3-Achsen-Beschleunigungssensor 3D-BS - Modul mit SPI- und I2C-Schnittstelle

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Aus ELVjournal 02/2010     1 Kommentare
 3-Achsen-Beschleunigungssensor 3D-BS - Modul mit SPI- und I2C-Schnittstelle
Bausatzinformationen
ungefähr Bauzeit(Std.)Verwendung von SMD-Bauteilen.
10,25OK2/10

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Technische Daten

Beschleunigung, linear, X-,Y-,Z-Achse
±2 g, ±4 g oder ±8 g (einstellbar)
10 Bit
25-1500 Hz
2,5...6V
I²C, 3-wire-SPI, 4-wire-SPI, Interrupt
2,5...6V
<1 mA
14 x 24 mm

Beim 3D-BS handelt es sich um ein winziges Sensor-Modul, das bereits mit dem digitalen 3-Achsen-Beschleunigungssensor BMA020 von Bosch Sensortec bestückt ist. Dieser Sensor erzeugt zwischen 25 und 1500 Mal pro Sekunde Messdaten in einem frei wählbaren Bereich von ±2 g, ±4 g oder ±8 g. Zusätzlich stellt der 3D-BS einen 2,5-V-Spannungswandler und fünf Pegelwandler bereit. Damit kann dieses Modul schnell und einfach in eigene Applikationen eingefügt und wahlweise über I²C oder SPI (3-/4-wire) angesprochen werden.

Beschleunigung gibt’s immer und überall

Bild 1: Mobiltelefon mit eingebautem Beschleunigungssensor (Foto: HTC)
Bild 1: Mobiltelefon mit eingebautem Beschleunigungssensor (Foto: HTC)
Um es gleich vorwegzunehmen, auch wenn Sie gerade gemütlich im Wohnzimmer auf dem Sofa sitzend das „ELVjournal“ lesen, können Sie an Ort und Stelle eine Beschleunigung von 1 g messen. Dabei handelt es sich um die allgegenwärtige Erdschwerebeschleunigung, die in Richtung Fußboden bzw. Erdmittelpunkt wirkt. Genau diese Beschleunigung wird auch genutzt, wenn sich beim Drehen eines Smartphones der Bildschirminhalt gleich mitdreht. Aus diesem Grund ist in modernen Mobiltelefonen wie z. B. beim iPhone oder den Windows-Mobile-Geräten der Beschleunigungssensor mittlerweile eine nicht mehr wegzudenkende Standardkomponente (siehe Abbildung 1).
Bild 2: Kamera mit Beschleunigungssensor: optische Unterstützung zur einfachen Ausrichtung des Bildhorizonts (Foto: Canon)
Bild 2: Kamera mit Beschleunigungssensor: optische Unterstützung zur einfachen Ausrichtung des Bildhorizonts (Foto: Canon)
Auch in Digitalkameras werden bereits immer mehr Sensoren dieser Art eingesetzt – als digitale Wasserwaage zur genauen Ausrichtung des Horizonts und zur Bildstabilisierung in Objektiven gegen Verwacklungen (Abbildung 2).
Bild 3: Digitale Wasserwaage für den Kamera-Blitzschuh
Bild 3: Digitale Wasserwaage für den Kamera-Blitzschuh
Auch als externes Zubehör sind mittlerweile eine ganze Reihe solcher digitalen Wasserwaagen erhältlich wie die in Abbildung 3 gezeigte „Action Level“. Dank solcher Anwendungen für den Massenmarkt sind hochwertige Beschleunigungssensoren relativ preiswert geworden und damit auch für eigene kleine Entwicklungen interessant.
Bild 5: Der 3-Achsen-Beschleunigungssensor BMA020
Bild 5: Der 3-Achsen-Beschleunigungssensor BMA020
Bild 4: Ansicht des 3D-BS-Moduls von der Oberseite. Die Koordinaten zeigen die Lage der X-, Y- und Z-Achse an, wobei die Z-Achse hier nach unten weist.
Bild 4: Ansicht des 3D-BS-Moduls von der Oberseite. Die Koordinaten zeigen die Lage der X-, Y- und Z-Achse an, wobei die Z-Achse hier nach unten weist.
Da sich viele Sensorhersteller auf Produktkategorien wie Mobilfunk, Notebooks, Spielekonsolen und PDAs ausrichten, werden die Chips in kleinstmöglicher Bauform realisiert, die nicht mehr per Hand zu löten ist. Aus diesem Grund entstand das in Abbildung 4 gezeigte 3D-BS-Modul, das einen sehr guten Beschleunigungssensor von Bosch Sensortec (Abbildung 5) zusammen mit weiteren hilfreichen Komponenten auf einer winzigen Platine integriert. Diese kann entweder direkt in eigene Entwicklungsprojekte mit Mikrocontroller eingebunden werden oder mit Hilfe eines geeigneten Interfaces, wie z. B. dem USB-I2CInterface, für Fortbildungs- und Schulungszwecke genutzt werden. Zusammen mit dem USB-I2C kann man bereits innerhalb weniger Minuten die ersten kontinuierlich gemessenen Beschleunigungswerte auf einem PC auswerten.

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ELV 3-Achsen-Beschleunigungssensor 3D-BS, Komplettbausatz

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Kommentare:

11.11.2010 schrieb Marcel Müller:
„Unglaubliches Ding. Vor vielen Jahren haben wir Flugbahnen von Skispringern berechnet. Diese in real time zu messen, war ein Wunschtraum. Mit diesem Modul wäre das möglich gewesen.... M.M. ”
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