工程師帶你從零開始認識一款加速度傳感器

傳感器可以說是電子設(shè)備的眼睛，電子設(shè)備透過傳感器來認識世界傳感器，傳感器的應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。作為一個工程師，我們要怎么樣來了解一個傳感器，怎么來給我們設(shè)計的電子設(shè)計，加入可以觀察世界的眼睛呢？

本期明星開發(fā)板主題：工程師帶你從零開始認識一款加速度傳感器。

EVAL-ADXL356BZ評估板，是一款加速度計，該評估板可快速評估ADXL356低噪聲，低功耗，3軸MEMS加速度計的性能。它提供可選的±10g和±20g滿量程范圍。所謂的加速度就是一個用來度量加速的儀器，對于加速度，我們最熟悉的肯定是重力加速度，除了這個一直存在的，垂直于地面的加速度，還有平行于地面的加速度，比如特斯拉Model3車型百公里加速最好成績是3.4秒。最基礎(chǔ)的SYZ三軸加速度是怎么來測量的呢？

我們來看下面這張圖?？梢钥匆娤聢D的結(jié)構(gòu)十分簡單，左右的彈簧，中間一個質(zhì)量塊，當整個系統(tǒng)沒在運動或者勻速運動的時候，左右彈簧長度相當，當系統(tǒng)加速度發(fā)生變化的時候，左右的彈簧會發(fā)生形變。只要測量彈簧的形變程度，就可以知道整個系統(tǒng)的加速度，如果XYZ各有一個這樣的機械系統(tǒng)，那么我們就可以觀察一個系統(tǒng)的在三位空間的加速度。

EVAL-ADXL356BZ評估板，得益于MEMS，Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統(tǒng)，微機電系統(tǒng)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級，是一個獨立的智能系統(tǒng)。ADXL356BZ 加速度傳感器的尺寸相對于機械結(jié)構(gòu)要小的多。所謂微機電系統(tǒng)顧名思義也就是將微電路，微機械按照功能在芯片上進行集成，這樣才有我們今天所看見的加速度傳感器。微機電系統(tǒng)并不局限于加速度傳感器，常見的MEMS傳感器還有麥克風，陀螺儀，壓力傳感器，光學傳感器、濕度傳感器等等。

了解了加速度傳感器的基礎(chǔ)，我們就可以開始實踐，將加速度計，接入我們的系統(tǒng)，通過變成實現(xiàn)MCU 與EVAL-ADXL356BZ評估板最基礎(chǔ)的通信。實現(xiàn)了通信的部分，這樣我們的電子設(shè)備就獲得了觀察世界的基礎(chǔ)——原始數(shù)據(jù)。接下來，我們只需要對數(shù)據(jù)進行處理，就可以讓我們的電子設(shè)備對這個世界的認識更加深刻。比如配合陀螺儀，地磁計等傳感器進行角度融合算法獲得姿態(tài)角，歐拉角，透過偏航角，俯仰角，橫滾角，就可以明確系統(tǒng)姿態(tài)。

再比如，配合PID算法，就可以簡易的形成一個類似平衡車的應(yīng)用。

還有將數(shù)據(jù)代入WISDM的數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集采集了36位志愿者，共100多萬個采樣點，包含 “靜坐，站立，上樓，下樓，步行，慢跑“六種行為的數(shù)據(jù)標定。從就可以通過一個或多個加速度設(shè)備，根據(jù)數(shù)據(jù)集分析出一個人的運動狀態(tài)。