMC5883MA و IMU IAM-20680HP، بالاترین استانداردها را در زمینه دقت نانوتسلا (nT)، پایداری حرارتی، ایمنی EMI/EMC و قابلیت توسعه ارائه می‌دهد.
مناسب برای هوافضا، مهندسی پزشکی، رباتیک، اتوماسیون صنعتی، ژئوفیزیک و باستان‌شناسی – این ماژول، راه‌حل نهایی برای اندازه‌گیری میدان مغناطیسی با کیفیت آزمایشگاهی است.
۱. معماری و قابلیت‌های اصلی سیستم
۱.۱. ویژگی‌های اصلی سیستم
| دسته‌بندی | ویژگی / قابلیت | مزیت کلیدی |
|---|---|---|
| دقت تبدیل | ADS1263 ۳۲ بیت  | وضوح نانوتسلا + حذف نویز/رانش |
| چندکاناله | ۵ کانال ورودی مستقیم | آرایه‌های سنسوری + گرادیان‌سنجی |
| سیگنال‌کاندیشنینگ | فیلتر آنالوگ + ورودی دیفرانسیلی | حذف نویز فرکانس بالا و حالت مشترک |
| همگام‌سازی | خط SYNC اختصاصی | نمونه‌برداری همزمان (فاز-حساس) |
| پایداری | MAX6194ESA ۴.۵ V (±۲ mV) | ضریب دمایی ≤ ۵ ppm/°C |
| کنترل نویز | طراحی EMI/EMC | عملکرد در محیط‌های صنعتی |
۱.۲. جزئیات عملکرد ADS1263
| پارامتر | مقدار |
|---|---|
| رزولوشن | ۳۲ بیت |
| نرخ نمونه‌برداری | ۲.۵ تا ۳۸۴۰۰ SPS |
| PGA | ضریب تا ۳۲، نویز بسیار پایین |
| ورودی‌ها | دیفرانسیلی/تک‌پایانه، ADC کمکی ۲۴ بیت |
| IDAC | جریان تحریک برای تست داخلی |
| حسگر دما | جبران رانش حرارتی |
| ارتباط | SPI پرسرعت + ۸ GPIO |
۲. سخت‌افزارهای مکمل و قابلیت‌های جانبی
۲.۱. اکوسیستم کامل اندازه‌گیری
| دسته‌بندی | ویژگی / مدل | عملکرد و مزیت |
|---|---|---|
| مگنتومتر ۳-محوره | MMC5883MA | بازه ±۸ گوس تفکیک ۰.۲۵ میلی‌گوس نویز ۰.۴ mG RMS نرخ ۶۰۰ Hz SET/RESET داخلی |
| IMU | IAM-20680HP | ژیروسکوپ + شتاب‌سنج نویز پایین، پایداری دمایی I2C/SPI، فیلتر دیجیتال |
| حافظه | W25Q80DVSSIG | ۸ مگابیت، ۱۰۴ MHz ۱۰۰,۰۰۰ چرخه نوشتن نگهداری ۱۰ سال |
| بلوتوث | HC-05 (کانکتور Plug-in) | Master/Slave، UART سرعت ۸۰ kbps، برد ≈۱۰ m |
| یکپارچه‌سازی | GEbaraBus | Plug-and-Play با STM32 SPI + I2C + GPIO |
| توسعه | کدهای نمونه | C/C++ آماده برای STM32 |
۲.۲. طراحی مکانیکی و اتصالات
- کانکتورهای FLC100: پین‌توپین دقیق – نصب بدون لحیم‌کاری
- GEbaraBus: پین‌بندی استاندارد – اتصال مستقیم به برد اصلی
- ابعاد ماژول: فشرده، مناسب برای سیستم‌های جاسازی‌شده
۳. راه‌اندازی و کاربردهای عملی
۳.۱. راه‌اندازی پیشنهادی
| مرحله | توصیه |
|---|---|
| تغذیه | ۵ V دقیق (ریپل < ۱۰ mV) |
| ADC | حداقل ۱۶ بیت + ورودی دیفرانسیلی |
| فیلتر | پایین‌گذر (Cutoff ≈ ۱۰۰ Hz) |
| زمین | مرجع تمیز، جدا از دیجیتال |
| خروجی | ±۱ V برای ±۵۰ µT |
۳.۲. درایو همزمان ۵ حسگر FLC100
| قابلیت | توضیح عملی |
|---|---|
| ۵ کانال مستقل | هر کانال به یک FLC100 اختصاصی وصل می‌شود (پین‌توپین) |
| همگام‌سازی با خط SYNC | فرکانس تحریک ≈۱۷ kHz — هم‌زمانی دقیق برای گرادیان‌سنجی |
| ورودی دیفرانسیلی | OUT+ / OUT− مستقیم به ADS1263 — حذف نویز حالت مشترک |
| نرخ نمونه‌برداری همزمان | تا ۳۸۴۰۰ SPS برای هر ۵ کانال — ثبت لحظه‌ای |
| مثال عملی | ساخت گرادیومتر خطی با baseline ۰.۵–۱ متر:  |
نتیجه: درایو همزمان ۵ FLC100 بدون افت دقت یا تداخل — ایده‌آل برای آرایه‌های حسگری و نقشه‌برداری.
