Измеритель ускорения на микроконтроллере

September 3, 2012 by admin Комментировать »


Новомодная тенденция использования акселерометров в мобильных гаджетах,
будь то iPhone или Nintendo Wii, даёт толчок применения их в
радиолюбительских конструкциях. Данное устройство, собранное на
микроконтроллере ATmega32 позволяет измерять
статическое и динамическое ускорение с точностью до нескольких mg и
отображает величину ускорения на ЖК дисплее. Используется двухосевой
интегральный акселерометр ADXL202. Диапазон работы акселерометра от -2 до +2 g.

«Зачем использовать относительно мощный и большой
микроконтроллер ATmega32, когда есть более простые и дешёвые
микроконтроллеры, например ATtiny2313 или ATmega8, которые лихо
справятся с данной задачей? ». – Дело в том, что при разработке и
отладки устройства в наличии была отладочная плата с микроконтроллером
ATmega32. Может быть, позже, немного изменю прошивку под более дешевый
микроконтроллер т.к. у AVR чипов есть совместимость снизу-вверх, то по
сути дела изменения сведуться к небольшой правке кода и замене строки в
makefile: например, с MCU = atmega32 на MCU = atmega8 и изменению имён пары регистров.Считывание показаний с датчика производится посредством ШИМ-модуляции. Поподробнее о датчике ADXL202, данные взяты из даташита. На каждую ось имеется два выхода – один аналоговый, а другой цифровой. Цифровой сигнал передаётся в виде ШИМ.

Внутренняя схема датчика:

Частота ШИМ задается номиналом резистора Rset. Данные приведены в таблице:

Период ШИМ

Rset

1 ms

125 kΩ

2 ms

250 kΩ

5 ms

625 kΩ

10 ms

1.25 MΩ

Период ШИМ приближенно определяется формулой:

T2(s) = Rset /125 MΩ

Ускорение вычисляется по формуле:

Acceleration(g) = (T1/T2 – 0.5)/12.5%

где T1 – время лог.”1”, а T2 – период ШИМ

При нулевом ускорение заполнение ШИМ кадра составляет 50%.

Номинал конденсаторов Cx и CY
определяет полосу пропускания датчика по осям (т.е. можно отфильтровать
нежелательные высокочастотные ускорения такие как вибрация и т.п.):

Полоса пропускания

Номинал Cx, Cy

10 Hz

0.47 µF

50 Hz

0.10 µF

100 Hz

0.05 µF

200 Hz

0.027 µF

500 Hz

0.01 µF

5 kHz

0.001 µF

         Вывод результатов измерения производится на дисплей 16*2 с любым HD44780-совместимым
контроллером. Управление устройством осуществляется посредством двух
кнопок, одна из которых служит для перемещения по меню, а другая для
подтверждения выбора пользователя. Микроконтроллер работает на частоте
1MHz, тактирование может происходить от внешнего кварца либо от
внутренней RC- цепочки, что менее предпочтительно. В принципе на
частоту тактирования не накладываются жесткие ограничения, при другой
частоте кварца потребуется небольшое редактирование исходного кода.
Кнопка служит для выбора единицы измерения ускорения, либо g, либо м/c2.
Схема измерителя ускорения на микроконтроллере AVR ATmega32:

Выход датчика Xout или Yout
подключается ко входу (20 нога микроконтроллера – Input Capture Pin).
Плюс питания подключается к 10, а земля к 11 ноге микроконтроллера.
Желательно поставить керамический конденсатор 0,1μF между плюсом
питания и землёй для фильтрации помех и наводок на линии питания.
Подтягивающий резистр к питанию для 16 ноги не нужен, так как
задействован внутренний. Контраст дисплея настраивается напряжением на
ноге Vee дисплея (ниже, на фотографии, синий прямоугольник – переменный
резистор).Измеритель ускорения, собранный на макетной плате (датчик ADXL202 с обвесом на правой части платы):

Отображения текущего и максимального ускорения на дисплее:

Возможные улучшения:

ввести калибровку датчика,

измерение ускорения по двум осям,

вложенное меню настроек

Автор: Радиодед

Связь с автором: Нет данных

Веб сайт автора: http://radioded.ru

Прислал: Нет данных

Источник: radioded.ru

Доп материалы, файлы к устройству (схеме):

Архив проекта – исходник и прошивка

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты