I sensori accelerometrici MEMS a bassa potenza possono essere utilizzati per aumentare la durata della batteria.I sensori diventano sempre più efficienti dal punto di vista energetico e le funzionalità integrate possono anche aiutare a ridurre il consumo energetico complessivo del sistema, ad esempio quando l'utente non usa il Quando il dispositivo è in movimento, la funzione di rilevamento del movimento mantiene l'intero sistema addormentato, tuttavia esistono molte altre possibilità: utilizzare gli accelerometri MEMS per ridurre il consumo energetico complessivo.
A partire dal sensore dell'accelerometro MEMS stesso, la modalità operativa dovrebbe essere flessibile. Come mostrato in Figura 1, sappiamo che la risoluzione del sensore e la velocità dei dati in uscita, relativa al consumo corrente dell'altro lato, devono essere tra i due Il compromesso: maggiore è la risoluzione o la velocità dei dati, maggiore è il consumo attuale e viceversa. Fortunatamente, alcuni sensori sul mercato possono funzionare con pochissimo ambiente micro e anche quando l'alimentazione è spenta o in modalità standby. Consuma solo pochi nanoamp di elettricità.
Per alcune applicazioni esigenti, la modalità operativa del sensore può essere rapidamente sostituita e la risoluzione e la velocità di trasferimento dei dati saranno migliorate solo se è davvero necessario Alcuni sensori possono anche cambiare automaticamente le modalità Il cliente può configurare lo stato attivo La risoluzione e la velocità di trasferimento dei dati e personalizzare le condizioni per avviarlo. In questo momento il sensore si fermerà, ma continuerà a misurare i dati e procedere con velocità e velocità di trasmissione dei dati estremamente basse, ecc. Eventi azione) torna all'avvio.
Un altro buon principio di progettazione consiste nell'utilizzare bassi livelli di potenza, in quanto livelli di potenza inferiori significano anche un minore consumo di corrente, motivo per cui l'alimentazione a 1,8 V è preferibile per le applicazioni a bassa potenza.
In alcuni progetti, è possibile utilizzare il ciclo di alimentazione del sensore L'alimentazione del sensore viene attivata solo quando è necessario misurare, altrimenti il sensore viene spento.Possiamo fornire la potenza del sensore attraverso i pin del microcontrollore. Implementazione Come mostrato in Figura 2. Quando si applica questa tecnica, è necessario calcolare correttamente il budget di alimentazione, poiché l'avvio di ciascun sensore deve essere configurato e in attesa fino a quando l'output non viene determinato e vengono forniti i dati corretti.
La maggior parte degli accelerometri MEMS sono sensori digitali, il che significa che possono convertire il segnale analogico misurato in dati digitali. Grazie al convertitore di segnale analogico integrato, unito alla bassa sensibilità alla distorsione del segnale, gli elementi della distinta base sono ridotti, ma questo non è l'unico vantaggio. generatore interrupt incorporato quando l'accelerometro MEMS può soddisfare la condizione parametro impostato dall'utente si verifica, un segnale di innesco è generato, che è un'operazione riattivazione microcontrollore induttivamente (MCU) per configurare il sensore Per generare un trigger di attivazione e attivare la modalità di sospensione con un consumo energetico molto basso. Quando viene rilevata un'azione, il sensore genererà un segnale di interruzione, l'MCU passerà a una modalità operativa adeguata dopo aver ricevuto il segnale, quindi l'elaborazione è avvenuta. La situazione
sensore di movimento digitale può anche avere a prendere il microcontrollore esegue compiti relativi elaborazione. Naturalmente, la MCU può eseguire lo stesso lavoro, ma l'efficienza di potenza è molto più basso consumo di energia è uno milliampere --MCU calcolo, il sensore è microampere. rilevare una caduta libera, un unico punto, doppio clic (azione utente simile a un clic del mouse), ritratto / rilevamento orientamento orizzontale, un sensore si ottiene logica interna. MCU non ha bisogno di fare calcoli, è sufficiente attendere un trigger interrupt, e si verifica solo in Reagire alle azioni.
