Jste zde

Absolutní novinka - miniaturní 3D akcelerometr s SPI rozhraním

Antonín Vojáček, 1. Červenec 2007 - 20:10

V nabídce lze od června 2007 najít absolutní novinku v oblasti senzorů zrychlení, tj. akcelerometrů. Jde o nový přesný miniaturní 3D akcelerometr Freescale MMA 7450L pro nízké hodnoty g v 14vývodovém pouzdru Land Grid Array (LGA). Ten je tedy možné přímo napojit na libovolný CPU či MCU a informace o hodnotách zrychlení ve všech směrech X, Y a Z se přenáší společně po jedné sériové sběrnici.

Po dnešních aplikacích a zařízeních se vyžaduje stále větší miniaturizace a kompletní digitální zpracování signálů bez A/D převodníků, čímž se snižuje vliv okolního rušení. Právě pro tyto účely nově Freescale vyvinul miniaturní 3D akcelerometr se softwarově přepínatelným rozsahem 2 až 8 g umístěný v opravdu miniaturním LGA pouzdru s rozměry 3 x 5 x 0.8 mm pro SMD osazení.

Základní vlastnosti

  • Digitální (softwarová) volba měřícího rozsahu 2/4/8 g a citlivosti
  • Komunikační rozhraní I2C/SPI pro nastavení senzoru a přenos naměřených dat
  • Nízká spotřeba pro bateriové napájení
  • Miniaturní LGA pouzdro
  • Interrupt výstupy pro indikaci zrychlení 0 g nebo jiné nastavené rozhodovací úrovně
  • Sebetestovací mechanismus
  • Detekce a určení typu pohybu typu pád/náraz/vibrace
  • Rozlišení jednoho nebo dvojitého "kliku" (impulsu zrychlení)
  • Softwarové ovládání pomocí nastavení vnitřních registrů
  • Velká mechanická odolnost
  • Odolnost proti přetížení až 10 000 g
 

Použití

  • Ovládání elektronických kapesních přístrojů
  • Automatické otáčení obrazu dle natočení mobilu či PDA
  • Detekce pádu
  • Ovládání kurzoru nakláněním PDA
  • Stabilizace obrazu u digitálních kamer a fotoaparátů
  • Pedometr
  • Měření a detekce pohybu
  • Řízení pohybu robotů
  • atd.

 

Bližší popis senzoru

Nový akcelerometr MMA7450L z pohledu měřící části využívá integrovaný křemíkový kapacitní MEMS snímač zrychlení již používaný v senzorech řady MMA73x0L. V níže uvedeném blokové schématu jde o X-axis, Y-axis a Z-axis Tranducer. Naměřené signály však nejsou zpracovávány separátně jako u senzorů s analogovým výstupem, ale jsou multiplexovány MUX blokem na převodník kapacity na napětí, zesíleny a poté A/D převodníkem konvertovány na digitální čísla dále zpracovávány integrovanou logikou realizovanou integrovaným DSP procesorem. Ten řídí i funkci kompenzace, samotestování, sériovou komunikaci, i nastavitelné spínání INT výstupů.

Parametry:

  • Měřící osy: XYZ
  • Měřící rozsah: digitálně přepínatelný 2 / 4 / 8 g
  • Citlivost - dle zvoleného rozsahu:
    • 64 LSB/g při 2 g
    • 64 LSB/g v 10bit. módu při 8 g
  • Frekvenční pásmo: přepínatelné 62.5 / 125 Hz
  • Výstup: sériový I2C/SPI
  • Napájecí napětí:
    • analogové (pro napájení snímače na chipu): 1.8 V DC
    • digitální (pro napájení digitálních bloků): 2.8 V DC
  • Spotřeba - proud: 400 mikroA, v standby módu jen 5 mikroA
  • Pouzdro: LGA, 14 vývodů, rozměry 3 x 5 x 0.8 mm

 


 

Blokové schéma vnitřního zapojení 3D akcelerometru MMA7450L

 

Závěr

V tomto článku jsem se pokusil představit žhavou novinku Freescalu, akcelerometr MMA7450L, která se teprve nyní dostává do prodeje. Do nabídky přináší několik zatím u ostatních akcelerometrů nepoužitých novinek, jako je například I2C/SPI rozhraní, či multiplexované (sériové) zpracování všech tří měřených směrů na rozdíl od dosud obvyklého paralelního odděleného zpracování všech kanálů. A i když je zatím obvod MMA7450L osamocen, určitě se k němu v nejbližší budoucnosti přidají další kolegové v řadě MMA74x0L, podobně jako je tomu u příbuzné analogové řady MMA73x0L, uvedené v článku "Jak pracují nové 3D MEMS akcelerometry Freescale ?".

Antonín Vojáček
vojacek@ hwg.cz

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: