저전력 MEMS 가속도계 센서는 배터리 수명을 늘리는 데 사용할 수 있으며, 센서의 전력 효율은 점점 더 높아지고 임베디드 기능은 전체 시스템 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 장치가 움직일 때, 모션 감지 웨이크 업 기능은 전체 시스템을 잠든 채로 유지하지만, 다른 많은 가능성이 있습니다. 전체 전력 소비를 줄이기 위해 MEMS 가속도계를 사용하십시오.
MEMS 가속도계 센서 자체에서 시작하여 작동 모드는 유연해야합니다. 그림 1에서 보듯이 센서의 분해능과 출력 데이터 속도는 다른 쪽의 전류 소모량과 비교하여 2 다행히도 시장에 나와있는 일부 센서는 매우 낮은 마이크로 환경에서 작동해야하며 전원 끄기 또는 대기 모드에서도 작동해야합니다. 수 나노 암페어 만 사용하십시오.
까다로운 어플리케이션의 경우 센서의 작동 모드를 신속하게 교체 할 수 있으며 해상도와 데이터 전송 속도가 실제로 필요한 경우에만 향상 될 수 있습니다. 일부 센서는 자동으로 모드를 전환 할 수도 있습니다. 고객은 활성 상태 해상도 및 데이터 전송률을 설정하고 시작 조건을 사용자 정의합니다.이 시점에서 센서는 정지 상태가되지만 계속 데이터를 측정하고 매우 낮은 데이터 전송 속도 및 해상도로 진행합니다. 액션 이벤트)가 다시 시작으로 전환됩니다.
또 다른 좋은 설계 원칙은 저전력 레벨을 사용하는 것인데, 낮은 전력 레벨은 또한 더 낮은 전류 소모를 의미하기 때문에 1.8V 전력이 저전력 애플리케이션에 선호되는 이유이다.
일부 설계에서는 센서의 전원 사이클을 사용할 수 있으며, 센서의 전원 공급 장치는 측정이 필요할 때만 활성화됩니다. 그렇지 않으면 센서가 꺼지고 마이크로 컨트롤러의 핀을 통해 센서 전원을 공급할 수 있습니다. 구현 그림 2와 같이이 기술을 적용 할 때 전력 배분을 올바르게 계산해야합니다. 출력을 결정하고 올바른 데이터가 제공 될 때까지 각 센서의 시작을 구성하고 대기해야하기 때문입니다.
대부분의 MEMS 가속도계는 디지털 센서로, 측정 된 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환 할 수 있습니다. 아날로그 신호 변환기가 통합되어 있고 신호 왜곡에 대한 민감도가 낮기 때문에 BOM (bill of materials) 그러나 이것이 유일한 장점은 아닙니다 내장 된 인터럽트 제너레이터 MEMS 가속도계는 사용자가 설정 한 매개 변수 조건이 충족되면 트리거 신호를 생성 할 수 있습니다 모션 감지 웨이크 업 기능을 사용하는 방법입니다 마이크로 컨트롤러 (MCU) 구성 센서 웨이크 업 트리거를 생성하고 매우 낮은 전력 소모로 슬립 모드에 들어가기 동작이 감지되면 센서가 인터럽트 신호를 생성하고 MCU가 신호를 수신 한 후 적절한 동작 모드로 전환 한 후 처리가 진행됩니다. 상황.
디지털 센서는 마이크로 컨트롤러가 수행하는 모션 처리와 관련된 작업을 대신 수행 할 수 있지만 MCU는 동일한 작업을 수행 할 수 있지만 전력 효율성은 훨씬 낮습니다. MCU의 전력 소비는 1 밀리 암페어이며 센서는 마이크로 암페어입니다. 자유 낙하, 단일 포인트, 더블 클릭 (마우스 클릭과 같은 사용자 동작), 세로 / 가로 방향 감지 등의 감지는 센서 내부 로직을 통해 이루어지며, MCU는 인터럽트 트리거를 기다리는 동안 계산을 수행 할 필요가없고 발생하는 경우에만 행동에 반응하십시오.
