三轴加速度传感器设计

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基于三轴加速度计SCA3000和LPC2210的倾斜角传感器设计

基于三轴加速度计SCA3000和LPC2210的倾斜角传感器设计

基于三轴加速度计SCA3000和LPC2210的倾斜角传感器设计倾斜角传感器设计基于三轴加速度计SCA3000和LPC2210的方案一、介绍倾斜角传感器是一种测量物体倾斜角度的装置,广泛应用于自动化控制、机器人、航天航空等领域。

在这篇文章中,我们将介绍一种基于三轴加速度计SCA3000和LPC2210的倾斜角传感器设计方案。

二、SCA3000的特点及原理SCA3000是一种高精度、低功耗的三轴加速度计传感器,可测量在x、y和z轴上的加速度。

其主要特点包括:1.可测量±2g、±4g或±8g范围内的加速度;2.14位的高精度模数转换器(ADC);3.SPI接口和I2C接口供数据传输;4.低功耗模式。

SCA3000的工作原理基于微机电系统(MEMS)技术,通过检测微小的结构变形来测量加速度。

当物体加速度发生变化时,其结构会发生微小的变形,SCA3000通过检测这些变形来确定加速度。

三、LPC2210的特点及原理LPC2210是一款高性能、低功耗的ARM处理器,具有以下特点:1.32位ARM7TDMI-S内核;2.高速时钟,最高工作频率为60MHz;3.多种外设接口,如SPI、I2C、GPIO等;4.低功耗待机和睡眠模式。

LPC2210用作倾斜角传感器的控制器,通过与SCA3000的SPI或I2C接口进行通信,读取和处理传感器的数据,并计算出倾斜角度。

四、设计方案1.硬件设计倾斜角传感器的硬件设计包括电源电路、SCA3000和LPC2210的连接、外部接口等。

电源电路需要提供稳定的直流电压供给传感器和控制器,同时还需要考虑低功耗设计。

SCA3000和LPC2210之间的连接可以通过SPI或I2C接口实现,根据具体需求选择合适的接口。

外部接口可以根据实际应用选择,比如UART、CAN或GPIO等。

2.软件设计倾斜角传感器的软件设计主要涉及LPC2210的程序设计。

程序需要通过SPI或I2C接口初始化SCA3000传感器,并定时读取其数据。

三轴向高灵敏度加速度传感器

三轴向高灵敏度加速度传感器

三轴向高灵敏度加速度传感器便携式电子产品功能的增加推动了对数据驱动器存储的需求,设计人员正在寻找占用较小板卡空间的改进保护系统。

飞思卡尔半导体率先推出业界第一款三轴向高灵敏度加速度传感器——MMA7260Q。

MMA7260Q能在XYZ三个轴向上以极高的灵敏度读取低重力水平的坠落、倾斜、移动、放置、震动和摇摆,它是同类产品中的第一个单芯片三轴向加速器。

1 小巧的巨人飞思卡尔自1980年第一个传感器问世以来,销售的传感器数量在去年已经突破了具有里程碑意义的4.5亿大关。

飞思卡尔帮助客户开发产品,用以监控身边的大量产品和技术。

MEMS传感器是面向加速和压力传感器市场的支持技术。

飞思卡尔将非常小的电子和机械组件包含在一个封装中,做成了MEMS传感器。

这个封装还整合了集成电路(IC)。

当MEMS感应、处理或控制周围环境时,它使系统的一部分能够进行信息处理。

传感器适用于需要测量因倾斜、移动、定位、震动或摆动而产生的各种力,或者测量压力、高度、重量和水位的最终产品以及嵌入式系统。

飞思卡尔基于MEMS的压力传感器和加速传感器是汽车电子、保健监控设备、智能便携电子设备(如蜂窝电话、PDA、硬盘驱盘器、计算机外围设备和无线设备)等应用中的关键组件。

使用MEMS传感器,您能够拥有更准确的血压监控设备;更精确的气象站气象测量;功能更高的呼吸器和反应更快、更强的游戏设备。

汽车设计人员和厂商在每辆汽车内的不同地方都要应用MEMS传感器。

在加强汽车安全的应用中,加速传感器提供碰撞检测功能,并对前/侧气囊及其他汽车安全设备进行有效部署。

在特殊的保健监控应用中,压力传感器为病人提供重要诊断。

在蜂窝电话中,MEMS产品能用自然的手部运动(而不是推动按钮的方法)激活各种功能。

飞思卡尔开发的基于微机电系统(MEMS)的三轴向低重力加速计MMA7260Q,专门面向便携式消者电子产品。

MMA7260Q的可选灵敏度允许在1.5 g、2 g、4 g和6 g的不同范围内进行设计。

三轴加速度传感器原理及应用

三轴加速度传感器原理及应用

三轴加速度传感器原理及应用三轴加速度传感器原理MEMS换能器(Transducer)可分为传感器(Sensor)和致动器(Actuator)两类。

其中传感器会接受外界的传递的物理性输入,通过感测器转换为电子信号,再最终转换为可用的信息,如加速度传感器、陀螺仪、压力传感器等。

其主要感应方式是对一些微小的物理量的变化进行测量,如电阻值、电容值、应力、形变、位移等,再通过电压信号来表示这些变化量。

致动器则接受来自控制器的电子信号指令,做出其要求的反应动作,如光敏开关、MEMS显示器等。

目前的加速度传感器有多种实现方式,主要可分为压电式、电容式及热感应式三种,这三种技术各有其优缺点。

以电容式3轴加速度计的技术原理为例。

电容式加速度计能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况。

其主要为利用硅的机械性质设计出的可移动机构,机构中主要包括两组硅梳齿(Silicon Fingers),一组固定,另一组随即运动物体移动;前者相当于固定的电极,后者的功能则是可移动电极。

