09,22,2026 13просмотры
Примечания
Измерить угол наклона объектаакселерометрический датчикОбычное применение. Хотя его основные принципы очень просты, в конкретной реализации все еще возникает много трудностей, таких как проблема точности угла наклона, математические вычисления слишком сложны и так далее. В этой статье подробно обсуждается вопрос точности и дается упрощенный метод расчета.
2 Основные принципы
Поскольку датчики ускорения подвергаются гравитационному воздействию при стационарном размещении, ускорение гравитации составляет 1 грамм. Используя это свойство, можно рассчитать угол наклона гравитационного ускорения на вертикальной плоскости путем измерения его компонентов на осях X и Y датчика ускорения.
Таким образом, в соответствии с вышеуказанным принципом, 2 - осный датчик ускорения может измерять угол наклона на плоскости X - Y.
Следует отметить, что датчики ускорения по оси 2 могут измерять только гравитационную составляющую на оси X и Y и, следовательно, только угол наклона на плоскости X - Y. Но поскольку, когда объект наклоняется в пространстве, трудно гарантировать наклон * на плоскости X - Y, есть ограничения для измерения с использованием только 2 - осевого датчика ускорения, поэтому мы рассматриваем возможность использования 3 - осевого датчика ускорения. Как показано на рисунке ниже, трехосный датчик ускорения может измерять гравитационную составляющую оси X, Y и Z, а формула для расчета угла наклона пространства может быть расширена следующим образом:
Эта формула является основным принципом, используемым в этой статье для измерения угла наклона объекта. Следует отметить, что здесь используется свойство гравитации, которой подвергается объект в состоянии покоя, и эта формула не будет более точной, если объект также имеет ускорение движения. Поэтому к формуле необходимо добавить ограничение, а именно:
3 Аппаратная реализация
В настоящее время датчики ускорения, используемые в потребительских продуктах, делятся на цифровые выходы (например, ADXL345) и аналоговые выходы (например, ADXL335). Датчики ускорения с цифровым выходом могут быть подключены непосредственно к MCU через шины I2C или SPI; Датчики ускорения, имитирующие выход, должны использовать ADC для отбора проб. В настоящее время широко используемые MCU в основном имеют встроенные ADC - каналы, поэтому датчики ускорения, как цифровые, так и аналоговые, могут быть легко подключены к MCU для выполнения измерительных функций.
