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用三軸加速度傳感器檢測(cè)傾斜角的方法

發(fā)布時(shí)間:2019-10-23 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】本文比較使用三軸加速度傳感器與使用單/雙軸加速度傳感器有什么優(yōu)點(diǎn),以及如何使用Digi-Key的技術(shù)資源來(lái)加速設(shè)計(jì)進(jìn)程。
 
本系列相關(guān)文章:
 
△ 兩個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)+三個(gè)技術(shù)資源:加速度器傳感器應(yīng)用必讀!
 
△ 都是用加速度傳感器檢測(cè)傾斜角,雙軸比單軸器件強(qiáng)在哪兒?
 
三軸加速度傳感器的優(yōu)點(diǎn)
 
全面掌握物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
 
雙軸加速傳感器可以保證XY平面上的傾斜角檢測(cè)。但是在實(shí)際應(yīng)用中,很難保證傾斜只發(fā)生在XY平面。加上第三條軸之后,便可全面掌握物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。三軸加速度傳感器除了像雙軸加速度傳感器一樣,可以分別計(jì)算出在XY平面、YZ平面、XZ平面的傾斜角外。還可以計(jì)算出每條軸與參考位置的夾角。圖1, XYZ三軸與參考位置的夾角。
 
圖1:XYZ三軸與參考位置的夾角
 
θ 水平面與X軸夾角
 
Ψ水平面與Y軸夾角
 
Φ重力矢量與Z軸夾角
 
引入?yún)⒖嘉恢玫母拍?,一般把參考位置設(shè)置為:z軸上重力分量為1,而XY軸上沒(méi)有重力分量的位置。此時(shí)θ、Ψ、Φ的角度為0。通過(guò)計(jì)算θ、Ψ、Φ三個(gè)角度,便可知道物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
 
圖2:XYZ三軸與參考位置的夾角計(jì)算公式
 
檢測(cè)傾斜角:三種加速度傳感器比較
 
該使用哪種加速度傳感器,應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用要求而定,比如檢測(cè)傾斜角范圍、檢測(cè)對(duì)象在XYZ三軸運(yùn)動(dòng)上是否有限定、檢測(cè)精度要求等等。
 
 
使用Digi-Key技術(shù)資源加速設(shè)計(jì)進(jìn)程
 
尋找加速度傳感器匹配評(píng)估板
 
靈活應(yīng)用評(píng)估板,可以達(dá)到事半功倍的效果。
 
 
舉個(gè)例子, ADI三軸加速度傳感器ADXL355BEZ配套的評(píng)估板可以在Digi-Key的產(chǎn)品頁(yè)面中配用欄中找到匹配的評(píng)估板EVAL-ADXL355Z。也可以通過(guò)ADI加速度傳感器選擇與開發(fā)板選擇頁(yè)面中最后一欄中找到對(duì)應(yīng)的開發(fā)板。
 
圖3:ADI加速度傳感器選擇與開發(fā)板選擇頁(yè)面
 
>> 更多加速度傳感器開發(fā)板
 
加速度傳感器符號(hào)庫(kù)與封裝庫(kù)
 
KiCad是一種開源免費(fèi)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA) 工具,能滿足基本的原理圖與PCB板設(shè)計(jì)功能,Digi-Key推出自己的Digi-Key KiCad 電子元器件庫(kù),幫助加速設(shè)計(jì)進(jìn)程。其中包括多個(gè)ADI加速度傳感器的原理圖庫(kù)與封裝庫(kù)。舉例:ADI的 ADXL335BCPZ-RL7。
 
圖4:Digi-Key KiCad符號(hào)庫(kù) - ADI ADXL335BCPZ-RL7
 
圖5:Digi-Key KiCad封裝庫(kù) - ADIADXL335BCPZ-RL7
  
>>  KiCad 免費(fèi)工具介紹與下載
 
>>  Digi-Key KiCad 電子元器件庫(kù)
 
本文小結(jié) 
 
本系列文章僅僅討論了檢測(cè)傾斜角一個(gè)方面的應(yīng)用。如果在實(shí)際應(yīng)用中需要考慮更多的應(yīng)用,通常要收集分析整理各個(gè)方面的信息。此時(shí)三軸加速度傳感器的功能往往是單軸/雙軸加速度傳感器無(wú)法替代的。
 
來(lái)源:Digi-Key  作者: Alan Yang
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