三轴角度检测(倾角传感器MMA7455(加速度传感器))
一种基于三轴加速度传感器的倾角测量装置

g
的静态 自校 正 以及肢体 运动 姿态 检测 等实 际场合 。但 在
全量程范 围内测量精度不高 的问题较突 出。
文 中使用 A D X L 3 3 5三轴加 速 度传感 器 获取 姿态 信息 , 经
A R M 7微处 理器计算处理后 得到倾 角数 据并显 示在 1 6 0 2液 晶
0. 2。 .
Ke y wo r d s : t r i a x i l a a c c e l e r o me t e r ; t i l t ng a l e; i n t e po r l a t i o n c o mp e n s a t i o n
0 引 言
=
一
L I Z h i , WA N G D i , Y A N G H a o , Z H A N G H o n g — k u i , C H E N Y a n - j u n
( S h a n g h a i U n i v e r s i t y , S h a n ha g i Ke y L a b o r a t o r y o f Me c h a n i c a l A u t o ma t i o n nd a R o b o i t c s , S h ng a ha i 2 0 0 0 7 2 , C h i n a )
三轴加速度计的参数对比

MMA8451模块数字三轴加速度模块高精度倾斜度模块arduino •供电电压:1.95V 至3.6V•接口电压:1.6 V至 3.6 V•±2g/±4g/±8g 动态量程可选•输出数据速率(ODR) 范围: 1.56Hz 至800 Hz•噪声:99μg/√Hz•14 位和8 位数字输出•I2C 数字输出接口(在上拉电阻为4.7 kΩ时,最高频率可达2.25MHz)•适用于7个中断来源的 2 个可编程中断引脚• 3 个运动检测嵌入式通道o自由落体或•MMA7361LC 三轴加速度传感器倾角传感器模块(可替代MMA7260•板载MMA7361(取代MMA7260)低成本微型电容式加速度传感器;••2、支持5V/3.3V电压输入,板载RT9161,比1117更低的压降,更快的负载相应速度,非常适合高噪声电源环境;••3、量程通过单片机IO选择,也可以电阻选择;••4、常用的引脚已经引出,插针为标准100mil(2.54mm),方便用于点阵板;••5、休眠使能可以通过单片机IO控制;••6、PCB尺寸:27.9(mm)x16.8(mm)。
MMA745xL:三轴数字输出加速度传感器

MMA745xL:三轴数字输出加速度传感器
佚名
【期刊名称】《世界电子元器件》
【年(卷),期】2010(000)009
【摘要】@@ 飞思卡尔推出MMA745xL系列,这是一款数字输出(I2C/SPI)、低功耗、紧凑型电容式微机械加速度计,具有信号调理、低通滤波器、温度补偿、自测、可配置通过中断引脚(INT1或INT2)检测Og、脉冲检测(用于快速运动检测)等功能.Og偏置和灵敏度是出厂配置,无需外部器件.客户可使用指定的Og寄存器和g-Select量程选择对Og偏置进行校准,量程可通过命令选择3个加速度范围
(2g/4g/8g).MMA745xL系列具备待机模式,使它成为以电池为电源的手持式电子
器件的理想选择.
【总页数】1页(P28)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.数字输出三轴加速计 [J],
2.全球体积最小、功耗最低的三轴数字输出角速率传感器开始批量生产 [J],
3.美国模拟器件上市支持13bit数字输出的3轴加速度传感器 [J],
4.士兰微电子推出三轴加速度传感器和三轴磁传感器 [J],
5.支持16bit数字输出的3轴加速度传感器 [J],
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超低功耗倾角测量仪的设计

超低功耗倾角测量仪的设计作者:穆伟平等来源:《电子世界》2013年第11期【摘要】该超低功耗倾角测量仪以TI公司的低功耗单片机MSP430G2553为控制核心,利用高精度三轴加速度传感器MMA8452测量倾角,使用低功耗段码液晶显示结果。
充电装置采用TI公司的TPS61040芯片和TPS61070芯片构成两级BOOST升压电路为电容充电。
主系统供电采用TI公司的TPS54331芯片构成BUCK降压电路,在轻载条件下仍具有较高电源效率。
为进一步实现系统的低功耗运行,每次测量后,测量仪进入低功耗待机模式,液晶屏可保持显示上次的测量结果。
该仪器实现了角度测量误差在±0.7度以内,重力加速度测量误差在±2%以内的精度。
在使用2200uF电容为仪器供电时,可工作3分钟;使用100uF电容供电时工作时间可达20秒。
【关键词】倾角测量仪;MSP430;加速度传感器;低功耗1.引言本超低功耗倾角测量仪的设计中,使用了TI公司的MSP430、TPS61070、TPS61040和TPS54331等器件和加速度传感器,实现了超低功耗高精度角度测量仪的制作。
首先,我们使用MSP430单片机,此单片机不仅具有处理能力强、运算速度快、片内资源丰富等优点,而且具有超低功耗和间歇工作的优势。
其在工作时工作电流只有200uA左右,当处于休眠状态时其工作电流在1uA左右,较好的满足了超低功耗和控制运算的需求。
在实际使用中,我们让它工作在2.5V,省电模式下RAM数据保持在低功耗模式,消耗电流仅0.1μA。
其次,设计中还使用了TI公司的芯片TPS61070和TPS61040组成两级BOOST升压电路,相对于反激式升压电路相比,该方案不但效率高,而且有利于降低电源损耗。
在选择降压电路方案中,使用了TI公司的TPS54331芯片组成BUCK降压电路。
当25V将至2.5V时普通的线性降压芯片效率只有10%,但是这块芯片在轻载情况下效率也可达到30%以上,而且功耗低。
MEMS三轴加速度传感器在飞行器姿态测量系统中的应用

• 85•MEMS三轴加速度传感器在飞行器姿态测量系统中的应用中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 何 苗 陈金花【摘要】介绍了一种基于MEMS三轴加速度传感器和STM32处理器的飞行器姿态测量系统,阐述了倾角测量原理、系统的硬件电路设计和软件设计,并介绍了加速度传感器MMA7455的校准方法。