۳.۳. گرادیومتر مغناطیسی
- Baseline: ۰.۵–۱ m
- محاسبه:
- جبران: استفاده از IMU برای tilt/rotation
۳.۴. حوزه‌های کاربرد
| حوزه | کاربرد کلیدی |
|---|---|
| هوافضا | تعیین جهت، ناوبری بدون GPS |
| رباتیک | SLAM، بازرسی MFL |
| پزشکی | بیومغناطیس قلب/مغز |
| ژئوفیزیک | نقشه‌برداری ناهنجاری‌ها |
کاربردهای IMU در مغناطیس‌سنج و گرادیومتر
| کاربرد | توضیح دقیق | مثال واقعی |
|---|---|---|
| ۱. جبران خطای حرکتی (Motion Compensation) | حسگرهای مغناطیسی (مثل FLC100) به حرکت و ارتعاش حساس هستند. IMU تغییرات شتاب و زاویه را اندازه می‌گیرد و خطا را حذف می‌کند. | UAV در حال پرواز — IMU لرزش بال‌ها را جبران می‌کند تا میدان مغناطیسی دقیق بماند. |
| ۲. اصلاح زاویه (Tilt Compensation) | میدان زمین ثابت است، اما حسگر ممکن است کج باشد. IMU زاویه Pitch/Roll را محاسبه می‌کند و داده را به افق واقعی تبدیل می‌کند. | گرادیومتر دستی در زمین ناهموار — بدون IMU، خطای ۱۰–۲۰ nT ایجاد می‌شود. |
| ۳. محاسبه گرادیان واقعی (True Gradient) | در گرادیومتر، فاصله بین دو حسگر (Baseline) باید ثابت باشد. IMU تغییرات فاصله ناشی از چرخش یا جابجایی را جبران می‌کند. | Baseline ۱ متر — چرخش ۵ درجه → خطای ۸.۷ cm → IMU این خطا را حذف می‌کند. |
| ۴. ناوبری مغناطیسی (Magneto-Inertial Navigation) | ترکیب میدان مغناطیسی + شتاب + ژیروسکوپ → تعیین جهت و موقعیت بدون GPS. | تونل‌های زیرزمینی، غارها، معادن — جایی که GPS قطع است. |
| ۵. فیلتر کالمن (Sensor Fusion) | داده‌های IMU + مغناطیس‌سنج در فیلتر کالمن ترکیب می‌شوند تا نویز کاهش یابد و دقت جهت‌یابی افزایش یابد. | دقت جهت‌یابی: از ±۵ درجه → ±۰.۵ درجه |
چرا باید از FLC100 Pro Driver System استفاده کنیم؟
مزایای کلیدی و دلایل انتخاب این برد در یک نگاه (برای کاربران در ایران و جهان)
۱. دقت نانوتسلا بدون نیاز به طراحی پیچیده
| مزیت | توضیح |
|---|---|
| وضوح ۳۲ بیت + نویز < ۰.۵ nT | با ADS1263 و فیلترهای آنالوگ داخلی، نیازی به تقویت‌کننده خارجی، فیلتر یا ADC جداگانه نیست. |
| حذف کامل رانش حرارتی | مرجع ولتاژ MAX6194ESA (۴.۵ V، ۵ ppm/°C) + حسگر دمای داخلی → دقت پایدار در دمای -۴۰ تا +۸۵ درجه. |
| حساسیت بالا | خروجی FLC100 (±۱ V به‌ازای ۵۰ µT) مستقیماً به ورودی دیفرانسیل ADC متصل می‌شود → حداقل نویز حالت مشترک. |
نتیجه: یک سیستم آماده‌به‌کار با دقت آزمایشگاهی — ۷۰٪ کاهش زمان توسعه.
