Трехосевой акселерометр что это

МЭМСы. Как устроены современные датчики?

Микроэлектромеханические системы (МЭМС) — устройства, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты. Сейчас довольно трудно встретить системы в которых не используются датчики, выполненные по данной технологии. Но как устроены современные датчики и какие преобразователи используются для работы с ними? Постараемся детально разобраться в этом вопросе, основываясь на работе современных МЭМС-акселерометров.

Простейший акселерометр, как он работает?

Акселерометр — прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения (разности между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением). Принцип работы можно объяснить с помощью простой модели.

Модель устройства механического акселерометра (оригинал)

При увеличении ускорения, масса будет растягивать пружину. По закону Гука из школьной программы физики можно с легкостью найти ускорение системы:

Используя три перпендикулярно расположенных датчика, можно узнать ускорение предмета по 3-м осям, и зная начальные условия определить положение тела в пространстве.

Эта незамысловатая модель представляет собой основу работы большинства акселерометров, которые можно поделить на 3 основные подгруппы:

Пьезоэлектрический акселерометр

Основывается данный тип датчиков на пьезорезистивном эффекте, который был открыт в 1954 году Смитом в таких полупроводниках как германий и кремний. В отличие от пьезоэлектрического эффекта, пьезорезистивный эффект вызывает изменение только электрического сопротивления, но не электрического потенциала.

При увеличении ускорения, инертная масса увеличивает/уменьшает давление на пьезоэлемент. Благодаря пьезоэффекту происходит генерация сигнала, который зависит от внешнего ускорения.

Устройство пьезоэлектрического акселерометра (оригинал)

Датчики такого типа требуют дополнительного усилителя, который увеличивает амплитуду сигнала, и создает низкоимпедансный выход для работы с внешними устройствами. Для калибровки нулевого значения ускорения используется Preload Bolt, масса которого рассчитана так, чтобы соответствовать нулевой точки ускорения в системе.

Датчики такого типа до сих пор сильно распространены, и в основном применяются в системах, требующих высокую надежность — automotive. Для коммерческой электроники зачастую используют электронные акселерометры, которые имеют меньший размер и цену.

Электронные акселерометры

Принцип работы электронных датчиков основан на изменении емкости конденсаторов при изменении ускорения. Простейшая модель работы представлена на картинке.

Устройство 2-х осевого электро-механического акселерометра

При изменении ускорения, масса изменяет расстояние между обкладками конденсатора. Из простейшей формулы емкости конденасатора следует, что при изменении d расстояния между обкладками емкость конденсатора будет также изменяться. Широкое применение данный метод получил, благодаря развитию МЭМС (MEMS)– микроэлектромеханических систем.

МЭМС технологии позволяют создавать конденсаторы с подвижными обкладками на кремниевой подложке, что существенно уменьшает размер устройства, и что не маловажно – его стоимость.

Устройство 2-х осевого электро-механического акселерометра (оригинал из книги «Introductory MEMS». Дальнейшие иллюстрации тоже взяты из этой книги)

У читателя наверняка возник вопрос: “как именно детектировать изменение емкости конденсатора?” Постараюсь дать на этот вопрос исчерпывающий ответ.

Устройство МЭМС акселерометра. Как превратить изменение емкости в сигнал?

Емкостной полумост

Итак прежде, чем описывать работу самого датчика, обратимся к довольно популярной схеме в схемотехнике – емкостному полумосту (Capacitive half-bridge).