当可移动的梳齿产生了位移,就会随之产生与位移成比例电容值的改变。

当运动物体出现变速运动而产生加速度时,其内部的电极位置发生变化,就会反映到电容值的变化(ΔC),该电容差值会传送给一颗接口芯片(InteRFace Chip)并由其输出电压值。

因此3轴加速度传感器必然包含一个单纯的机械性MEMS传感器和一枚ASIC接口芯片两部分,前者内部有成群移动的电子,主要测量XY及Z轴的区域,后者则将电容值的变化转换为电压输出。

文中所述的传感器和ASIC接口芯片两部分都可以采用CMOS制程来生产,而在目前的实际生产制造中,由于二者实现技术上的差异,这两部分大都会通过不同的加工流程来生产,再最终封装整合到一起成为系统单封装芯片(SiP)。

封装形式可采用堆叠(Stacked)或并排(Side-by-Side)。

手持设备设计的关键之一是尺寸的小巧。

目前ST采用先进LGA封装的加速度传感器的尺寸仅有3 X 5 X 1mm,十分适合便携式移动设备的应用。

三轴加速度传感器

三轴加速度传感器

MMA7260三轴加速度传感器
低成本微型电容式加速度传感器采用了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术,并且提供4个量程可选,用户可在4个灵敏度中的选择。

该器件带有低通滤波并已做零g补偿。

本产品还提供休眠模式,因而是电池充电的手持设备产品的理想之选。

XYZ
• 可选灵敏度(1.5g/2g/4g/6g)
• 低功耗:500 μA
• 休眠模式:3 μA
• 低压运行:V - V
• 6mm x 6mm x 1.45 mm的无引线四方扁平(QFN) 封装;• 高灵敏度(800 mV/g @ 1.5g)
• 快速开启
• 低通滤波器具备内部信号调理
• 设计稳定、防震能力强
• 无铅焊接
• 环保封装
• 成本低
可用在机器人、智能车、自由落体探测、动作探测等场合,具有较高的灵敏度,能进行立体XYZ三轴向检测,使相应设备能智能响应位置、方位和移动的变化。

可用来做评估和研
发。

板子特点:可直接5V供电,兼容51等单片机,也可直接供电,和AVR单片机供用一组电源。

标准的接口间距,可直接插到万用板上。

1、提供1.5g、2g、4g、6g四档加速度量程,灵敏度分别为800、600、300、200mV/g。

板上带量程选择开关。

2 、DIP集成电路型封装,方便扩展。

3、加速度信号输出为模拟电压,用户仅需AD转换即可得到加速度信号!
尺寸:*毫米
三轴加速度传感器功能图解
标准的接口间距,可直接插到万用板上。

[电子_电路]基于LABVIEW和三轴加速度传感器的振动信号测量系统设计

[电子_电路]基于LABVIEW和三轴加速度传感器的振动信号测量系统设计

[电子_电路]基于LABVIEW和三轴加速度传感器的振动信号测量系统设计机电工程学院毕业设计说明书设计题目: 基于LABVIEW和三轴加速度传感器的振动信号测量系统设计目录1. 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2 研究意义 (1)1.3研究现状 (2)1.3.1 电机检测的研究现状 (2)1.3.2 三轴加速度传感器研究现状 (3)1.3.3基于Lab VIEW 的虚拟仪器研究现状 (3)1.4 存在的问题,我的方案 (4)2. 方案论证 (5)2.1整体设计方案 (5)2.1.1.振动信号采集部分 (5)2.1.2.振动信号处理部分 (6)2.1.3振动信号分析结果输出模块 (6)2.1.4软件部分 (7)2.2方案一 (8)2.3方案二 (9)2.4最终方案的确定 (10)2.5我的研究目标 (11)3.振动检测系统的硬件设计 (11)3.1 三轴加速度传感器部分 (12)3.1.1压电式ICP三轴加速度传感器原理 (12)3.1.2三轴加速度传感器的选型 (15)3.1.3三轴加速度传感器的安装 (13) 3.2 IEPE恒流源部分 (14)3.3数据采集部分 (15)3.3.1数据采集卡的选型 (15)3.3.2数据采集卡的安装 (12)3.4 信号处理部分 (17)3.5硬件电路的连接 (17)本章小结 (18)4.振动检测系统软件设计 (20)4.1 NI LABVIEW软件简介 (19)4.2 LABVIEW 图形用户界面设置 (21) 4.2.1 主界面设计 (20)4.2.2输出界面设置 (22)4.2.3回放界面设置 (23)4.2.4参数设置界面 (23)4.3 LABVIEW功能模块设计 (24) 4.3.1 信号预处理模块 (24)4.3.2 烈度报警模块 (26)4.3.3 谱分析模块 (29)4.3.4 数据存储模块 (30)4.3.5信号数据的回放模块 (32)本章小结 (33)3.振动检测系统仿真测试 (35)5.1 仿真信号生成 (34)5.2仿真分析结果 (35)本章小结 (36)设计总结 (38)致谢 (40)参考文献 (41)附录 (42)基于Lab VIEW和三轴加速度传感器的振动信号测量系统的设计1. 绪论1.1研究背景随着近几十年来我国经济的快速发展,科学技术的进步,为了与生产方式进一步适应,满足大型高速拖动的需求(如拖动大型发电机的形式实验及拖动大型风机、水泵、轧钢机、球磨机等设备的高速运行),大型高速电机在我国也得到了迅速的发展。

三轴位置传感器模块设计与实现毕业设计 精品

三轴位置传感器模块设计与实现毕业设计 精品

三轴位置传感器模块设计与实现目录摘要 (I)ABSTRACT (II)引言 (1)1 绪论 (2)1.1传感器技术 (2)1.1.1 什么是传感器 (2)1.1.2 传感器的分类 (3)1.1.3 传感器的基本特性 (3)1.2三轴加速度传感器 (4)1.2.1 加速度传感器的原理 (4)1.2.2 加速度传感器的应用 (5)2 三轴位置传感器模块设计方案 (6)2.1理论基础 (6)2.1.1 坐标分析 (6)2.1.2 静止到运动的判断 (7)2.1.3 位置的计算 (7)2.2系统框架 (9)2.2本章小结 (10)3 三轴位置传感器的硬件设计 (11)3.1系统的硬件架构 (11)3.2硬件设计 (11)3.2.1 8051单片机模块 (11)3.2.2 三轴加速度传感器 (13)3.2.3 单片机外围电路 (14)3.3电路设计 (15)3.3.1 I2C总线技术 (15)3.3.2 原理图设计 (17)3.4本章小结 (18)4 三轴位置传感器的软件设计 (19)4.1单片机常用操作 (20)4.1.1 系统的复位及初始化 (20)4.1.2 计数器/定时器 (20)4.1.3 中断 (22)4.2程序设计 (23)4.2.1 加速度采集 (23)4.2.2 位置计算 (24)4.2.3 显示模块 (26)4.3实验结果 (27)4.4本章小结 (45)5 结论与展望 (46)致谢 (47)参考文献 (48)摘要在电子技术高度发达的今天,加速度传感器扮演的角色也越来越重要。

加速度传感器在航天领域,汽车领域,以及人们的日常生活中都有着广泛的应用。

三轴加速度传感器是加速度传感器的一种,它可以测量三个坐标轴的加速度,从而准确反映物体的运动状态,确定物体的空间位置。

本课题主要的内容是用三轴加速度传感器结合单片机设计出基于人体位置变化的三轴位置传感器模块,并实现该模块。

传感器使用的是ADI公司的ADXL345,它小而薄、超低功耗,并且具有多个功能。

基于3轴加速度计ADXL345的全功能计步器设计

基于3轴加速度计ADXL345的全功能计步器设计

基于3轴加速度计ADXL345的全功能计步器设计摘要计步器是一种颇受欢迎的日常锻炼进度监控器,可以激励人们挑战自己,增强体质,帮助瘦身。

早期设计利用加重的机械开关检测步伐,并带有一个简单的计数器。

晃动这些装置时,可以听到有一个金属球来回滑动,或者一个摆锤左右摆动敲击挡块。

计步器功能可以根据计算人的运动情况来分析人体的健康状况。

而人的运动情况可以通过很多特性来进行分析。

比如人在运动时会产生加速度。

本文介绍了利用人运动时产生加速度变化来检测步数的计步器实现方案,利用具有体积小,功耗低,三轴高精度加速度传感器ADXL345,芯片内部即可把数据采集来的数据处理为数字数据,采集到加速度数据以后加以适当的算法就可以实现计步功能。

本文设计了一款基于加速度传感器ADXL345的计步器。

详细介绍了计步器的软件算法的实同时芯片中还集成了SPI和I²C接口,可以方便地将数据传输到主控芯片。

该系统设计简单,实现方便。

该芯片也可以扩展到其它需要测量加速度的应用场合,具有非常广阔的应用前景。

关键字:计步器加速度传感器ADXL345 低功耗Based on three accelerometer ADXL345 company-wide functionalpedometer designAbstractPedometer is a popular daily exercise, can inspire people progress monitors challenge yourself, enhanced physique, help thin body. Early design of mechanical switch detection using aggravated with a simple steps, and the counter. When shaking these devices, can hear a metal ball slide back and forth, or a pendulum swings around percussion block pieces.Pedometer function can according to the calculated a people's movement situation to analyze a healthy condition of body. But the person's movements can pass a lot of properties for analysis. Such as people in motion produces acceleration. This paper describes the use of people move to detect changes generated when the acceleration of steps, utilization of implementation scheme pedometer, small size, low power consumption, high ADXL345 three axis acceleration sensor, chip can put the data acquisition to internal data processing for the digital data acquisition to acceleration data, after appropriate algorithm can achieve plan step function. This paper introduces the design of a paragraph of the pedometer ADXL345 based on acceleration sensor. Introduces the software algorithm real pedometer while the SPI has integrated chip I²C interface, and I can be conveniently data transmission to the main control chip. The system is simple in design, realization convenient. The chip can also extend to other need to measure the applications, the acceleration is very broad application prospect.KEY WORDS pedometer acceleration sensor ADXL345 low power consumption目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 绪论 (1)2 课题研究背景及意义 (2)2.1 光电计步器 (2)2.2基于射频技术的短跑训练计步器 (3)2.3 基于加速度传感器的计步器 (5)3 ADXL3XX系列产品简介及本次设计方案的提出 (5)3.1 ADXL335, ADXL345和ADXL346三轴加速度计的区别 (6)3.1.1 ADXL335的简介、特点及功能框图 (7)3.1.2 ADXL346的简介、特点及功能框图 (8)3.1.3 ADXL345的简介、特点及功能框图 (10)3.2 本次系统总体设计方案的提出 (13)3.2.1 ADXL345中断及寄存器功能分析 (13)3.2.2 系统总体设计方案 (15)4 系统硬件设计各模块电路 (16)4.1 传感器电路连接模块 (16)4.1.1 ADXL345的两种串行通信模式简介 (16)4.1.2 传感器模块连接 (18)4.2 微处理器模块 (19)4.3 EEPROM模块 (22)4.4 显示模块 (23)5 软件设计 (25)5.1 软件总体设计 (25)5.2 算法的实现 (26)6 结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录1 加速度计步器ADXL345简介 (36)附录2 整机电路图 (38)附录3 源程序 (38)1 绪论随着社会的发展,人们的物质生活水平日渐提高,人们也越来越关注自己的健康。

