M5Stack выпустила модуль M5Stamp UWB для точного позиционирования
M5Stack начала продажи компактного модуля M5Stamp UWB на трансивере QM33120W. Он предназначен для измерения расстояния и позиционирования по UWB, поддерживает TWR и TDoA и в тестах производителя показывает ошибку DS-TWR около 14 см.
Wi-Fi и Bluetooth хорошо подходят для передачи данных, но определять точное расстояние между устройствами по уровню радиосигнала значительно сложнее. На RSSI сильно влияют стены, положение антенны, отражения и другие объекты.
M5Stamp UWB использует другой принцип - Ultra-Wideband и измерение времени прохождения радиосигнала.
Новый модуль M5Stack построен на UWB-трансивере QM33120W и рассчитан прежде всего на задачи, где нужно определить не просто наличие устройства поблизости, а расстояние или положение объекта.
Поддерживаются два основных подхода: TWR и TDoA.
При Two-Way Ranging устройства обмениваются радиопакетами и вычисляют дистанцию по времени прохождения сигнала.
TDoA позволяет строить более сложные системы позиционирования с несколькими опорными узлами.
Текущая библиотека M5Stack поддерживает как Single-Sided TWR, так и Double-Sided TWR.
| Параметр | M5Stamp UWB |
|---|---|
| UWB-трансивер | QM33120W |
| Стандарт | IEEE 802.15.4-2020 / 802.15.4z-2020 BPRF |
| Канал | UWB Channel 9 |
| Центральная частота | 7987,2 МГц |
| Полоса | 499,2 МГц |
| Скорость передачи | 850 Кбит/с или 6,81 Мбит/с |
| Интерфейс | SPI |
| Режимы дальнометрии | SS-TWR, DS-TWR |
| Позиционирование | TWR, TDoA |
| Максимальная дистанция | до 55 м при прямом расположении антенн |
| Ошибка DS-TWR | около 0,14 м |
| Размер | 11,5 × 12,0 × 1,6 мм |
Для связи используется UWB Channel 9 с центральной частотой 7987,2 МГц.
Производитель заявляет максимальную дистанцию до 55 метров, если модули ориентированы непосредственно друг на друга.
Для DS-TWR в характеристиках указана типичная ошибка около 0,14 м.
Это позволяет использовать M5Stamp UWB для отслеживания оборудования внутри помещений, поиска положения мобильных роботов, контроля приближения объектов или построения собственных систем RTLS.
Модуль очень небольшой: 11,5 × 12,0 мм при толщине 1,6 мм и массе около 0,5 г.
По краям расположены castellated contacts с шагом 1,27 мм, поэтому M5Stamp UWB можно запаивать непосредственно на основную PCB конечного устройства.
Отдельно выпускается M5Stamp UWB F. Электронная часть у него аналогичная, но с обратной стороны уже установлен 12-контактный FPC-разъём.
Есть отдельное требование и к питанию.
M5Stack рекомендует использовать LDO с высоким PSRR или источник с пульсациями не более 12 мВ peak-to-peak. Для радиомодуля качество питания непосредственно влияет на стабильность связи.
В режиме сна производитель указывает потребление около 75,9 мкА при 3,3 В.
В состав QM33120W входит механизм защищённого Time-of-Flight и AES-256. Поддержка IEEE 802.15.4z также важна для систем позиционирования, где нужно снизить возможность подмены измерений расстояния.
M5Stack приводит несколько типичных применений:
- позиционирование людей внутри зданий;
- отслеживание грузов и оборудования;
- определение приближения;
- навигация мобильных роботов.
Сам модуль уже находится в официальном магазине. Базовый M5Stamp UWB стоит $23,50, версия UWB F с FPC-разъёмом - $24,50.
Это довольно интересное продолжение линейки M5Stack: в отличие от PaperMono, где ESP32-S3 уже объединён с экраном и большим количеством периферии, M5Stamp UWB решает одну конкретную задачу и предназначен для встраивания в собственное устройство.
Подробные характеристики опубликованы на официальной странице M5Stack.
Комментарии (0)