【关键词】MEMS;三轴加速度传感器;飞行器;姿态测量0 引言在飞行器的姿态控制过程中,获得准确的飞行姿态信息是后续对飞行器进行精确控制的重要条件。
而飞行姿态信息的获取主要是依靠加速度传感器、陀螺仪等各种传感器,本文介绍的姿态控制系统采用的是一种MEMS(微机电系统)三轴加速度传感器,通过传感器测量得到加速度数据,再根据得到的数据进行计算就可以得到飞行器的姿态角信息。
1 基本原理在地球上任何位置的物体都受到重力的作用而产生一个加速度,加速度传感器可以用来测定变化或恒定的加速度。
把三轴加速度传感器固定到物体上,当物体姿态改变时,加速度传感器的敏感轴相对于重力场发生变化,加速度传感器的敏感轴输出重力在其相应方向产生的重力分量信号。
在静止状态下,3个轴向的输出值为重力加速度分别在3个轴向的分量,输出值的大小与3个轴向跟竖直方向的夹角有关。
测量原理如图1所示。
图1 倾斜角测量原理在图1中,g 为重力加速度方向,它与加速度传感器敏感轴之间的夹角为,加速度传感器在敏感轴方向测得的加速度值实际就是重力加速度在该方向上的分量,大小为:(1)则该物体的倾斜角的大小为:(2)2 系统框图基于MEMS 加速度传感器的姿态测量系统组成框图如图2所示,图中MMA7455是一种MEMS 三轴加速度传感器,传感器数据通过SPI 接口发送到STM32处理器进行解算,解算后的姿态角信息通过串行通信接口电路发送到飞控计算机,飞控计算机再根据收到的姿态角信息决策是否要控制舵机动作以进行姿态调整。
图2 姿态测量系统组成框图3 硬件设计STM32处理器模块是姿态测量系统中的核心部分,它负责读取加速度传感器MMA7455采集到的加速度信息,并将其组织成一定格式的报文,通过串行接口电路发送到飞控计算机。
三轴加速度传感器

三轴加速度传感器1. 引言三轴加速度传感器是一种常见的传感器技术,用于测量物体的加速度和倾斜度。
它在许多领域中得到广泛应用,包括运动检测、姿态测量、智能手机和游戏控制器等设备。
本文将介绍三轴加速度传感器的工作原理、应用领域和未来发展趋势。
2. 工作原理三轴加速度传感器基于微机电系统(MEMS)技术。
它通常由微机械结构、压电材料和电路组成。
当物体受到加速度时,微机械结构会产生微小的位移,并将其转化为电压信号。
这个信号经过放大和滤波后被传感器读取和解析。
三轴加速度传感器通常包含X、Y、Z三个轴向,分别对应物体运动的水平、垂直和纵深方向。
通过测量三轴的加速度值,传感器可以确定物体的运动状态。
3. 应用领域3.1 运动检测三轴加速度传感器广泛应用于运动检测领域。
它可以测量用户的步数、距离、速度和活动强度,用于运动追踪和健身监测。
许多智能手环、智能手表和健身器材上都配备了三轴加速度传感器。
3.2 姿态测量三轴加速度传感器可以测量物体的倾斜度和方向,用于姿态测量和姿势跟踪。
它在虚拟现实、增强现实和航空航天等领域中得到广泛应用。
例如,游戏控制器可以通过传感器测量玩家的倾斜动作,并将其映射到游戏中的角色操作。
3.3 智能手机和平板电脑三轴加速度传感器是智能手机和平板电脑中的重要组成部分。
它可以实现自动屏幕旋转、姿势识别和步态分析等功能。
此外,多个传感器的组合使用,如加速度传感器和陀螺仪的联合使用,可以提供更精确的运动感知和定位能力。
4. 未来发展随着人工智能、物联网和移动技术的快速发展,三轴加速度传感器将在未来得到更广泛的应用。
以下是一些未来发展趋势:4.1 小尺寸化和低功耗随着智能设备更加轻薄和便携,对三轴加速度传感器的尺寸和功耗要求也越来越高。
未来的传感器将更加小巧,能够集成到更多类型的设备中,并且能够在较长时间内维持稳定的工作。
4.2 高精度和多参数测量未来的三轴加速度传感器将具备更高的精度和多参数测量能力。
三轴倾角传感器原理

三轴倾角传感器原理
三轴倾角传感器原理主要是基于其内部的三个加速度计和三个
陀螺仪来测量物体在X、Y和Z轴上的倾斜角度。
具体来说,加速度计用于测量物体在重力作用下的加速度,而陀螺仪则用于测量物体绕X、Y和Z轴的旋转率。
通过分析这三个传感器的输出信号,结合空间解析算法,可以精确地计算出物体在三维空间中的姿态和倾斜角度。
这种传感器常用于测量物体的姿态和运动状态,可以广泛应用于无人机、机器人、车辆、船舶、飞机等领域的姿态控制和运动监测。
通过三轴倾角传感器,可以获得物体在三个轴向上的倾斜角度,从而判断物体的姿态和平衡状态,为控制系统的稳定性和导航精度提供重要的数据支持。
此外,除了基于加速度计和陀螺仪的三轴倾角传感器外,还有一些其他类型的传感器,如电子罗盘、磁力计等,也可以用于测量物体的姿态和方向。
这些传感器各有优缺点,具体应用时需要根据实际需求和场景选择合适的传感器。
!基于三轴加速度传感器的跌倒检测技术的研究与应用

上海交通大学硕士学位论文基于三轴加速度传感器的跌倒检测技术的研究与应用姓名:孙新香申请学位级别:硕士专业:电子与通信工程指导教师:马伟敏;张鑫20081001基于三轴加速度传感器的跌倒检测技术的研究与应用摘要在社会逐渐走向高龄化的今天,老年人所占的比率也逐渐增加,老年人的行动安全已成为社会的重要问题。
针对老年人易跌倒的问题,除了事前的防范之外,在发生跌倒情况时,最重要的就是在第一时间内尽快送至医院,以降低伤害。
因此,建立一套完善的跌倒探测与通信系统是相当重要的。
本研究课题的目的是希望利用电子信息技术来实现对老年人身体姿态和运动的实时监控,当发生异常跌倒时,将老年人跌倒位置及时进行发布。
这样不仅可以减轻社会和子女的压力,也可以让老年人不再因为害怕跌倒而减少外出、减少活动,使他们可以更加放心的走出家门,提高老年人晚年生活的品质。
在分析比较国内外跌倒检测及相关技术的基础上,并考虑到产品的实用性和系统的成本等因素,本文设计了基于三轴加速度传感器、嵌入式单片机、CDMA无线通信和gpsOne空间定位技术的跌倒探测器。
利用三轴加速度传感器采集人体的三维加速度值,并由单片机进行分析,当探测到有异常跌倒发生时,在进行空间定位后,将发生跌倒的位置通过无线通信的方式进行发布。
如何对加速度数据进行分析并判断发生异常跌倒是本文研究的核心问题。
本文在阈值判断的基础上结合满足阈值时间点前后加速度矢量变化的过程来判定是否发生跌倒。
另外,设计中还通过报警机制来降低假阳性和假阴性。
并在跌倒检测算法的基础上实现了整个跌倒探测器的硬件和软件架构的设计。
经实验分析,本文设计的跌倒探测器可以实时探测人体姿态。
当发生跌倒时,能在20秒内判断出是否发生异常跌倒,其平均准确率为88.57%;并且在发生跌倒后,跌倒探测器将发生跌倒的位置及时进行发布。
本文的工作对解决老人的行动安全问题,构建以人为本的和谐社会有着非常积极的意义。
关键词:跌倒探测器,三轴加速度传感器,跌倒检测算法,gpsOneResearch of Fall Detection Technology based on 3-axis AccelerometerABSTRACTAs the proportion of elder people of our society grows bigger, the movement safety of elderly has become a social problem. For the people who suffer from harmful falling, one of the best steps he can take is ensuring that reliable and immediate help is available to reach him at all times. So it is very important to set up a perfect detecting and alarming system that can monitor the daily movement of the people with falling potential. The main purpose of this research is to design a realizable portable fall detection device which can measure and analysis the real-time body gesture and movement by electronic technology, and if it detects the user’s falling movement, the device can send out alarm with the user’s geographical location information to some health watch response organization. Obviously, it will be very valuable for the senior that this device can not only improve their personal independence and life quality but also reduce the pressure of their children and the society.Based on the comparison analysis of the literature about the fall detectiontechnology or associated theory, we bring out the design of fall detection device which adopts the technology of 3-axis accelerometer, embedded MCU, CDMA wireless communication and gpsOne with careful consideration of function and cost. The accelerometer measures and collects the user’s acceleration and transfer data to MCU in which an embedded algorithm analyzes the user’s movement and monitors their body status. If the device decides that the user is undergoing falling down, it will first start the function of geographical locating by gpsOne, and after that it will send out the alarm with this location information by SMS. How to assess the acceleration data, figure out the user’s movement and give out the arbitration of falling is the main problem. Furthermore, we introduce the alarm processing mechanism to decrease the possibility of false positive or false negative cases. All the fall detection algorithm and humane interface have been implemented by a practical hardware platform and the relevant embedded firmware at last.After we constructed a prototype, we design a series of experiments to evaluate its performance. The result shows that the fall detection device can measure the user’s gesture and when it detects falling movement, it can make arbitration in 20 seconds and send out an alarm with geographical location information. The average accuracy rate of the judgments is 88.57%. The successful implementation of this fall detection device will make greatcontribution to improving the personal movement safety of the elderly and be very significant for create harmonious atmosphere of our society.Keyword: Fall Detector, 3-axis accelerometer, Algorithm of Fall Detection, gpsOne上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
