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用三轴加速度传感器检测倾斜角的方法

发布时间:2019-10-23 责任编辑:xueqi

【导读】本文比较使用三轴加速度传感器与使用单/双轴加速度传感器有什么优点,以及如何使用Digi-Key的技术资源来加速设计进程。
 
本系列相关文章:
 
△ 两个设计要点+三个技术资源:加速度器传感器应用必读!
 
△ 都是用加速度传感器检测倾斜角,双轴比单轴器件强在哪儿?
 
三轴加速度传感器的优点
 
全面掌握物体的运动状态
 
双轴加速传感器可以保证XY平面上的倾斜角检测。但是在实际应用中,很难保证倾斜只发生在XY平面。加上第三条轴之后,便可全面掌握物体的运动状态。三轴加速度传感器除了像双轴加速度传感器一样,可以分别计算出在XY平面、YZ平面、XZ平面的倾斜角外。还可以计算出每条轴与参考位置的夹角。图1, XYZ三轴与参考位置的夹角。
 
图1:XYZ三轴与参考位置的夹角
 
θ 水平面与X轴夹角
 
Ψ水平面与Y轴夹角
 
Φ重力矢量与Z轴夹角
 
引入参考位置的概念,一般把参考位置设置为:z轴上重力分量为1,而XY轴上没有重力分量的位置。此时θ、Ψ、Φ的角度为0。通过计算θ、Ψ、Φ三个角度,便可知道物体的运动状态。
 
图2:XYZ三轴与参考位置的夹角计算公式
 
检测倾斜角:三种加速度传感器比较
 
该使用哪种加速度传感器,应根据具体的应用要求而定,比如检测倾斜角范围、检测对象在XYZ三轴运动上是否有限定、检测精度要求等等。
 
 
使用Digi-Key技术资源加速设计进程
 
寻找加速度传感器匹配评估板
 
灵活应用评估板,可以达到事半功倍的效果。
 
 
举个例子, ADI三轴加速度传感器ADXL355BEZ配套的评估板可以在Digi-Key的产品页面中配用栏中找到匹配的评估板EVAL-ADXL355Z。也可以通过ADI加速度传感器选择与开发板选择页面中最后一栏中找到对应的开发板。
 
图3:ADI加速度传感器选择与开发板选择页面
 
>> 更多加速度传感器开发板
 
加速度传感器符号库与封装库
 
KiCad是一种开源免费的电子设计自动化 (EDA) 工具,能满足基本的原理图与PCB板设计功能,Digi-Key推出自己的Digi-Key KiCad 电子元器件库,帮助加速设计进程。其中包括多个ADI加速度传感器的原理图库与封装库。举例:ADI的 ADXL335BCPZ-RL7。
 
图4:Digi-Key KiCad符号库 - ADI ADXL335BCPZ-RL7
 
图5:Digi-Key KiCad封装库 - ADIADXL335BCPZ-RL7
  
>>  KiCad 免费工具介绍与下载
 
>>  Digi-Key KiCad 电子元器件库
 
本文小结 
 
本系列文章仅仅讨论了检测倾斜角一个方面的应用。如果在实际应用中需要考虑更多的应用,通常要收集分析整理各个方面的信息。此时三轴加速度传感器的功能往往是单轴/双轴加速度传感器无法替代的。
 
来源:Digi-Key  作者: Alan Yang
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