۲. پشتیبانی از ۵ حسگر همزمان (گرادیان‌سنجی حرفه‌ای)
| قابلیت | کاربرد واقعی |
|---|---|
| ۵ کانال مستقل + خط SYNC | ساخت گرادیومتر مغناطیسی با baseline ۰.۵–۱ متر برای کشف ناهنجاری‌های زیرزمینی. |
| همگام‌سازی دقیق (≈۱۷ kHz) | اندازه‌گیری فاز-حساس در آرایه‌های حسگری (Sensor Arrays). |
مزیت برای منطقه: ایده‌آل برای باستان‌شناسی (آثار مدفون) و اکتشاف معدنی در مناطق کوهستانی.
۳. اکوسیستم کامل — یک برد، همه چیز
| جزء | مزیت |
|---|---|
| مگنتومتر ۳-محوره MMC5883MA | کالیبراسیون خودکار میدان زمین + حذف نویز محیطی |
| IMU IAM-20680HP | جبران خطای حرکتی در UAV، ربات و خودروهای خودران |
| حافظه فلش ۸ مگابیت | دیتالاگر بلندمدت (تا ۱۰ سال ماندگاری) |
| بلوتوث HC-05 | انتقال بی‌سیم به موبایل/لپ‌تاپ — نظارت میدانی بدون کابل |
مثال عملی: یک ربات کاوشگر معدن در ایران می‌تواند داده‌های مغناطیسی، شتاب و جهت را همزمان ثبت و ارسال کند.
۴. Plug-and-Play با STM32 + GEbaraBus
| مزیت | توضیح |
|---|---|
| اتصال مستقیم به بردهای STM32 جِبرابیت | بدون سیم‌کشی — فقط وصل کنید و کد بزنید. |
| کدهای نمونه C/C++ آماده | راه‌اندازی در کمتر از ۱ ساعت. |
| استاندارد GEbaraBus | قابل استفاده در تمام محصولات جِبرابیت — آینده‌نگری. |
برای شرکت‌های ایرانی: کاهش هزینه‌های مهندسی معکوس و توسعه سخت‌افزاری.
۵. طراحی صنعتی و مقاوم (ساخت ایران)
| ویژگی | مزیت |
|---|---|
| EMI/EMC Compliant | عملکرد بی‌نقص در کارخانجات، نیروگاه‌ها و محیط‌های پرنویز |
| دمای کاری -۴۰ تا +۸۵ °C | مناسب برای مناطق سردسیر و گرمسیری (جنوب) |
| گواهی CE + تولید داخلی | حمایت از صنعت ملی + گمرک ساده‌تر |
۶. هزینه واقعی vs ارزش افزوده
| مقایسه | FLC100 Pro | راه‌حل DIY |
|---|---|---|
| هزینه توسعه | صفر (همه چیز یکپارچه) | ۳–۶ ماه + ۵,۰۰۰+ دلار |
| زمان عرضه به بازار | فوری | تأخیر طولانی |
| قابلیت اطمینان | تضمین‌شده | وابسته به مهارت تیم |
| پشتیبانی | محلی | نامشخص |
جمع‌بندی نهایی
FLC100 Pro Driver System: پل ارتباطی شما بین سیگنال‌های نانوتسلا و داده‌های دیجیتال قابل اعتماد.
سرمایه‌گذاری در دقت، پایداری و کارایی.
این ماژول با حذف کامل نیاز به تقویت‌کننده خارجی، فیلتر، مرجع ولتاژ و ADC جداگانه، یک راه‌حل یکپارچه و حرفه‌ای ارائه می‌دهد و کاربران را قادر می‌سازد تا تمرکز خود را بر تحلیل داده و کاربرد نهایی قرار دهند.