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#include <reg52.h>#include <intrins.h> //要用到_nop_();函数#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/***************************************************************************/ /*********** 单片机引脚定义 ************/ /***************************************************************************/ sbit sda=P1^0; //I2C 数据传送位sbit scl=P1^1; //I2C 时钟传送位char x,y,z,num[9]={0,0,0};/****************************************************************************** //********** 数据部分 ***********//****************************************************************************** /#define IIC_READ 0x1D //定义读指令#define IIC_WRITE 0x1D //定义写指令#define LCD_data P0 //数据口sbit inter_0=P3^2;sbit LCD_RS = P2^7; //寄存器选择输入sbit LCD_RW = P2^6; //液晶读/写控制sbit LCD_EN = P2^5; //液晶使能控制sbit LCD_PSB = P2^4; //串/并方式控制void delay_1ms(uint x){uint i,j;for(j=0;j<x;j++)for(i=0;i<110;i++);}/*******************************************************************//* *//*写指令数据到LCD *//*RS=L,RW=L,E=高脉冲,D0-D7=指令码。
*//* *//*******************************************************************/void write_cmd(uchar cmd){LCD_RS = 0;LCD_RW = 0;LCD_EN = 0;P0 = cmd;delay_1ms(5);LCD_EN = 1;delay_1ms(5);LCD_EN = 0;}/*******************************************************************/ /* */ /*写显示数据到LCD */ /*RS=H,RW=L,E=高脉冲,D0-D7=数据。
*/ /* */ /*******************************************************************/ void write_dat(uchar dat){LCD_RS = 1;LCD_RW = 0;LCD_EN = 0;P0 = dat;delay_1ms(5);LCD_EN = 1;delay_1ms(5);LCD_EN = 0;}/*********************************************************//* *//* 设定显示位置 *//* *//*********************************************************/void lcd_pos(uchar X,uchar Y){uchar pos;if (X==0){X=0x80;}else if (X==1){X=0x90;}else if (X==2){X=0x88;}else if (X==3){X=0x98;}pos = X+Y ;write_cmd(pos); //显示地址}/*******************************************************************//* *//* LCD初始化设定 *//* *//*******************************************************************/ void lcd_init(){LCD_PSB = 1; //并口方式write_cmd(0x30); //基本指令操作delay_1ms(5);write_cmd(0x0C); //显示开,关光标delay_1ms(5);write_cmd(0x01); //清除LCD的显示内容delay_1ms(5);}uchar set_key_sign; //是否在设置状态标志uchar delaysign; //视觉停留标志uchar xposivalue; //x正方向满格显示g值uchar xnegavalue; //x反方向满格显示g值uchar yposivalue; //y正方向满格显示g值uchar ynegavalue; //y反方向满格显示g值//11111111 11111110 11111100 --- 10000000 00000000 led_ma[i]:i为亮灯数量uchar led_ma[9]={0xff,0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00};uchar xposiupstate; //x正方向上8个LED显示状态uchar xposidownstate; //x正方向下8个LED显示状态uchar