最新基于三轴重力加速度的倾斜角传感器课件PPT

最新基于三轴重力加速度的倾斜角传感器课件PPT

5.介绍三种常见的传感器
MEMS高精度单轴倾角传感器SCA103T-D05
5.1 MEMS高精度单轴倾角传感器SCA103T-D05
产品介绍: 高精度单轴倾角传感器SCA103T-D05是基于3D MEMS的高精度单轴倾角传感器, 它提供了水平测量仪表级别的性能。传感器的传感元件在测量时需要与测量平台保 持平行,并且传感器双轴需相互垂直。低温度依赖性、高分辨率、低噪声和健全的 传感元件设计让SCA103T-D05倾角传感器成为水平测量仪器的不二选择。VTI的倾 角传感器对于振动不灵敏,因为他们都在传感元件内部增加了阻尼,并且能承受高 达20,000g的机械冲击力。
5.1 MEMS高精度单轴倾角传感器SCA103T-D05
SCA103T-D05应用范围: 平台水准测量与稳定 水准仪器 旋转激光仪 施工水准设备
5.2 BOSCH数字式三轴加速度传感器BMA250
产品介绍:
Bosch Sensortec的BMA250是为电子消费市场设计的一款数字输出的低功耗三轴 加速度传感器,BMA250加速度传感器2mmX2mm的小型封装和数字接口使其满 足众多消费电子制造商的需求,尤其是在便携式手持设备上。BMA250加速度传感 器具有从±2g到±16g四个可编程的测量范围,提供应用程序设计者更多的开发弹 性,较高的测量精度,其十位的数据可提供最高精确度小于4mg
3.倾斜角传感器的应用
高层建筑安全监测 目前世界上摩天大楼越来越多,为了监测大楼的安全性能,可以应用SSA03系列高 精度倾角传感器,该系列倾角传感器可以感应微小角度的变化, 可以用于大楼摆幅、震动、倾斜等监测。
汽车四轮定位 随着电子技术的发展和应用,汽车的安全性、舒适性和智能性越来越高。汽车侧向 倾斜角度传感器的应用是防止汽车在行驶中发生倾翻事过的一种有效方法。是提高 汽车安全性的重要措施,特别是越野车。双层客车等重心较高的 汽车更有必要性。汽车倾翻的实质是:行驶中向外的倾翻力矩大于向里的稳定力矩 ,当重心高度一定时,倾斜力矩油倾翻力(向外的侧向力)决定。

基于三轴加速度计的倾斜角传感器的研究与设计_郭敏

基于三轴加速度计的倾斜角传感器的研究与设计_郭敏

传感器技术
郭 敏等 :基于三轴加速度计的倾斜角传感器的研究与设计
当 θ※0 时 :
lim
θ※0
ddFθ=-g
lim
θ※0
sin
θ=0
(3)
所以当倾斜角 θ太小时 , 测量的分辨率就会太小 , 当
角度足够大时精度才会上升 。所以对一轴倾斜角传感器 的运用是 :把它的传感方向与重力加速度方向垂直时的
间时 , F(θz )>(2/ 2)g , 反之 F(θz)<(2/ 2)g , 这里以 F(θz )的值作为划分档次的依据 。在一档中 F(θx),F(θy ) 的分辨率很高 , 此时相当于运用一个 两轴加速度传感器 测量全方位 , 低摆幅倾斜角 , 运用式(15)可以计算倾斜 角 。在二档中 F(θz )的分辨率都很高 , 此时相当于运用 一个一轴加速度传感器测量全方位 , 高倾斜角度的倾斜 角 , 运用式(1)可以计算倾斜角 。
所以 :
θx =θx′
(13)
sin θy =sin θy′cos θx′
(14)
而传感器实际倾斜角为 :
cos θ=cos θx′cos θy′
= co s2 θx -sin2 θy = cos2 θy -sin2 θx (15)
所以只要得出两轴加速度传感器测量结果 F(θx )和 F(θy)就可以计算出 θx 和 θy , 进而知道总的倾斜度 。
1 倾斜角测量原理
对于轴加速度传感器 , 当它的传感方向和重力加速 度方向一致时 , 假如此时为零倾斜角度 , 设加速度传感器 测量结果为 F(θ), θ为倾斜角度 , g 为重力加速度 , 如图 1 所示 。
F(θ)=gcos θ
(1)
对 F(θ)求导得 : ddFθ=-gsin θ

静电悬浮式三轴加速度传感器设计及其空间应用前景论述——中英文翻译、外文文献翻译

静电悬浮式三轴加速度传感器设计及其空间应用前景论述——中英文翻译、外文文献翻译

静电悬浮式三轴加速度传感器设计及其空间应用前景论述摘要静电悬浮几三轴加速度计的针对太空的微重力水平设计的,理论分析表明加速度计最大的量程为35 μg0,分辨率为1ng,她可以满足多方面的太空应用。

同时分析了可能存在的误差源。

研究了一些相关技术和加工工艺。

基于设计一种高精度的加速度计,本文提出了一种用于低轨道卫星的测量重力加速度的加速度计的理论设计方案。

一般来讲,获得来自人造卫星的地球重力的方法如下所示:使用GPS数据获得作用于卫星的合力,非重力性质的力使用卫星上的微型加速度计检测,二者之差就是我们要求的重力,它与地球重力场有直接的联系。

最后我们得出如下结论:用于重力加速度检测的最适频宽为0.0008 Hz to 0.15 Hz。

理论结果将对将来卫星上重力场的检测具有一定的价值。

关键词:静电悬浮加速度计重力场检测分辨率GPS 频带引言微重力是太空环境的主要特性,为了精确的监控空间的微重力场,,必须设计一种低偏差,高分辨率的特殊加速度传感器,静电悬浮加速度计在低于1HZ的低频带具有很高的分辨率和精度。

