אבי דולב, אמירוניק
רכיבי (Micro-Electro-Mechanical-Systems) אינרציאליים כמו ה-Gyro, מד התאוצה, ה- (Inertial Measurement Unit) ואף ה-
()
משמשים לסטביליזציה של פלטפורמות, ליציבות של מטע”דים אנטנות או סנסורי אינפרה אדום (IR) ואלקטרואפטיקה (EO). שימוש נפוץ נוסף הנו לצורך הצבעה ושמירת (Line Of Sight), ניווט ובקרת טיסה או אפילו כמערכת גיבוי לניווט של כלים בלתי מאוישים.
היתרון הגדול של רכיבי MEMS הנו שהן זולות יותר מטכנולוגיית הלייזר, המידות והמשקל נמוכים ועם השנים הן גם הפכו ליותר מדויקות. רק לצורך השוואה, ה-MEMS IMU האופייני לשנת 2007 היה עם צפיפות רעש של 0.012 מעלות לשנייה לשורש Hz והיסט של 25 מעלות לשעה, בעוד ל-IMU עכשווי לשנת 2014 הביצועים הם צפיפות רעש של 0.001 מעלות לשנייה לשורש Hz והיסט של מעלה בודדת לשעה.
חברת . Gladiator Technologies Incשוברת שיאים בייצור סנסורים ומערכות אינרציאליות מבוססות MEMS עם שגיאות מדידים ממוזערות. מטה החברה ממוקם בסיאטל בוושינגטון, ארה”ב. לחברה יש ניסיון רב בתחום סנסורים מבוססי אופטיקה (RLG ,FOG ,DTG) ויש לה כבר יותר מ-68 פטנטים בתחום ה-MEMS כך שהיא מתמחה בנושאים הבאים:
סנסורי MEMS אינרציאליים (ג’ירויים ומדי תאוצה).
מערכות ניווט וסטביליזציה מדויקות (IMU ו-INS/GPS).
תכנון וייצור In-House עם מסנן קלמן. כל הרכיבים מתוכננים ומיוצרים במפעל.
עמידה מלאה עפ”י מפרט מערכת, הצגת הנתון במקרה המחמיר בתנאים הקשים.
מערכות נוספות – Vertial Gyro המודד גם את ערך הזווית, AHRS המודד גם גובה ואת כיוון הצפון. ניתן לשלבם עם מקלט GPS.
פיצוי מלא בטמפרטורה ורעידות – עמידה מלאה עפ”י ה-SPEC, בכל טווחי הטמפרטורה.
התקשורת – RS485 המחליף את ה-RS422 המתיישן. קצב הדגימה הפנימי הנו 4Khz עם קונקטור MIL.
החברה הכריזה לאחרונה על שיפורים ברכיבים הבאים:
Ultra Low Noise Gyro: החברה הכריזה על סדרת ה-G150Z המחליפה את ה-G100Z. צפיפות הרעש האקראי הנה
sec/√Hz והמשקל הנו 28 גרם ברוחב סרט של 200Hz. הג’ירו הזה עוקף בביצועיו ג’ירו סוג RLG במידות קטנות ואף FOG בחוג פתוח, הנחשבים משמעותית יותר יקרים.
Dual Axis Gyro: עוד יכולת מתקדמת
הנה השיפור בג’ירו הדו צירי הזעיר, ה-G200, האידיאלי ליישומי סטביליזציה ומערכות מוטסות. משקלו הוא רק 18 גרם והוא עוקף את ביצועי ה- (Dynamically Tuned Gyro).
מד תאוצה (Accelerometer): ה-A40 הנו מד תאוצה בעל אורך חיים ארוך. משקלו הנו 15 גרם והוא תוכנן להיות מד תאוצה מוביל בתחום ה-MEMS בעלות נמוכה.
עם הכרזת הטכנולוגיה של ה-G150Z, המכונה גם כ-Ultra Low Noise, ניתן היה לייצר גם מערכות מדויקות יותר. נבחן למשל את ה-IMU מסדרת LandMark50. מדובר ב-IMU מהמתקדמים שיש, בצפיפות רעש של sec/√Hz והיסט של
1°/hour (נתונים מרשימים ל-MEMS). ביצועי הרכיב הנם עומדים בערכים אלו גם במקרי קצה בטמפרטורות קיצוניות, כך שאין צורך להשקיע זמן וכסף בפרויקט על מנת לכייל את המערכת. בכל הקשור לבקרת טיסה או יציבות לתותחים תוך כדי ירי אוטומטי, ה-IMU הזה הוא הפתרון הנבחר והודות למידותיו הוא נח מאד להתקנה על כלים בלתי מאוישים.
במידה ונדרש רכיב IMU אנלוגי (RS485 הנה תקשורת דיגיטלית), אזי החברה משווקת גרסה כזו בשם (Motion Reference Module) העונה על הצורך.
בזכות ה-IMU המתקדם ניתן היה לייצר מערכות מתקדמות נוספות כמו ה-Vertical Gyro וה-AHRS.
על מנת לייצר INS/GPS מבוסס MEMS שיהיה מוביל בעולם, נדרש היה לשפר את מקלט ה-GPS ואכן נעשה שיפור כזה.
מקלט ה-GPS החדש הנו בקצב של 10Hz והוא קולט את לווייני ה-GPS האמריקאי, ה-Galileo האירופי וה-GLONASS הרוסי וכך הדיוק שופר מ-2.5 מטר ל-1 מטר. בתוך הרכיב מותקן גם מגנומטר למציאת צפון וברומטר למדידת גובה כגיבוי כאשר ה-GPS נופל. במידה ואין GPS כלל, אזי ההיסט יהיה 4NM לשעה.
בזכות שיפורים אלו, ה-INS/GPS מבוסס MEMS של חברת Gladiator Technologies מתחרה ברכיבי ה-INS מבוססי RLG או FOG ברמה הטקטית.
מוצרי החברה מסווגים בקטגוריית הייצוא המסחרית (לא ITAR) והם מסווגים
כ- – (No License require). בסווג זה, ניתן לרכוש מוצרי MEMS ללא צורך ברישיון ייצוא.
החברה ממשיכה לעבוד על פיתוחים עתידיים. המוצרים החדשים שבפיתוח הנם:
MEMS North Seeker – מדובר תחילה על ייצור מוצר מדגים ע”י גילוי צפון ללא תזוזה וללא תלות בשדות המגנטיים בסביבת הרכיב (גילוי עפ”י חישת סיבוב כדור הארץ). הסדרה הראשונה תהיה בדיוק של מעלה אחת. והפיתוח מתקרב לעבר 0.1 מעלה.
New IMU & INS/GPS – לקיחת ביצועי סדרת ה-LandMark50 ודחיסה לגודל של קובייה בעלת צלע 1.3 אינץ’.
חברת Gladiator מתקדמת ומובילה בתחום ה-MEMS, והמטרה לטווח היותר רחוק היא להבשיל את טכנולוגיית ה-MEMS עצמה לכזו שתעקוף את הטכנולוגיות האופטיות והלייזר.