xnegaupstate; //x反方向上8个LED显示状态uchar xnegadownstate; //x反方向下8个LED显示状态uchar yupstate; //y方向上8个LED显示状态uchar ydownstate; //y方向下8个LED显示状态uchar xposilightnum; //x正方向亮灯数量(1——16)uchar xnegalightnum; //x反方向亮灯数量(1——16)uchar yposilightnum; //y正方向亮灯数量(1——8)uchar ynegalightnum; //x正方向亮灯数量(1——8)uchar ack_sign; //I2C 应答标志/**************************************************************************/ /************ 各延时程序 **************/ /**************************************************************************/ void iic_delay() //5us延时{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}void delay_50us(uint t){uchar j;for(;t>0;t--)for(j=19;j>0;j--);}void delay_50ms(uchar t){uint j;for(;t>0;t--)for(j=6245;j>0;j--);}/*********************************************************************//************** I2C通信部分 ***************//*********************************************************************/void iic_start() //函数功能:I2C通信开始{sda=1;iic_delay();scl=1;iic_delay();sda=0;iic_delay();}void iic_stop() //函数功能:I2C通信停止{sda=0;iic_delay();scl=1;iic_delay();sda=1;iic_delay();}void iic_ack() //函数功能:I2C通信查应答位{sda=1;scl=1;iic_delay();ack_sign=sda;scl=0;}void iic_write_byte(uchar wdata)//函数功能:向I2C从机写入一个字节{uchar i,temp,temp1;temp1=wdata;for(i=0;i<8;i++){scl = 0;iic_delay();temp=temp1;temp=temp&0x80;if(temp==0x80)sda=1;elsesda=0;iic_delay();scl=1;iic_delay();scl=0;iic_delay();temp1=temp1<<1;}}char iic_read_byte(void) //函数功能:从I2C从机中读出一个字节{uchar x;char data_data;for (x=0;x<8;x++){data_data=data_data<<1;sda=1;iic_delay();scl=0;iic_delay();scl=1;iic_delay();if(sda==1)data_data|=0x01;//else// data_data&=0xfe;}return data_data;}void iic_write(uchar byte_add,uchar wdata)//函数功能:按地址写入一字节数据{uchar t;t=(IIC_WRITE<<1);iic_start();iic_write_byte(t);iic_ack();iic_write_byte(byte_add);iic_ack();iic_write_byte(wdata);iic_ack();iic_stop();}char iic_read(uchar byte_add) //函数功能:按地址读出一字节数据{uchar t;char x;t=(IIC_WRITE<<1);iic_start();iic_write_byte(t);iic_ack();iic_write_byte(byte_add);iic_ack();t=((IIC_READ<<1)|0x01);iic_start();iic_write_byte(t);iic_ack();x=iic_read_byte();iic_ack();iic_stop();return x;}void main(){delay_1ms(10); //延时 lcd_init();delay_1ms(5);iic_write(0x16,0x5);iic_write(0x10,0x32);//校正X值iic_write(0x12,0x62);//校正Y值delay_50ms(20);while(1){x=iic_read(0x06);y=iic_read(0x07);z=iic_read(0x08);num[0]=x/100;num[1]=x/10%10;num[2]=x%10;num[3]=y/100;num[4]=y/10%10;num[5]=y%10;num[6]=z/100;num[7]=z/10%10;num[8]=z%10;lcd_pos(0,0);write_dat(num[0]+48); delay_1ms(5); write_dat(num[1]+48); delay_1ms(5);write_dat(num[2]+48); delay_1ms(5);lcd_pos(1,0);write_dat(num[3]+48); delay_1ms(5); write_dat(num[4]+48); delay_1ms(5);write_dat(num[5]+48); delay_1ms(5);lcd_pos(2,0);write_dat(num[6]+48); delay_1ms(5); write_dat(num[7]+48); delay_1ms(5);write_dat(num[8]+48); delay_1ms(5);}}。