因此,它在地球场检测和微重力科学中具有得天独厚的优势。

已经有好多种静电悬浮加速度计面世。

CHAMP公司的STAR加速度计,由法国的ONERA发展而来,用于检测卫星上的非重力加速度计其频带从足够的频带的交流电到0.05HZ。

这些力包括空气阻力,太阳射线压力。

地面返照率以及姿态调整力。

STAR 生产了一批量程为10 μg,在10-4 Hz 到 10-1 HZ内Z轴和Y轴分辨率小于0.3ng 的加速度计。

ASTRE加速度计,和 ESA合作。

在STS-78任务期间,检测了剩余的微重力干扰其频带从交流电到不到1 Hz。

ASTRE加速度计量程精确到1mg。

精度小于1ng是一种高性能的加速度计。

用于精确检测空间站或太空实验室的环境因素。

MACEK的加速度计,得到GRANT的大力支持,被用于STS-79 的仪表盘上用于检测微重力作用。

(完整版)三轴数字加速度传感器ADXL345技术资料

(完整版)三轴数字加速度传感器ADXL345技术资料

概述:ADXL345 是一款小而薄的超低功耗3 轴加速度计,分辨率高(13 位),测量范围达± 16g。

数字输出数据为16 位二进制补码格式,可通过SPI(3 线或4 线)或I2C 数字接口访问。

ADXL345 非常适合移动设备应用。

它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度,还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。

其高分辨率(3.9mg/LSB),能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。

该器件提供多种特殊检测功能。

活动和非活动检测功能通过比较任意轴上的加速度与用户设置的阈值来检测有无运动发生。

敲击检测功能可以检测任意方向的单振和双振动作。

自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。

这些功能可以独立映射到两个中断输出引脚中的一个。

正在申请专利的集成式存储器管理系统采用一个32 级先进先出(FIFO)缓冲器,可用于存储数据,从而将主机处理器负荷降至最低,并降低整体系统功耗。

低功耗模式支持基于运动的智能电源管理,从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。

ADXL345 采用3 mm × 5 mm × 1 mm,14 引脚小型超薄塑料封装。

对比常用的飞思卡尔的MMZ7260三轴加速度传感器,ADXL345,具有测量精度高、可以通过SPI或I2C 直接和单片机通讯等优点。

特性:超低功耗:VS= 2.5 V 时(典型值),测量模式下低至23uA,待机模式下为0.1μA 功耗随带宽自动按比例变化用户可选的分辨率10 位固定分辨率全分辨率,分辨率随g 范围提高而提高,±16g 时高达13 位(在所有g 范围内保持4 mg/LSB 的比例系数)正在申请专利的嵌入式存储器管理系统采用FIFO 技术,可将主机处理器负荷降至最低。

单振/双振检测,活动/非活动监控,自由落体检测电源电压范围:2.0 V 至3.6 VI / O 电压范围:1.7 V 至VSSPI(3 线和4 线)和I2C 数字接口灵活的中断模式,可映射到任一中断引脚通过串行命令可选测量范围通过串行命令可选带宽宽温度范围(-40°C 至+85℃)抗冲击能力:10,000 g无铅/符合RoHS 标准小而薄:3 mm× 5 mm× 1 mm,LGA 封装模组尺寸:23*18*11mm(高度含插针高度应用:机器人控制、运动检测过程控制,电池供电系统硬盘驱动器(HDD)保护,单电源数据采集系统手机,医疗仪器,游戏和定点设备,工业仪器仪表,个人导航设备电路功能与优势ADXL345是一款小巧纤薄的低功耗三轴加速度计,可以对高达±16 g的加速度进行高分辨率(13位)测量。

飞思卡尔 MMA7455 三轴数字加速度传感器模块

飞思卡尔 MMA7455 三轴数字加速度传感器模块

飞思卡尔 MMA7455 三轴数字加速度传感器模块,IIC/SPI接口,全新原装芯片!板子上集成5V转3.3V芯片,用于5V供电的单片机系统更方便!MMA7455数字加速度传感器模块MMA745是一款数字输出(I2C/SPI)、低功耗、紧凑型电容式微机械加速度计,具有信号调理、低通滤波器、温度补偿、自测、可配置通过中断引脚(INT1 或INT2)检测0g、以及脉冲检测(用于快?僭硕 觳猓┑裙δ堋?0g偏置和灵敏度是出厂配置,无需外部器件。

客户可使用指定的0g寄存器和g-Select量程选择对0g偏置进行校准,量程可通过命令选择3个加速度范围(2g/4g/8g)。

MMA745xL系列具备待机模式,使它成为以电池为电源的手持式电子器件的理想选择。

MMA7455数字三轴加速度传感器模块核心为飞思卡尔公司的MMA7455L数字三轴加速度传感器,该模块设计使用官方推荐设计,板卡线路经过高电磁兼容设计和优化,具有输出精确,体积小,工作可靠,各种标识清晰,扩展性好等特点。

MMA7455L芯片安装在带DIP插脚的印刷电路板(PCB)上,它允许客户将其集成到特定的设计应用对产品进行评估。

这样客户就能够在他们自己硬件和软件环境内灵活地评估器件。

模块主要参数· Z 轴自测·低压操作:2.4V – 3.6V·用于偏置校准的用户指·定寄存器·可编程阀值中断输出·电平检测模式运动识别(冲击、震·动、自由下落)·脉冲检测模式单脉冲或双脉冲识别·灵敏度64 LSB/g @ 2g /8g 10位模式· 8位模式的可选灵敏度(±2g、±4g、±8g)·可靠的设计、高抗震·性(5000g)·环保型产品·低成本目标应用·手机/PMP/PDA:图像稳定性, 文字滚动,·移动拨号,·点击静音·硬盘驱动(HDD):自由下落检测·笔记本电脑:自由下落检测,·防盗·计步器·运动传感,·故障记录仪。

基于三轴加速度传感器的机械故障监测系统的设计与研究

基于三轴加速度传感器的机械故障监测系统的设计与研究

(MEMD)方法,以此作为监测系统的数据处理基础。将以上两方面有机的整合在一起,就可以得到一个监测结果全面、分析ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
准确的机械故障检测系统。
关键词
三轴加速度传感器;嵌入式系统;EMD 方法;MEMD 方法;振动监测系统
中图分类号
TP274
DOI:10. 3969/j. issn. 1672-9730. 2019. 11. 058
兰州
730050)
基于单轴传感器的传统机械故障监测装置存在监测结果不全面、分析精度不高的缺点。为解决这一问题,采
用先进的三轴加速度传感器 ADXL372 作为监测系统采集原件,结合低功耗的 STM32F103C8T6 单片机,作为监测系统的硬
件基础。为了配合三轴加速度传感器,论文将结合经验模态分解(EMD)方法讨论一种基于三轴信号的多元经验模态分解
ADI 公 司 于 2017 年 推 出 三 轴 加 速 度 传 感 器
Mechanical Fault Monitoring System Based on Three-Axis
Acceleration Sensor
ZHANG Ziyi1
PEI Yang2
LUO Dongsong2
(1. Gansu University of Technology Stage Mechanical Engineering Co., Ltd., Lanzhou
monitoring results and low analysis accuracy. In order to solve this problem,ADXL372,an advanced three-axis accelerometer,is
used as the original part of the monitoring system,and STM32F103C8T6 microcontroller with low power consumption is used as the

MMA8451三轴加速度传感器

MMA8451三轴加速度传感器

MMA8451三轴加速度传感器,16引脚,QFN封装,数字I2C输出,8位/14位精度可选,量程错误!未找到引用源。

2g/错误!未找到引用源。

4g/错误!未找到引用源。

8g可选,电源供电1.95v~3.6v可选。

输出数据速率从1.56到800Hz。

有两个可编程的中断引脚,7个中断源。

可检测自由落体、运动、脉冲、振动等、倾角等。

32个采样FIFO,每次采样都通过高通滤波后传入FIFO。

典型应用有:电子罗盘,静态姿态、运动检测,笔记本电子书等便携设备的翻滚、自由落体检测,实时的方向检测可用于虚拟现实设备或3d游戏中的位置检测,便携设备的节能应用中的运动检测等等。

芯片外形不同姿态下X、Y、Z三轴对应的重力输出典型连接灵敏度由count/g表示,2g量程下,可达4096/g,4g量程下,可达2048/g,8g量程下,可达1024/gMMA8451状态转换图MMA8451内部框图,分为数字部分和模拟部分在OFF模式下,数字部分和模拟部分都不工作在STANDBY模式下,IIC通信照常进行,但模拟模块被禁止,内部时钟停止在ACTIVE模式下(WAKE或SLEEP),IIC通信照常进行,数字和模拟模块都正常工作I2C串行通信MMA8451使用I2C串行通信和外部交换数据,MMA8451可通过中断信号指示新的采样序列可用,也可通过设置使用中断信号指示设备的移动、自由落体、瞬变、方向、单/双击。

I2C总线使用三根信号线进行通信,分别是SCL、SDA和SA0,外部上拉电阻需要将SDA和SCL接到VDDIO上,当总线空闲时,这两根线表现为高电平状态。

MMA8451的I2C接口可工作在快速模式400KHz或普通模式100KHz。

总线传输开始由START信号触发,START信号定义为,当数据线从高电平跳变到低电平,而时钟线SCL仍然保持高电平。

由主机发送START信号过后,I2C总线被认为从空闲(free)状态进入忙(busy)状态。

基于三轴加速度传感器的倾角测量系统的设计

基于三轴加速度传感器的倾角测量系统的设计

Product Feature
void ADXL345_Init(void) { SPI_Wrt(0x31,0x28); SPI_Wrt(0x00,0x00); SPI_Wrt(0x00,0xFD); SPI_Wrt(0x00,0x03); SPI_Wrt(0x21,0x00); SPI_Wrt(0x22,0x00); (1.25ms/LSB) SPI_Wrt(0x23,0x00); SPI_Wrt(0x24,0x01); SPI_Wrt(0x25,0x01); SPI_Wrt(0x26,0x2B); SPI_Wrt(0x27,0x00); SPI_Wrt(0x28,0x09); SPI_Wrt(0x29,0xFF); SPI_Wrt(0x2A,0x80); SPI_Wrt(0x2C,0x0B); SPI_Wrt(0x2D,0x28); 眠 ,唤醒功能 SPI_Wrt(0x2E,0x02); SPI_Wrt(0x2F,0x00); SPI_Wrt(0x38,0x9F); } //所有均关闭 开水印中断 //中断功能设定 ,不使用中断 INT1 // 流模式 触发连接 INT1 31 样本 //输出数据速率设为 200Hz //开启 Link,测量功能 ;关闭自动休眠 ,休 //敲击窗口 0:禁用 ; (1.25ms/LSB) //保存检测活动阈值 ; (62.5mg/LSB) //保存检测静止阈值 ; (62.5mg/LSB) //检测活动时间阀值 ; (1s/LSB) } //X 轴误差补偿 ; (15.6mg/LSB) //Y 轴误差补偿 ; (15.6mg/LSB) //Z 轴误差补偿 ; (15.6mg/LSB) //敲击延时 0:禁用 ; (1.25ms/LSB) // 检 测 第 一 次 敲 击 后 的 延 时 0: 禁 用 ; char SFRPAGE_SAVE; SFRPAGE_SAVE = SFRPAGE; SFRPAGE = CONFIG_PAGE; EA=0; for (i=0;i<31;i++) { datax[i]=(SPI_Read(0X32)+(SPI_Read(0x33)<<8))&0X1FFF; datay[i]=(SPI_Read(0X34)+(SPI_Read(0x35)<<8))&0X1FFF; dataz[i]=(SPI_Read(0X36)+(SPI_Read(0x37)<<8))&0X1FFF; } EA=1; SFRPAGE = SFRPAGE_SAVE;

三轴转台标定加速度传感器

三轴转台标定加速度传感器

基于三轴转台的ADXL335加速度传感器标定实验一、实验目的1、熟练使用SGT320E型三轴多功能转台,掌握传感器测量和采集的方法2、掌握卡尔曼滤波课程的传感器三参数标定原理二、实验器材1、实验室具备“ SGT320E型三轴多功能转台”实验设备2、实验室具备ADXL335加速度传感器3、安捷伦数据采集卡、笔记本电脑、MATLAB软件等。

三、实验原理1、三轴转台部分静态测试:此实验基础以“ SGT320E型三轴多功能转台”为平台,在三轴转台内框夹具上安装“ ADXL335加速度传感器”进行测试,由三轴转台内框0 °作为初始位置,内框旋转180。

,每隔2°采集一次数据。

将90个数据按照最小二乘法滤波,在Matlab中计算出标定传感器所需要的三个误差参数:Bias (零偏)、Scale Factor error (刻度系数误差)、g-sensitive drift (作用在转感器敏感轴上的加速度引起的g相关零偏)。

2、加速度传感器三个误差参数标定原理部分在理想状态下,加速度计敏感轴被放置于垂直地面方向,则读数应为g,当敏感轴与重力加速度方向存在一个夹角时,读数应为g COS^K。

但事实上,加速度计是存在误差。

如果为了简化变量,忽略加速度计本身噪声,那加速度计的输出可以包括重力部分(g COS^K)、零偏值(Bias )、刻度因素误差(SF g cos% )、敏感轴偏移误差(K (g COS^K)2),因此加速度传感器的输出表达式为:2Acc_Output = g COS T K+ Bias+SF g cos&K +K (g cosT K)那么误差表达式为:Error =Acc_Output—g cos% = Bias + SF g COS^K+ K (g ■COS I K)2因此,标定传感器就需要求出Bias、SF、K三个参数。

如果将Error当作测量模型y K,将g COS^K当作x K,则测量方程表达式为:* 2y K = Bias SF X K K (X K)因为测量方程是二阶的,用最小二乘法滤波方法中的二阶多项式代替:其中参数a 0、a 1、a 2分别对应误差测量方程中的 Bias 、SF 、K ,数值由最小二乘法的二阶多项式参数矩阵确定,矩阵表示形式为:通过计算这一矩阵,求得标定传感器所需的三个误差参数为利用最小二乘法滤波,计算标定参数的程序流程图:3、ADXL335加速度传感器部分ADXL335是一款小尺寸、薄型、低功耗、完整的三轴加速度计,提供经过信号调理的电 压输出,能以最小 土 3g 的满量程范围测量加速度。

FREESCALE的三轴加速传感器设计方案

FREESCALE的三轴加速传感器设计方案

FREESCALE的三轴加速传感器设计方案
概述: 加速度传感器用于检测倾斜、运动、定位、振动和撞击力下产生的变化。

对那些需要以小型封装结构满足快速响应、高灵敏度、低电流消耗、低
电压操作和待机模式的消费电子客户来说飞思卡尔加速度传感器是理想的选
主要特性:
MMA7260QT 低成本微型电容式加速度传感器采用了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术,并且提供4 个量程可选,用户可在4 个灵敏度中的选择。

该器件带有低通滤波并已做零g 补偿。

本产品还提供休眠模式,因而是电池充电的手持设备产品的理想之选。

特性
可选灵敏度(1.5g/2g/4g/6g)
低功耗:500 &mu;A
休眠模式:3 &mu;A
低压运行:2.2 V - 3.6 V
6mm x 6mm x 1.45 mm 的无引线四方扁平(QFN) 封装;
高灵敏度(800 mV/g @ 1.5g)
快速开启
低通滤波器具备内部信号调理
设计稳定、防震能力强
无铅焊接
环保封装
成本低
方案特性:。

