Маломощные датчики акселерометра MEMS могут использоваться для увеличения срока службы батареи. Датчики становятся все более энергоэффективными, а встроенные функции также могут снизить общее энергопотребление системы. Например, когда пользователь не использует Когда устройство находится в движении, функция пробуждения при обнаружении движения удерживает всю систему в спящем режиме. Однако есть много других возможностей. Используйте акселерометры MEMS для снижения общего энергопотребления.
Как и на рисунке 1, мы знаем, что разрешение датчика и скорость выходных данных по сравнению с потреблением тока другой стороны должны быть между двумя Компромисс - тем выше разрешение или скорость передачи данных, тем больше потребление тока и наоборот. К счастью, некоторые датчики на рынке могут работать с очень небольшой микро-средой, а также при отключении питания или в режиме ожидания. Только потребляйте несколько наноамперов электричества.
Для некоторых требовательных приложений рабочий режим датчика можно быстро заменить, а разрешение и скорость передачи данных будут только улучшены, если это действительно необходимо. Некоторые датчики могут даже автоматически переключаться между режимами. Клиент может настроить активное состояние Разрешение и скорость передачи данных, а также настройки условий для его запуска. В это время датчик остановится, но будет продолжать измерять данные и работать с чрезвычайно низкой скоростью передачи данных и разрешением и т. Д. Action events) вернитесь к запуску.
Другим хорошим дизайном является использование низких уровней мощности, поскольку более низкие уровни мощности также означают более низкое потребление тока. Именно поэтому мощность 1,8 В предпочтительнее для приложений с малой потребляемой мощностью.
В некоторых конструкциях может использоваться силовой цикл датчика. Источник питания датчика активируется только тогда, когда это необходимо для измерения, в противном случае датчик отключается. Мы можем обеспечить мощность датчика через контакты микроконтроллера. Как показано на рисунке 2. Как показано на рисунке 2. При применении этой методики необходимо правильно рассчитать бюджет мощности, так как каждый датчик должен быть настроен и ждать до тех пор, пока не будет определен выход и не будут указаны правильные данные.
Большинство MEMS-акселерометров представляют собой цифровые датчики, что означает, что они могут преобразовывать измеренный аналоговый сигнал в цифровые данные. Из-за встроенного аналогового преобразователя сигналов, в сочетании с низкой чувствительностью к искажению сигнала, элементы расходных материалов уменьшаются, Однако это не единственное преимущество: встроенный генератор прерываний MEMS-акселерометр может генерировать триггерный сигнал, когда выполняется заданное пользователем условие параметра. Именно так используется функция пробуждения, чувствительная к движению. Микроконтроллер (MCU) настраивает датчик Для генерации триггера пробуждения и входа в спящий режим при очень низком потреблении энергии. Когда действие обнаружено, датчик будет генерировать сигнал прерывания. После того, как MCU примет сигнал, он переключится в подходящий режим работы, а затем только что произошла обработка. Ситуация.
Цифровые датчики также могут выполнять задачи, связанные с обработкой движения, выполняемыми микроконтроллерами. Конечно, микроконтроллеры могут выполнять одни и те же задачи, но энергоэффективность намного ниже - потребляемая мощность MCU составляет один миллиампер, а датчик - микроампер. Обнаружение свободного падения, одноточечного, двойного щелчка (действия пользователя, такие как щелчки мыши), обнаружение ориентации портрета / ландшафта и т. Д. Достигается с помощью внутренней логики датчика. MCU не требует каких-либо вычислений, ему нужно только ждать триггера прерывания и только в нем. Реагировать на действия.
Цифровые датчики часто включают настраиваемые фильтры, которые используются для измерения данных ускорения. Фильтры нижних частот, высоких частот и даже псевдонимов могут использоваться для предварительной обработки MCU. Данные и увеличение разгрузки.
Буфер данных, встроенный в датчик, в основном относится к первому, первому (FIFO) типу, потому что он позволяет MCU уменьшать частоту чтения данных, тем самым уменьшая потребление тока. Это позволяет микроконтроллеру выполнять другие задачи и продлевать время сна во время Также экономит время, необходимое для связи с последовательным портом датчика.
Последовательная связь между датчиками и микроконтроллерами также увеличивает общее энергопотребление. Для приложений с ультранизкой мощностью последовательная связь может оказывать значительное влияние каждый раз при обработке микроампер-ампер. Большинство MEMS-акселерометров Через интерфейс последовательного периферийного интерфейса (SPI) и I2C для связи. Интерфейс SPI более эффективен с точки зрения энергопотребления, есть три причины: во-первых, нет линии связи на линии связи, что вызовет дополнительное потребление тока; Скорость передачи данных. В-третьих, накладные расходы на последовательный протокол сокращаются.
Независимо от того, какой интерфейс используется, мы можем резко сократить последовательную связь, разрешив приложениям использовать готовые к обработке прерывания вместо опроса датчиков, то есть постоянно запрашивая новый статус доступности данных. После того как датчик завершит измерение и преобразование данных, прерывание подготовки данных генерируется автоматически. Новый набор данных будет считаться MCU. Когда это прерывание активируется, MCU немедленно считывает выходные данные с датчика через одно действие чтения.
Как упоминалось ранее, скорость передачи данных, производимая датчиком, низка, а это означает, что текущее потребление энергии низкое. Поэтому так называемый единый механизм преобразования данных может быть идеальным совпадением между датчиком и данными приложения, как показано на рисунке 3. Используя этот механизм, либо внешний триггерный сигнал на выводе датчика, либо регистр, записанный на MCU, с использованием последовательных инструкций. Полученные данные хранятся в датчике. Датчик также может инициировать подготовку данных. Сигнал прерывания информирует MCU о том, что преобразование данных завершено, и данные теперь могут быть прочитаны прикладной программой. С помощью этой функции могут быть достигнуты скорости передачи данных ниже 1 Гц или любой другой предопределенный диапазон.
В этой статье обсуждаются функции датчика акселерометра MEMS, которые важны для приложений с малой потребляемой мощностью и как их можно использовать при проектировании системы. В последнем ультрамощном 3-осевом акселерометре MEMS компании STMicroelectronics используются датчики акселерометра, Новая конструкция приложения обеспечивает гибкость, поскольку она потребляет до 1Ua тока, плюс несколько рабочих модулей, чрезвычайно широкий диапазон выходных скоростей передачи данных, богатую встроенность, высокую температурную стабильность и различные улучшения, такие как цифровая фильтрация И буфер FIFO. Мы считаем, что многие приложения с малой мощностью могут пользоваться преимуществами LIS2DW12.Этот датчик предоставит пользователям преимущества, особенно в следующих областях: чувствительность к движению и пользовательский интерфейс, удобные интеллектуальные энергосберегающие функции , Мониторинг движения, связанный с электричеством, и протоколирование распознавания ударов для беспроводных сенсорных узлов.