I sensori digitali spesso incorporano filtri configurabili che vengono utilizzati per misurare i dati di accelerazione. Per la preelaborazione MCU è possibile utilizzare filtri passa-basso, passa-alto o addirittura alias. Dati, e aumentare la diversione di scarico.
Incorporare i dati del sensore del buffer FIFO prevalentemente tipo (FIFO), la MCU perché permette di ridurre la frequenza di lettura dei dati, riducendo così il consumo di corrente della corrente in modo che il microcontrollore può eseguire altri compiti, tempo di sonno prolungato, allo stesso tempo Risparmia anche il tempo necessario per comunicare con la porta seriale del sensore.
comunicazione seriale tra il sensore e il microcontrollore aumenta il consumo globale di applicazioni di potenza ultra-bassa, ciascuno dei tempi di elaborazione di una microampere, comunicazioni seriali possono avere un impatto significativo. La maggior parte dei MEMS accelerometri sono comunica attraverso un'interfaccia periferica seriale (SPI) dell'interfaccia dell'interfaccia e I2C SPI è più efficiente in termini di consumo energetico, per tre ragioni: non vi consumo di corrente aggiuntiva può causare piombo su una linea di comunicazione, il secondo è quello di sostenere superiore Velocità dati: in terzo luogo, il sovraccarico del protocollo seriale è ridotto.
Indipendentemente dall'interfaccia utilizzata, possiamo ridurre significativamente le comunicazioni seriali consentendo alle applicazioni di utilizzare interrupt pronti per i dati senza il polling dei sensori, ovvero richiedendo continuamente lo stato di disponibilità dei nuovi dati. quando la misura e la conversione dei dati del sensore viene completato, i dati interrupt ready generati automaticamente, nuovi dati letti dalla MCU. quando questo interrupt è attivata, sarà immediatamente MCU con un'unica operazione di lettura, legge i dati di uscita dal sensore.
Come accennato in precedenza, la velocità di trasmissione dati dal sensore è bassa, il che significa che il consumo energetico attuale è basso, pertanto il cosiddetto meccanismo di conversione dei dati singoli può essere una corrispondenza perfetta tra sensore e dati dell'applicazione, come mostrato nella Figura 3. Utilizzando questo meccanismo, un segnale di trigger esterno sul pin del sensore o un registro scritto dall'MCU mediante istruzioni seriali, i dati così ottenuti vengono memorizzati nel sensore, il quale può anche avviare una preparazione dei dati. Il segnale di interrupt informa l'MCU che la conversione dei dati è stata completata e ora i dati possono essere letti dal programma applicativo, con questa funzione è possibile ottenere velocità di trasmissione dati inferiori a 1 Hz o qualsiasi altro rispetto all'intervallo predefinito.
Questo articolo discute le funzioni dei sensori dell'accelerometro MEMS che sono importanti per le applicazioni a bassa potenza e come possono essere utilizzate nella progettazione del sistema L'ultimo accelerometro MEMS a 3 assi LIS2DW12 a bassissima potenza di STMicroelectronics utilizza sensori accelerometrici come Il nuovo design dell'applicazione offre flessibilità poiché consuma fino a 1Ua di corrente, oltre a più moduli operativi, una gamma estremamente ampia di velocità di trasmissione dati, ricchezza intrinseca, stabilità alle alte temperature e vari miglioramenti come il filtraggio digitale E buffer FIFO Crediamo che molte applicazioni a bassa potenza possano godere dei vantaggi del LIS2DW12.Questo sensore offrirà agli utenti vantaggi, in particolare nelle seguenti aree: rilevamento del movimento e interfaccia utente, funzioni intelligenti per il risparmio energetico del palmare , Monitoraggio del movimento elettrico correlato e registrazione del riconoscimento degli impatti per i nodi dei sensori wireless.