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2.2、设计要求···········································································1
3、设计方案及实现情况··································································1
(2)系统框图
图1系统框图
3.3、主要电路模块的使用
(1)ADXL345电源模块
由于ADXL345使用的是3.3V供电电源,所以要对5V输入电源就行转化,这里使用的是RT9161电源芯片,比1117更低的压降,更快的负载相应速度,非常适合高噪声电源环境。如图2,当输入电压为5V时,输出为3.3V,电路中所接的电容起滤波的作用。
3.1、设计思路···········································································1
3.2、工作原理及框图·································································1
sbit LCM_RS=P2^0; //LCD1602命令端口
sbit LCM_RW=P2^1; //LCD1602命令端口
sbit LCM_EN=P2^2; //LCD1602命令端口
#defineSlaveAddress 0xA6//定义器件在IIC总线中的从地址,根据ALT ADDRESS地址引脚不同修改
图2 RT9161电源模块
(2)ADXL345加速度计模块
ADXL345是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计,分辨率高(13)位,测量范围达±16g。数字输出数据为16位二进制补码格式,可通过SPI或 数字接口访问。它可以在倾斜测量应用中测量静态重力加速度,还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率,能够测量不到1.0°的倾斜角变化。
附录2PCB版图········································································9
附录3C语言代码···································································10
[5]张宪主编.传感器与测控电路.北京:化学工业出版社,2011
附录
1、原理图
附图1 ADXL345与单片机原理图
2、PCB版图
附图2 PCB版图
3、C语言代码
#include <REG51.H>
#include <math.h> //Keil library
#include <stdio.h> //Keil library
3.3、主要电路模块的使用··························································2
3.4、实物结果图········································································6
图3 ADXL345引脚图
表1引脚功能表
在本实验中,如图4,使用的是SPI通信,采用3线连接,片选接地,SDIO和SCLK与单片机相连进行通信。ADXL345
图4 SPI通信接口
表2存储数据所在寄存器地址
如图5为本实验中ADXL345加速度计的原理图示意。
图5ADXL345原理图
(3)单片机模块
在本实验中,使用到单片机的功能很少,因此,单片机工作在最小模块下。
3.2、工作原理及框图
(1)工作原理
ADXL345三轴加速度计能够将三个方向的加速度g储存在其内部寄存其中,所以,通过适当控制指令以及与单片机 通信,就可将其传输到单片机中,然后对其进行编译。显示模块这里使用的是LCD1602,编译后的数据传送到与LCD1602相连的I/O口,通过读写指令就可显示出数据。每当ADXL345三轴加速度计记录数据发生变化时,就更新LCD1602中显示的数据,这样就达到了基于单片机的采集与显示电路的设计。
//ALT ADDRESS引脚接地时地址为0xA6,接电源时地址为0x3A
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned short WORD;
BYTE BUF[8]; //接收数据缓存区
ucharge,shi,bai,qian,wan; //显示变量
intdis_data; //变量
5、参考文献
[1]Creed Huddleston著,张鼎译.智能传感器设计.人民邮电出版社,2009
[2]松井邦彦著.传感器实用电路设计与制作.北京:科学出版社,2005
[3]范茂军主编.互联网与传感器技术.北京:机械工业出版社,2012
[4]刘爱华、满宝元主编.传感器原理与应用技术.北京:人民邮电出版社,2010
表3 LCD1602管脚功能
在此处,LCD1602的8个数据引脚需要上拉电阻来限制电流,同时3引脚可以接一个电位器用来调节显示屏背光亮度。
图9LCD1602原理图
3.4、实物结果图
由于在众多仿真软件中,没有ADXL345加速度计的模型,同时为了体现出ADXL345与MCU通信的过程,所以并不能用串行通信软件代替,所以此处通过,实物演示来例证。
2、课程设计内容和要求··································································1
2、1设计要求············································································1
4.所写说明书格式规范,内容完整;
5.参加答辩。
2.2、设计内容:
1.设计传感器整体结构;
4.以ADXL345三轴加速度计为模型,设计测量电路,给出电路元件参数;
5.基于单片机的采集与显示电路方案设计;
6.用ADXL345搭建测试系统,仿真实验处理结果。
3、设计方案及实现情况
3.1、设计思路
根据题目要求,首先要对传感器整体结构进行设计,以满足ADXL345三轴加速度计运行的环境;其次,选择合适的通信方式使单片机与传感器能正常通信传输数据;最后,对单片机外围结构进行设计,使单片机能正常工作,编写合适的C语言程序,使传感器传输的数据能够在外围器件上显示出来。
图6晶振模块图7复位模块
图8单片机引脚连接图
(4)LCD1602显示模块
点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成,假设LCD显示屏有64行,每行有128列,每8列对应1字节的8位,即每行由16字节,共16×8=128个点组成,屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应,每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定,当(000H)=FFH时,则屏幕的左上角显示一条短亮线,长度为8个点;当(3FFH)=FFH时,则屏幕的右下角显示一条短亮线;当(000H)=FFH,(001H)=00H,(002H)=00H,……(00EH)=00H,(00FH)=00H时,则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。
最初拿到课程设计任务书时,感觉每个模块都在做实验时用过,心想只要把各个模块组合到一起就可以实现系统功能了,但结果其实不然;同时,通过实际动手连接元件,更加加深了我对ADXL345的深刻认识。
完成此次设计后,我不仅能对PROTEUS仿真软件熟练操作,能达到学以致用,同时还掌握了ADXL345和LCD1602的工作原理。经过这一过程,我发现平常的学习在注重理论知识的掌握同时,要加强实验环节,只有通过不断地实践,我们才能把知识掌握的更牢固,理解的更透彻。
中北大学
课程设计说明书
2013/2014学年第2学期
学 院:
专 业:
学 生 姓 名:
学 号:
课程设计题目:
三轴ห้องสมุดไป่ตู้速度传感器设计
起 迄 日 期:
课程设计地点:
指 导 教 师:
专 业 负 责 人:
下达任务书日期: 2014年6 月13 日
1、课程设计目的············································································1
图10实物结果图
4、课程设计总结
经过为期三周的课程设计,我对C语言有了更加深刻的认识。在编写程序的时候,我才发现能看懂程序和能自己写程序是两个完全不同的概念,自己一开始写程序时,即便是一个很简单的功能模块,在编译时也可能产生很多错误,在不断的改错过程中,自己对C语言的语法结构有了深刻的理解,对编译过程中常见的错误也有了全面的认识。通过这三周的课程设计,我在熟悉了EDA-V实验箱的操作同时,也学到了很多在学习课本知识时所体会不到的东西。
//-----------------------------------
void Multiple_Read_ADXL345(); //连续的读取内部寄存器数据
//------------------------------------
void Delay5us();
void Delay5ms();
void ADXL345_Start();
void ADXL345_Stop();
6、附录···························································································8
附录1原理图···········································································8
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