디지털 센서는 가속 데이터를 측정하는 데 사용되는 구성 가능한 필터를 통합하는 경우가 많습니다. MCU 전처리를 위해 로우 패스, 하이 패스 또는 별칭 필터를 사용할 수 있습니다. 데이터, 그리고 언로드 전환을 증가시킵니다.
센서에 내장 된 데이터 버퍼는 MCU가 데이터 읽기의 빈도를 줄여 소비 전류를 줄이기 때문에 대부분 FIFO (First-In First-Out) 유형으로되어있어 마이크로 컨트롤러가 다른 작업을 수행하고 잠자기 시간을 연장 할 수 있습니다. 또한 센서 직렬 포트와 통신하는 데 필요한 시간을 절약 할 수 있습니다.
센서와 마이크로 컨트롤러 간의 직렬 통신은 전반적인 전력 소비를 증가시킵니다. 초저 전력 어플리케이션의 경우 직렬 통신은 마이크로 암페어 - 암페어가 처리 될 때마다 큰 영향을 줄 수 있습니다. 대부분의 MEMS 가속도계는 통신을위한 직렬 주변기기 인터페이스 (SPI) 및 I2C 인터페이스를 통한 것입니다. SPI 인터페이스는 전력 소비 측면에서보다 효율적입니다. 세 가지 이유가 있습니다. 첫째, 통신 라인의 리드가 없기 때문에 추가적인 전류 소비가 발생할 것이며 두 번째는 더 높은 전류를 지원할 것입니다 데이터 속도, 셋째, 직렬 프로토콜 오버 헤드가 감소합니다.
어떤 인터페이스가 사용되던 관계없이 우리는 애플리케이션이 센서 폴링없이 데이터 준비 인터럽트를 사용할 수있게함으로써 시리얼 통신을 크게 줄일 수 있습니다. 즉, 지속적으로 새로운 데이터 가용성 상태를 요청합니다. 센서가 데이터 측정 및 변환을 완료하면 데이터 준비 인터럽트가 자동으로 생성되고 MCU는 새 데이터 세트를 읽습니다.이 인터럽트가 활성화되면 MCU는 단일 읽기 동작을 통해 센서의 출력 데이터를 즉시 읽습니다.
낮은 데이터 레이트 전술는, 상기 센서의 출력 전류는 낮은 소비 전력을 의미하고, 따라서 소위 단일 데이터 변환기구는도 III에 도시 된 완벽하게 일치하는 센서와 애플리케이션 데이터에 대한 요구 될 수있다. 이 메커니즘을 사용하여 센서 핀의 외부 트리거 신호 또는 MCU에서 직렬 명령을 사용하여 작성된 레지스터. 이렇게 얻어진 데이터는 센서에 저장되며 센서는 데이터 준비를 시작할 수도 있습니다. 인터럽트 신호는 데이터가 이제 1Hz의 미만인지 여부,이 기능. 애플리케이션 프로그램에 의해 판독 될 수 있거나, 데이터 레이트보다 미리 정의 된 범위를 달성 할 수 있고, MCU 데이터 전환이 완료되었음을 알린다.
이 문서 저전력 중요한 MEMS 가속도계 센서 기능, 방법 및 시스템 설계에서의 사용 방법의 사용을 논의한다. 마이크로 일렉트로닉스 최신 LIS2DW12 초 저전력 3 축 MEMS 가속도계는 가속도 센서를 사용하여 출력 데이터 레이트의 범위는 매우 넓고, 임베디드 고온 안정성의 범위 및 디지털 필터링과 같은 고급 기능의 다양성, 그것은 1uA 미만까지의 낮은 전류 소비가 있기 때문에 새로운 애플리케이션이, 유연성을 가지고 설계 더한 여러 모듈을 실행하도록 . FIFO 버퍼와 우리는 많은 저전력 애플리케이션은 LIS2DW12 특히, 사용자에게 이점을 제공 할 것이 센서의 장점을 즐길 수 있다고 생각 어떤 영역 : 사용자 인터페이스 및 모션 감지 기능, 휴대용 기기, 스마트 에너지 절약 기능 , 전기적 관련 모션 모니터링 및 무선 센서 노드에 대한 충격 인식 로깅 (logging)을 제공합니다.