09,22,2026 11visualizações
1 Descrição
O ângulo de inclinação do objeto medido éSensor de aceleradoruma aplicação comum. Embora seus princípios básicos sejam simples, ainda há muitas dificuldades na implementação específica, como problemas de precisão no ângulo de inclinação, cálculos matemáticos demasiado complexos e assim por diante. Este artigo abordará detalhadamente o problema da precisão e fornecerá um método simplificado de cálculo.
2 Princípios básicos
Uma vez que o sensor de aceleração está sujeito à gravidade quando colocado em posição estática, há uma aceleração gravitacional de 1g. Usando esta propriedade, o ângulo de inclinação no plano vertical do sensor de aceleração pode ser calculado medindo a composição da aceleração gravitacional nos eixos X e Y.
Assim, um sensor de aceleração de dois eixos pode medir o ângulo de inclinação no plano X-Y, de acordo com o princípio acima.
É importante notar que o sensor de aceleração de dois eixos mede apenas a composição de gravidade nos eixos X e Y e, portanto, mede apenas o ângulo de inclinação no plano X-Y. No entanto, como é difícil garantir a inclinação* no plano X-Y quando o objeto está inclinado no espaço, há limitações em medir apenas com um sensor de aceleração de dois eixos, por isso, consideramos usar um sensor de aceleração de três eixos. Como mostrado na figura abaixo, o sensor de aceleração de 3 eixos pode medir a composição gravitacional dos eixos X, Y e Z, e a fórmula para calcular o ângulo de inclinação espacial pode ser ampliada como
Esta fórmula é o princípio básico usado neste artigo para medir o ângulo de inclinação de um objeto. É preciso ressaltar que aqui é usada a natureza da gravidade do objeto quando está parado, e se o objeto tiver aceleração de movimento ao mesmo tempo, essa fórmula não seria mais precisa. Assim, é necessário adicionar uma condição de restrição à fórmula:
3 Implementação de hardware
Atualmente, os sensores de aceleração usados em produtos de consumo são divididos em saídas digitais (por exemplo, ADXL345) e analógicas (por exemplo, ADXL335). Os sensores de aceleração da saída digital podem ser conectados diretamente à MCU através de um ônibus I2C ou SPI; Os sensores de aceleração com saída analógica requerem amostragem com ADC. Hoje em dia, os MCUs de uso comum têm basicamente canais ADC incorporados, de modo que os sensores de aceleração de saídas digitais e analógicas podem ser facilmente conectados à MCU, permitindo a capacidade de medição.
