جهاز تحديد الشمال NF1200 MEMS يُعيد تعريف أجهزة تحديد الشمال من خلال صغر حجمه ودقته العالية وثباته القوي وتكلفته المنخفضة.

في مجال القياس الاتجاهي عالي الدقة، هيمنت الجيروسكوبات الليفية البصرية وأجهزة تحديد الشمال بالليزر لفترة طويلة. ورغم دقتها العالية، إلا أن حجمها الكبير واستهلاكها العالي للطاقة وتكاليف تصنيعها الباهظة تجعل من الصعب على العديد من التطبيقات الحساسة للوزن ومصدر الطاقة والميزانية الاستفادة من خدمات تحديد الشمال عالية الدقة. ويأتي جهاز تحديد الشمال NF1200 عالي الدقة بتقنية MEMS، الذي أطلقته شركة Micro-Magic Inc، في محاولة لتغيير هذا الوضع.

أولى سمات هذا المنتج هي صغر حجمه. تبلغ أبعاد NF1200 الخارجية 47×47×35.5 ملم فقط، ويزن حوالي 100 غرام، مع استهلاك طاقة ثابت لا يتجاوز 2 واط، ووقت تشغيل لا يتجاوز ثانيتين. في المقابل، عادةً ما يتجاوز حجم أجهزة تحديد الشمال التقليدية بالألياف الضوئية 100 ملم، ويزيد وزنها عن 500 غرام أو حتى يصل إلى 2 كيلوغرام، ويتراوح استهلاكها للطاقة بين 5 و15 واط. هذا الفارق الكبير يعني إمكانية دمج NF1200 بسهولة في الطائرات المسيّرة الصغيرة، والمحطات الطرفية المحمولة، والمركبات المائية الصغيرة ذاتية التشغيل، ومنصات توجيه المقذوفات التي تتطلب قدرة عالية على التحميل وإمدادات الطاقة، بينما يكاد يكون من المستحيل تحقيق حلول الألياف الضوئية في هذه الحالة.

السمة الثانية هي الدقة. لا يزال انطباع الكثيرين عن الجيروسكوبات الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) قائماً على انخفاض الدقة وكثرة الانحرافات، إلا أن أداء NF1200 قد غيّر هذا التصور تماماً. فعدم استقرار الانحياز الصفري في جيروسكوب MEMS الخاص به أفضل من 0.02 درجة/ساعة، وانحراف الزاوية العشوائي أفضل من 0.01 درجة/√ساعة. تصل دقة تحديد الشمال الذاتي على مستوى النظام إلى ≤ 0.5 درجة ثانية طولية (حيث يمثل الطول خط العرض المحلي)، ودقة تحديد الاتجاه أفضل من 0.05 درجة. هذا يعني أن NF1200 قد وصل إلى نفس مستوى دقة تحديد الشمال التي توفرها حلول الألياف الضوئية، محققاً بذلك مهام تحديد الشمال عالية الدقة التي كانت ممكنة سابقاً فقط باستخدام الجيروسكوبات الضوئية بتقنية MEMS.

أما الخاصية الثالثة فهي الاستقرار. يوفر جهاز NF1200 تعويضًا كاملًا لموضع الصفر، ومعامل المقياس، والأخطاء غير المتعامدة، والأخطاء المتعلقة بالتسارع ضمن نطاق درجة حرارة يتراوح بين -40 درجة مئوية و+80 درجة مئوية، ويتحمل صدمات تصل إلى 500 غرام واهتزازات عشوائية تصل إلى 6.06 غرام. وهذا ما يُمكّنه من الحفاظ على أداء مستقر وموثوق وعالي الدقة في تحديد الشمال حتى في البيئات القاسية مثل المناجم والمركبات وعمليات الحفر والتحميل الزائد عند الإطلاق.

أما السمة الرابعة فهي "الفعالية من حيث التكلفة". يُصنّع جهاز NF1200 مكوناته محلياً بالكامل، بتكاليف إنتاج تتراوح بين 30% و50% تقريباً من تكاليف أجهزة تحديد الشمال بالألياف الضوئية التي تتمتع بنفس الدقة. إضافةً إلى ذلك، يدعم الجهاز ضبط وقت تحديد الشمال وتصحيح زاوية خطأ التركيب، مما يُسهّل عملية التكامل والصيانة على المستخدمين. هذا يجعل تحديد الشمال بدقة عالية ليس حكراً على المعدات باهظة الثمن، بل تقنية عملية يُمكن نشرها على نطاق واسع.

في البيئات التي تفتقر إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتعاني من تداخل مغناطيسي قوي، يستفيد جهاز NF1200 من أدائه الممتاز وحجمه الصغير واستهلاكه المنخفض للطاقة لتوفير مرجع موثوق للشمال الحقيقي في سيناريوهات متنوعة، مثل تحديد اتجاه المناجم، والقياس أثناء الحفر (MWD)، وفحص خطوط الأنابيب، والجنود الأفراد، والمركبات غير المأهولة. وهذا يُمكّن تقنية تحديد الشمال الدقيقة للغاية بتقنية MEMS من الانتقال إلى تطبيقات هندسية عملية.

• المنشور السابق

  مستشعر بوابة التدفق ومستشعر مغناطيسي بتأثير هول

• المنشور التالي

  بوصلة إلكترونية ثلاثية الأبعاد كاملة التوجيه توفر مرجعًا عالميًا موحدًا للاتجاه للروبوتات المستقلة وأسراب الطائرات بدون طيار.