Guia de Seleção de Acelerômetros Seeed
Lançamos vários tipos de sensores de Acelerômetro nos últimos anos. Você pode achar difícil fazer uma escolha entre eles. Nós entendemos o seu problema; vamos dar uma olhada de perto neles e descobrir qual é o mais adequado para você!
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O que é um Acelerômetro
Um acelerômetro é um sensor capaz de medir a aceleração de objetos. Durante o processo de movimento, o valor da aceleração é obtido medindo-se a força inercial da massa e a Segunda Lei de Newton. De acordo com os diferentes elementos sensíveis do sensor, os sensores de aceleração comuns incluem capacitivos, indutivos, de deformação, piezoresistivos, piezoelétricos etc. Ao medir a aceleração devido à gravidade, você pode calcular o ângulo de inclinação do dispositivo em relação à horizontal. E você também pode determinar os movimentos do dispositivo analisando a aceleração dinâmica.
Por exemplo, recentemente uma senhora americana de noventa anos disse que, após sofrer um acidente de trânsito, a função de detecção de queda de um relógio inteligente salvou sua vida com sucesso. Quando ela saiu da loja e estava indo para casa, uma motorista a atropelou. Naquele momento, a idosa não conseguiu encontrar o telefone para ligar para o serviço de emergência, mas o relógio inteligente que ela usava detectou que ela havia caído e começou a pedir ajuda à família. Graças a uma nova geração de sensor de aceleração MEMS de três eixos e tecnologia de chip giroscópio, alguns relógios inteligentes agora são capazes de reconhecer uma variedade de posturas de queda.
Figura 1. Relógio inteligente com um acelerômetro de 3 eixos (Imagem de Sensorexpert, 2015)
Como funciona um acelerômetro
Existem duas maneiras pelas quais um acelerômetro funciona: efeito piezoelétrico e variação de capacitância. A seguir está a ilustração:
Efeito piezoelétrico
Figura 2. Princípio de funcionamento do efeito piezoelétrico (Imagem de explainthatstuff, 2019)
Como mostrado no modelo na figura acima, acelerômetros contêm estruturas cristalinas microscópicas que geram tensões quando ocorrem vibrações, e então a tensão gerada cria uma leitura de quanta aceleração existe.
Variação de Capacitância
Figura 3. Princípio de funcionamento da variação de capacitância (Imagem de explainthatstuff, 2019)
Este método utiliza a fórmula para encontrar a aceleração. Como sabemos que Força = Massa x Aceleração, para encontrar a aceleração, é preciso pegar a Força presente / Massa de um objeto.
É assim que o efeito de capacitância em um acelerômetro MEMS funciona:
- Estão presentes 2 placas capacitivas.
- A massa de um objeto pressiona uma das placas do capacitor, alterando a capacitância e permitindo que a força seja medida.
- Com a força e a massa do objeto conhecidas, a aceleração é finalmente medida.
Campo de Aplicações
Há inúmeros usos para esses sensores de acelerômetro. Em particular, usando esses tipos de sensores, os seres humanos podem ser monitorados e se beneficiar ou até ser salvos de diferentes condições. Portanto, os sensores de acelerômetro desempenham papéis importantes em vários setores, que incluem indústria, área médica, aplicações sociais e aplicações domésticas para monitorar movimentos de diversos objetos.
| Campo de aplicação | Função |
|---|---|
| Segurança automobilística | O sensor de aceleração é usado principalmente no desempenho de segurança de airbags de automóveis, sistemas de freio anti-bloqueio, sistemas de controle de tração etc. |
| Controle de jogos | O sensor de aceleração pode detectar a mudança do ângulo de inclinação para cima, para baixo, para a esquerda e para a direita, portanto é muito simples controlar a direção para frente, para trás, esquerda e direita dos objetos no jogo inclinando o dispositivo portátil para frente e para trás. |
| Giro automático de imagem | Use o sensor de aceleração para detectar a rotação e a direção do dispositivo portátil, a fim de obter a normalização da imagem a ser exibida. |
| Função anti-tremor | Use o sensor de aceleração para detectar a amplitude de vibração/tremor do dispositivo portátil. Quando a amplitude de vibração/tremor é muito grande, trave o obturador da câmera para que a imagem capturada esteja sempre nítida |
| Correção de inclinação da bússola eletrônica | O sensor magnético determina a direção medindo a magnitude do fluxo magnético. Quando o sensor magnético é inclinado, o fluxo geomagnético que passa pelo sensor magnético mudará, resultando em um erro na direção. O princípio de que o sensor de aceleração pode medir o ângulo de inclinação pode compensar a inclinação da bússola eletrônica. |
| Função pedômetro | O sensor de aceleração pode detectar o sinal CA e a vibração do objeto. Quando uma pessoa caminha, é gerada uma certa vibração regular, e o sensor de aceleração pode detectar a passagem por zero da vibração, de modo a calcular o número de passos dados pela pessoa ou o número de passos dados pelo corredor. Assim, calcula-se o deslocamento que a pessoa percorre. E usando uma certa fórmula é possível calcular o consumo de calorias. |
| Compensação de ponto cego do sistema de navegação GPS | O sistema GPS determina a posição do objeto recebendo três sinais de satélite distribuídos a 120 graus. Em algumas ocasiões e relevo especiais, como túneis, prédios altos e áreas de floresta, o sinal de GPS ficará fraco ou até completamente perdido. Este é o chamado ponto cego. E, instalando um sensor de aceleração e usando a navegação inercial que utilizamos anteriormente, o ponto cego do sistema pode ser medido. Integrando o sensor de aceleração uma vez, obtém-se a quantidade de variação de velocidade por unidade de tempo, medindo assim o movimento de objetos na zona de sombra. |
Sensores de Acelerômetro na Seeed
Há diversos acelerômetros na Seeed e a imagem a seguir ilustra um típico Grove - 3-Axis Digital Accelerometer ±16g Ultra-low Power (BMA400):
Qual é a sua preferência
Aviso Importante
O gráfico acima apresenta diversos atributos de cada acelerômetro, com diferentes faixas de medição, sensibilidades e consumos de energia; você pode escolher aquele que for mais adequado para você. Além disso, se a interface de comunicação for uma das considerações ao fazer a escolha, sugerimos que a comunicação SPI pode operar mais rápido do que I2C, o que pode ser uma vantagem em algumas situações.
Para obter informações mais detalhadas de cada um, visite suas próprias páginas por meio dos links ao lado das imagens dos produtos.
Recursos
- Referências
Projeto
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