MMA7455L
ACCELEROMETER
1
Báo Cáo Tìm Hiểu Cảm
Biến Gia Tốc
MMA7455L
Giảng viên: Nguyễn Ngọc Linh
Thành viên nhóm:
Nguyễn Đức Sơn
Nguyễn Thế Vũ
Nguyễn Quang Sơn
Nguyễn Công Khánh
MMA
7455L
MMA7455L
ACCELEROMETER
2
MỤC LỤC
I. Giới thiệu chung
1. Khái niệm cảm biến
2. Cảm biến gia tốc
II. Tìm hiểu về cảm biến gia tốc MMA7455L
1. Cảm biến Accelerometer MMA7455L
2. Phương pháp calibrate cho cảm biến accelerometer
3. Xác định góc nghiêng Tilt bằng giá trị gia tốc trên 1 trục
4. Xác định góc nghiêng tilt bằng giá trị gia tốc 2 hay 3 trục
5. Lập trình truyền thông SPI với MMA7455L
6. Ứng dụng của cảm biến gia tốc MMA7455L
MMA7455L
ACCELEROMETER
3
I. Giới thiệu chung
1. Khái niệm về cảm biến
Cảm biến là thiết bị dung để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý cà các
đại lượng không có tính chất điện cấn đo thành các đại lượng điện và có thể
xử lý được.
Các địa lượng cần đo (m) thường không có tính chất điện (như nhiệt độ, áp
suất, gia tốc….)tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang tính
chất điện (như điện tích , điện áp, dòng điện và trở kháng) chứa đựng thông
tin cho phép xác định giá trị của đại lượng đo. Đặc trưng (s) là hàm của đại
lượng cấn đo (m) :
s =F(m).
Người ta gọi (s) là đại lượng đầu ra hoặc là phản ứng cảm biến, (m) là đại lượng
đầu vào hay kích thích. Thông qua đo đạc (s) cho phép nhận biết được giá tri của
(m).
Đại lượng cần đo (m) → Cảm biến → đại lượng điện (s)
Các đặc tính mong muốn của cảm biến
Tỉ số tín hiệu/ nhiễu cao
Độ ổn định
Độ tin cậy
Độ chính xác
Tính chính xác cao
Giá thành hạ
Công suất thấp
Độ nhạy chéo thấp
Miễn nhiễm EMI
2. Cảm biến gia tốc
Gia tốc của chuyển động là một thành phần rất quan trọng của các thông số
động học như: vị trí, vận tốc, gia tốc, và tốc độ biến thiên gia tốc. Mỗi một
thông số trên lại có liên hệ tuyến tính với thông số cạnh nó.Bởi thế, tất cả các
MMA7455L
ACCELEROMETER
4
thông số động học trên đều có thể được lấy ra từ một thông số.Ví dụ như, gia
tốc có thể lấy được qua đạo hàm của vận tốc tương ứng hoặc là tích phân của
tốc độ biến thiên gia tốc.Tương tự như thế, vận tốc có thể lấy từ đạo hàm vị
trí tương ứng hoặc tích phân gia tốc.Trong thực tế, chỉ sử dụng rộng rãi tích
phân vì nó đem đến kết quả tốt hơn khi có nhiễu và có sự tắt dần. Có hai kỹ
thuật đo gia tốc: phương pháp đo trực tiếp qua gia tốc kế đặc biệt và phương
pháp đó gián tiếp đạo hàm vận tốc.Khả năng ứng dụng của các kỹ thuật trên
phụ thuộc vào dạng chuyển động (chuyển động thẳng, tròn, chuyển động
cong) hoặc trạng thái cân bằng ở giữa các dao động. Với các chuyển động
thẳng và chuyển động cong, người ta ưu tiên dung phương pháp đo gia tốc kế
trực tiếp. Tuy nhiên, người ta thường đo gia tốc góc bằng các phương pháp
đo gián tiếp. Gia tốc là một thông số quan trọng cho các mục đích đo độ dịch
chuyển tuyệt đối, dao động, và đo độ shock. Với những mục đích như vậy,
có nhiều loại gia tốc kế với các tính và dải đo rộng nhằm đáp ứng các yêu
cầu ứng dụng đa dạng, chủ yếu là trong 3 lĩnh vực:
1. Các ứng dụng thương mại-ôtô, tàu, dụng cụ thể thao.
2. Các ứng dụng công nghiệp-robot, điều khiển máy móc, kiểm tra doa
động và đo đạc.
3. Các ứng dụng co độ tin cậy cao-quân sự, không gian, hạng không, đo
động đất, dao động và cấc phép đo shock.
Cảm biến gia tốc được chế tạo dựa trên công nghệ vi cơ điện tử (MEMS) và
vi hệ thống.
Về căn bản có 3 loại cảm biến gia tốc, đó là cảm biến gia tốc kiểu tụ, áp điện
và áp điện trở.
II. Tìm hiểu về cảm biến gia tốc MMA7455L
1. Cảm biến Accelerometer MMA7455L
Giới thiệu:
MMA7455 là cảm biến đo gia tốc 3 trục X, Y, Z, là sản phẩm của hãng
Freescale, ngõ ra Digital, công suất thấp, có những đặc trưng cơ bản sau:
MMA7455L
ACCELEROMETER
5
Ngõ ra Digital (I2C/SPI) – 10-bit ở Mode 8g (g là gia tốc trọng trường)
Kích thước: 3mm x 5mm x 1mm, đóng gói 14 chân LGA
Dòng tiêu thụ thấp 400µA
Chức năng Self Test trục Z
Điện áp vận hành thấp 2.4V – 3.6V
Sử dụng các thanh ghi User Assigned để chỉnh Offset
Lập trình giá trị ngưỡng cho phép ngắt
Phát hiện chuyển động: Shock, dao động, rơi.
Phát hiện xung: xung đơn và xung kép
Độ nhạy: 64 LSB/g @ 2g và @ 8g ở 10-Bit Mode
Có thể chọn tầm đo (±2g, ±4g, ±8g)
Chịu sock tới 10000g
Hình 1: Hình dạng MMA7455
Mô tả các chân
#1: DVdd_IO, cấp nguồn digital cho các chân I/O.
#2: GND, nối ground.
#3: NC, không dùng, để hở hoặc nối đất.
#4:IADDR0, Bit 0 của địa chỉ I2C.