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 R_set. Данные приведены в таблице:

Период ШИМ	R_set
1 ms	125 kΩ
2 ms	250 kΩ
5 ms	625 kΩ
10 ms	1.25 MΩ

Период ШИМ приближенно определяется формулой:

T₂(s) = R_set /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 C_x и C_Y
определяет полосу пропускания датчика по осям (т.е. можно отфильтровать
нежелательные высокочастотные ускорения такие как вибрация и т.п.):

Полоса пропускания	Номинал C_x, C_y
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 X_out или Y_out
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

Нравится

Измеритель ускорения на микроконтроллере

Похожие посты:

Оставить комментарий