Емкостной полумост — основа МЭМС-датчиков

Напряжения и являются входными, а – выходной сигнал для последующего преобразования. Емкости обоих конденсаторов зависят от внешнего ускорения, и изменяются на величину x(t). При x = 0, заряды на емкостях являются идентичными, и при этом . При условии, что x Вывод формулы для изменения емкости

Запишем через формулу емкости:

Упростив данные формулы, получаем следующее:

Учитывая условие, что x Вывод формулы зависимости выходного тока от изменения емкости

Учитывая тот факт, что ток является производной заряда dq/dt, а заряд q=CU, преобразуем данное уравнение в следующий вид:

Пусть потенциалы , тогда исходя из формулы (1.1):

Результат получился довольно странный: выходной ток никак не зависит от изменения емкости. Для того, чтобы детектировать изменение емкости, необходимо задавать на обкладках напряжения разной полярности, то есть: , а . Тогда переделаем уравнение с учетом данной модификации.

Учитывая уравнение 1.2 для изменения емкости, получаем:

, где – частота переменного сигнала (определяется на этапе разработки, в зависимости от полосы пропускания системы и нормальной работы механических емкостей).

Итак, мы получили уравнение (1.4), которое показывает, как изменение емкости конденсатора влияет на выходной сигнал системы. Однако такой сигнал будет довольно малый по амплитуде, к тому же если подключим к нему нагрузку для общения с внешним миром — вся система рухнет. Тут нужен усилитель…

Просто добавь усилитель

Добавим в нашу систему усилитель (будем считать, что коэффициент усиления — — сл-но работает принцип виртуальной земли).

Емкостной полумост + интегратор

Итак теперь найдем зависимость выходного напряжения усилителя от изменения емкости.

Ток через конденсатор можно записать через изменение заряда dq/dt, поэтому исходя из полученного уравнения (1.4) получаем:

Данное уравнение показывает, что выходной сигнал зависит не только от положения обкладки x, но и от ее скорости движения (что не желательно). Для того чтобы компонента, вносимая скоростью, была незначительной, необходимо использовать высокочастотный входной сигнал (обычно такую частоту выбирают в районе 1 ГГц). Запишем компоненты уравнения как гармонические сигналы:

Выбираем частоту достаточно высокую, чтобы :

Учитывая, что сигналы и имеют одинаковую частоту переходим к отношению их амплитуд:

В итоге мы получили зависимость выходного сигнала усилителя от изменения положения обкладки конденсатора. Внимательный читатель должен сразу обратить внимание – это же амплитудная модуляция! Действительно, в данной системе мы имеем сигнал x(t), который перемножается с сигналом и усиливается на величину . Следующий шаг – убрать несущую частоту , и мы получим усиленный сигнал x(t) – который пропорционален ускорению. Долгий путь вычислений привел нас к пониманию архитектуры МЭМС-акселерометра.

Архитектура МЭМС акселерометра

Рассмотрим сначала функциональную схему датчика:

Функциональная схема МЭМС-акселерометра

Изначально у нас есть сигнал x(t) – который отражает изменение ускорения. Далее мы перемножаем его с несущим сигналом и усиливаем с помощью операционного усилителя (в режиме интегратора). Далее происходит демодуляция – простейшая схема – диод и RC фильтр (в реальности используют усложненную схему, синхронизируя процесс модуляции и демодуляции одной несущей частотой ). После чего остатки шума фильтруются с помощью фильтра низких частот.

В качестве примера приведу один из первых МЭМС акселерометров компании Analog Devices – ADXL50:

Структурная схема ADXL50

Наверное, приведя структурную схему датчика в начале статьи многим читателям не было бы понятно назначения некоторых блоков. Теперь завеса приоткрыта, и можем обсудить каждый из них:

Какой преобразователь выбрать для работы с датчиками?

Выбор преобразователя для работы с датчиками зависит от точности, которую вы хотите получить. Для работы с датчиками подойдут АЦП с архитектурой SAR или Delta-Sigma с высокой разрядностью. Однако современные датчики обладают встроенными преобразователями. Лидерами этого направления являются STMicroelectronics, Analog Devices и NXP. В качестве примера, можно привести новую микросхему с 3-х осевым акселерометром и встроенным АЦП – ADXL362.

Структурная схема ADXL362

Для работы с АЦП в схему добавлены антиэлайзинговые фильтры, чтобы исключить попадания в спектр дополнительных гармоник.

Где достать такие технологии?

Сейчас для fabless компаний доступно множество фабрик, которые предлагают технологии МЭМС. Однако для создания современных микросхем требуется интегрировать емкости с подвижными пластинами в стандартный маршрут проектирования, ведь помимо такой емкости необходимо спроектировать дополнительные блоки (генератор, демодулятор, ОУ и тд) на одном чипе. В качестве примера можно привести фабрики TSMC и XFab, которые предлагают технологию для реализации МЭМС датчика вместе со всей обвязкой. На картинке представлены емкости, которые позволяют создать трехосевой акселерометр:

Трехосевой емкостной полумост от TSMC

В России также существует фабрика по выпуску МЭМС датчиков – “Совтест”, однако предприятие не обладает технологией интегрирования дополнительных схемотехнических блоков, которые необходимы для создания конечного устройства и единственный выход — применять технологию микросборки.

Какие наработки есть у нашей компании в этом направлении?

У нас есть несколько преобразователей, которые предназначены для работы с датчиками. Из новых продуктов это:

Преобразователь напряжение-частота

Для преобразования данных с датчика обычно используются SAR или delta-sigma АЦП, однако существует еще один тип преобразователей — интегрирующие ПНЧ, которые имеют существенные преимущества:

ПНЧ под микроскопом

Каждый из трех основных каналов преобразует входное напряжение в диапазоне ± 4В в частоту до 1250кГц на 3-х выходах, соответствующих положительному и отрицательному входным напряжениям. Также микросхема имеет в каждом канале 16 битный реверсивный счетчик, для подсчета частотных импульсов. SPI интерфейс служит для управления режимами преобразования и выборки содержимого счетчиков импульсов каналов. Основными требованиями к параметрам ПНЧ являлись:

Есть только одно “но” – биполярное питание. Для обеспечения хорошей стабильности нуля (напряжение, которое соответствует ускорению 0g) необходимо использовать биполярное питание. Такое решение довольно эффективное – ведь когда 0g соответсвует “земля”, система априори будет стабильной. Также это улучшает проектирование системы. В современных датчиках в качестве нуля используют половину питания Vdd/2, однако если значение напряжения на преобразователе будет отличаться от напряжения на датчике – мы автоматически получаем смещение, которое нужно дополнительно калибровать.

Наверное, для многих потребителей биполярное напряжение немного отпугивает, и мы как разработчики это понимаем. Возможно, в дальнейшем сделаем коммерческий вариант для МЭМСов (или интегрируем датчик в ПНЧ). Пока, конечно, это всего лишь планы, но уверен они увидят свет.

Источник

3-осевые микромеханические акселерометры ADXL345 и ADXL346 с микропотреблением и детектором событий

Введение

Современный рынок промышленных и бытовых устройств предъявляет все большие требования к их функциональности и безопасности использования. Особенно это проявляется там, где у потребителя есть выбор, и при прочих равных выбор, естественно, упадет на устройства с большей функциональностью или с уникальными возможностями.

Компания ADI — лидер в производстве компонентов на основе микромеханических систем — объявила о серийном производстве нового компонента — 3-осевого микромеханического акселерометра ADXL345 с микропотреблением и детектором событий.

К выходу в серийное производство готовится также его функциональный аналог ADXL346, отличающийся меньшими габаритами и более низкой потребляемой мощностью.

Стандартными областями применения для акселерометров являются: навигация, робототехника, системы безопасности в автотранспорте. В последнее время, благодаря снижению стоимости и появлению дополнительных функций, этот список значительно расширился:

– Мониторинг состояния персонала, находящегося в зоне риска: охранников объекта, персонала на транспорте и т.д.

– Датчики контроля вибрации и аварийных состояний в промышленном и бытовом оборудовании.

– Защита персонала на производстве при потере контроля над оборудованием или случайном падении.

– Охранные датчики: открывание дверей, окон, технологических люков.

– Закладные охранные датчики, например, объектов выставки, оборудования, банкоматов.

– Защита электронно-механических устройств и оборудования при свободном падении.

– Управление энергопотреблением и активностью экономичной портативной техники.

– Расширение функциональности диагностической локационной техники — построение пространственной картины измерений.

– Системы ввода информации «человек — компьютер».

– Контроль сохранности грузов при транспортировке.

– Измерение интенсивности нагрузки при занятиях спортом.

В этой статье рассматриваются некоторые возможности применения микромеханических датчиков в целом и ADXL345, ADXL346, в частности.

Описание компонента ADXL345

Что собой представляет этот компонент?

ADXL345 — это 3-осевой датчик ускорения с возможностью программирования диапазона ускорений из ряда: ±2; ±4; ±8; ±16g.

Кроме того, у ADXL345:

— диапазон рабочих напряжений питания: 2,0…3,6 В;

— ток потребления в рабочем режиме 40…150 мкА, в зависимости от частоты опроса;

— разрешающая способность 10—13 разрядов (при измерении ускорения ±16g);

— рабочий диапазон температур: –40…85°С;

— интерфейс SPI или I2C;

— корпус LGA размером 3×5×1 мм.

Более подробные характеристики ADXL345 см. в техническом описании [1].

Структурная схема и расположение выводов приведены на рисунке 1, а их назначение — в таблице 1.

Также датчик имеет несколько следующих функциональных особенностей.

— Детектирование и индикация событий:

— наличие активности (ускорения), с выбором осей;

– Два программируемых выхода событий.

– Буфер FIFO глубиной 32 уровня.

— Интерфейс может сигнализировать о событиях: наличие данных, заполнение буфера и переполнение буфера.

В отличие от ADXL345, у акселерометра ADXL346 корпус LGA размером 3×3×0,95 мм; диапазон рабочих напряжений питания составляет 1,7…2,75 В; имеется функция определения ориентации с возможностью сигнализации о ее изменении.

Рис. 1. Структурная схема ADXL345 и расположение выводов

Таблица. 1. Назначение выводов ADXL345

Питание интерфейса ввода-вывода

Должен быть подключен к общему проводу

Зарезервирован, должен быть подключен к VS
или оставаться свободным

Должен быть подключен к общему проводу

Должен быть подключен к общему проводу

Вход выбора МС, активный низкий

Выход прерывания 1

Выход прерывания 2

Зарезервирован, должен быть подсоединен к общему проводу или оставаться свободным

Выход данных для SPI или выбор адреса для I2C

Данные для I2C или вход данных для 4-проводного SPI, или вход и выход данных для 3-проводного SPI

Синхронизация для данных

Распознавание легких ударов

Это событие происходит, в случае если измеренная величина ускорения превысит пороговое значение (хранящееся в регистре THRESH_TAP) на время не более того значения, которое хранится в регистре DUR. При этом будет установлен бит SINGLE_TAP.

Если за первым превышением порога, по истечении времени LATENCY TIME и в течение времени TIME WINDOW FOR SECOND TAP (см. рис. 2), которое определяется регистром WINDOW, последует второе событие, определяемое по описанным выше правилам, установится бит DOUBLE_TAP.

Рис. 2. Распознавание легких ударов

Распознавание активности (ускорения)

Наличие активности определяется, когда величина измеренного ускорения превышает значение, хранящееся в регистре THRESH_ACT.

Отсутствие активности обнаруживается, когда величина ускорения в течение времени TIME_INACT меньше значения, хранящегося в регистре THRESH_INACT.

Описанный алгоритм работы соответствует режиму dc-coupled. Прибор также поддерживает режим работы ac-coupled, в котором, в соответствующих случаях, со значениями регистров THRESH_ACT и THRESH_INACT сравнивается модуль разницы между текущим значением ускорения и опорным — значением ускорения в начале события.

Для каждой оси возможен выбор, будет ли ускорение вдоль нее влиять на обнаружение событий активности (см. описание регистра ACT_INACT_CTL в [1]).

Диагностика состояния свободного падения

Состояние свободного падения детектируется, если величина ускорения меньше значения THRESH_FF в течение времени TIME_FF. Причем, всегда учитываются значения по всем осям, и алгоритм обработки соответствует режиму dc-coupled.

Используя сигнал с датчика, можно определить высоту падения. В простейшем случае достаточно измерить время, в течение которого генерируется событие FREE_FALL. Так например, если событие длится около 300 мс, то

Подробнее пример реализации алгоритма на Си см. в [4].

Режимы работы FIFO

Буфер FIFO позволяет снизить вычислительную нагрузку на управляющий МК и предназначен для временного хранения результатов измерения. В ADXL345 буфер имеет глубину в 32 измерения по каждой из осей и может функционировать в одном из следующих четырех режимов.

Bypass Mode — буфер отключен.

FIFO Mode — в случае переполнения буфера новые результаты измерения не сохраняются.

Stream Mode — в случае переполнения буфера самые старые значения заменяются новыми.

Trigger Mode — в этом режиме буфер функционирует аналогично Stream Mode до наступления события, определяемого полем trigger bit в регистре FIFO_CTL. После этого в буфере сохраняется число последних значений, определяемое в регистре FIFO_CTL, и дальнейшее функционирование продолжается аналогично режиму FIFO Mode.

Рекомендации по использованию FIFO см. в [5].

Примеры применения

Мониторинг состояния персонала или пациентов

Если акселерометр разместить на теле человека, можно реализовать датчик падения, происшедшего, например, в результате потери сознания человеком, нападения, если это охранник, или другого несчастного случая.

Пример кривых, отражающих величину ускорения при падении, показан на рисунке 3. В данном случае падение является не совсем свободным: тело «валится», поэтому характер изменения ускорения по осям отличается от случая свободного падения.

Рис. 3. Характер изменения ускорений при не совсем свободном падении

В процессе падения можно выделить несколько стадий.

1. Начало падения. При свободном падении эта стадия характеризуется состоянием невесомости. Величина векторной суммы ускорений по всем трем осям близка к нулю. При падении отличном от свободного величина векторной суммы ускорений по трем осям не близка к нулю, но меньше 1g. Это первый признак падения (зона 1 на рис. 3).

2. Столкновение с поверхностью. По окончании падения происходит столкновение с поверхностью, что наблюдается на графике как резкое увеличение ускорения, вплоть до перегрузки датчика. Это второй признак падения (зона 2 на рис. 3).

3. Неподвижность. Человек не может подняться после падения немедленно — какое-то время он неподвижен. Это третий признак падения (зона 3 на рис. 3).

4. Изменение положения тела после падения. В результате того, что тело человека изменяет положение после падения, вектор ускорения свободного падения меняет направление по отношению к датчику. Это четвертый признак падения (сравните величины проекций ускорений на оси в зонах 3 и 4 на рисунке 3).

Измерение величины перемещения и вибродиагностика

В случае линейных синусоидальных колебаний их амплитуду достаточно просто вычислить. Как известно из курса физики [8], в случае гармонических синусоидальных колебаний амплитуда ускорения, частота и амплитуда колебаний связаны формулой:

где X0– амплитуда колебаний, a0– амплитуда ускорения,
ω – круговая частота колебаний.

Если необходимо определить текущее положение прибора с акселерометром, а движение не является равноускоренным, следует дважды провести интегрирование по времени с учетом начальных значений ускорения свободного падения, положения и скорости, как показано на рисунке 4 [9].

Простейший пример использования акселерометра при вибродиагностике износа механических деталей машин заключается в измерении интенсивности колебаний с некой характерной для данного изделия частотой. Полоса частот ADXL345 ограничена 1600 Гц, что может оказаться недостаточным. В этом случае целесообразнее использовать ADXL001 с полосой частот до 22 кГц и аналоговым выходом.

Рис. 4. Определение местоположения с использованием акселерометра

Встроенный в механический узел датчик в этом случае должен содержать полосовой фильтр и амплитудный детектор с механизмом сигнализации. Для цифровой спектральной фильтрации сигнала с акселерометра вовсе не обязательно заниматься программированием на языках высокого уровня, можно применить МК семейства SigmaDSP® производства ADI. Подробнее об этом семействе см. [17].

Для создания фильтров с использованием SigmaDSP® достаточно приобрести отладочный набор, в состав которого входит полнофункциональная среда визуального программирования с интерфейсом ввода структуры, аналогичным LabView. С ее помощью можно быстро реализовать цифровые фильтры, в т.ч. с управляемыми извне характеристиками. Сигнал с датчика можно непосредственно оцифровать АЦП, входящим в состав SigmaDSP®, а обработанный цифровой поток вывести по последовательному интерфейсу или вновь преобразовать в аналоговый сигнал.

Построение пространственной картины измерений

Идея этого применения заключается в совместной обработке сигнала системы навигации и системы измерения, датчики которых конструктивно объединены, что позволяет построить пространственную картину измеряемой величины.

Пример 1. Металлоискатель, или функционально аналогичный прибор, в котором имеется датчик интенсивности некой физической величины. При перемещении измерительной части, на индикаторе прибора отображается не только текущее значение измеряемой величины, но и положение датчика относительно зарегистрированных минимумов и максимумов сигнала, или его градиентов. Это избавляет оператора от необходимости сравнивать текущие показания интенсивности с максимальными их значениями, анализируя направление перемещения измерительной части в поиске точек минимума и максимума.

Пример 2. Аудиометрия помещений может быть проведена гораздо быстрее, если измерительный микрофон совместить с датчиком перемещения. При этом измерения можно проводить не в точках, а по траекториям, автоматически фиксируя результаты соответствующим программным обеспечением.

Интерфейсы пользователя

Удобство применения бытовой техники имеет решающее значение в условиях конкуренции. Какой бы совершенной ни была та или иная технология, она едва ли станет успешной, если разработчикам не удалось сделать ее использование максимально интуитивным и привлекательным. Помочь завоевать будущего пользователя может применение акселерометров. Уже сейчас на рынке появилось немало устройств с недорогими акселерометрами, как специально ориентированными на использование этой технологии, так и содержащими этот компонент как опцию, благо софт в большинстве устройств можно обновить. Частными случаями такого применения является: изменение ориентации изображения на экране мобильного устройства или ноутбука; учет ориентации изображения в фотоаппарате или фоторамке; управление прокруткой изображения при встряхивании или наклоне мобильного телефона [14, 15]. Некоторые практические рекомендации по обработке данных с акселерометра при реализации интерфейсов можно найти в [16].

Детектирование свободного падения портативной аппаратуры

Использование акселерометров для защиты носителей данных получило распространение в жестких дисках портативных компьютеров. Алгоритм, реализующий обнаружение свободного падения, подробно рассмотрен в [10].

Отметим, что поскольку в этом случае требуется выдать информацию до завершения свободного падения, автор статьи рекомендует использовать для детектирования свободного падения суммы квадратов производных ускорения по осям.

Контроль сохранности грузов

Не секрет, что большая часть электронной и высокоточной механической аппаратуры резко отрицательно относится к ударам и требует бережного отношения при перевозке и эксплуатации. Как при сервисном обслуживании или перед вводом техники в эксплуатацию определить, были ли нарушены условия транспортировки и хранения? Установив акселерометр в прибор или укомплектовав упаковку электронным самописцем на базе акселерометра, всегда можно будет однозначно дать ответ на этот вопрос, причем в процессе эксплуатации прибора датчик может с успехом выполнять другие описанные выше функции. Акселерометры ADXL345 и ADXL346 прекрасно подойдут на эту роль, т.к. они обладают крайне низким потреблением и способны не только пробудить микроконтроллер при выходе величины ускорения за установленное пороговое значение, но и благодаря режиму работы FIFO Trigger Mode способны сохранить данные, отражающие картину происходящего до того, как хост-контроллер будет готов их принять для последующей обработки. Микропрограмме контроллера останется вычислить модуль вектора ускорения и сравнить его с заданным значением для принятия решения о нарушении допустимых условий транспортировки или эксплуатации.

Возможный алгоритм работы микропрограммы хост-контроллера следующий.

1. Зафиксировать текущие значения ускорения по осям.

2. В зависимости от предъявляемых условий, настроить пороги как сверху, так и снизу.

3. Перевести МК в спящий, а акселерометр – в экономичный режим.

4. Ожидание прерывания от акселерометра.

5. При поступлении сигнала прерывания начать непрерывное считывание данных с акселерометра.

6. Считать данные и вычислить модуль вектора ускорения.

7. Проверить на превышение допустимой величины; при необходимости сохранить результат проверки.

8. Проверить на установившееся значение. Если состояние не меняется, перейти к п. 1, иначе см. п. 6.

Для полноты информации необходимо указать, что для данного применения имеется специализированный компонент ADIS16240, способный отслеживать пиковые значения суммы квадратов измерений, полученных по всем трем осям. В сравнении с ADXL345, ADXL346, это готовый модуль с диапазоном измерений ±19g, однако его стоимость приблизительно на порядок выше.

Средства разработчика

Для разработки устройств с использованием акселерометров и оценки их возможностей Analog Devices выпускает специальные наборы. Для ADXL345 доступны наборы двух видов — на базе универсальной оценочной платы для инерциальных систем, внешний вид которого представлен на рисунке 5, и мини-набора разработчика (см. рис. 6).

Рис. 5. Внешней вид отладочного набора на базе универсальной отладочной платы для инерционных систем

Рис. 6. Схема и внешний вид мини-набора разработчика

Отладочный набор на базе универсальной оценочной платы для инерциальных систем включает в себя:

– микропотребляющий акселерометр ADXL345;

– универсальную материнскую плату для инерциальных систем;

– специфическую для каждого акселерометра дочернюю плату;

– стандартный USB-кабель для питания набора и передачи данных;

– графическую пользовательскую среду для ПВМ.

Плата большего размера обеспечивает интерфейс ввода полученных от акселерометра данных и функционирует также с другими акселерометрами производства ADI. При переходе на другой тип акселерометра достаточно приобрести дочернюю плату под интересующий тип этого датчика.

Поставляемое в комплекте программное обеспечение позволяет изменять содержимое внутренних регистров ADXL345 при помощи графического интерфейса, задавая, таким образом, режим работы акселерометра, и производить захват информации о движении с отображением ее в виде графиков на экране ПВМ. Вид графического интерфейса ПО показан на рисунке 7.

Рис. 6. Схема и внешний вид мини-набора разработчика

Мини-набор предназначен для подключения акселерометра к системе сбора данных разработчика и упрощения задачи монтажа в процессе оценки возможностей датчика.

Оценочные средства и образцы МК можно заказать в ООО «ЭЛТЕХ».

Выводы

Применение акселерометров в современной технике позволит значительно расширить функциональные возможности существующей аппаратуры и создать приборы с уникальными характеристиками. В ряде случаев применение акселерометров позволит сэкономить рабочее время операторов, использующих оборудование с датчиками движения, и ресурс самого оборудования. Применение акселерометров в промышленности и на производстве позволит повысить безопасность персонала и сэкономить денежные средства на периодическом обслуживании.

Акселерометры производства ADI просты в применении, доступны для заказа, обеспечены необходимой для разработчика технической документацией и оценочными средствами, что, несомненно, сократит время проектирования изделия с использованием этих акселерометров.

Источник