راه اندازی ADXL330 – سنسور شتاب سه محوره

در این بخش به معرفی و نحوه راه اندازی و استفاده سنسور شتاب سه محوره adxl330 میپردازیم که در درجه اول یه توضیحات مختصری برای آشنایی بیشتری در مورد نحوه کاربرد و عملکرد سنسور نوشته شده است که امیدوارم این مطلب مفید واقع بشود

در خیلی از روباتها نیاز دارید که تعادل ربات را اتوماتیک خود ربات برعهده بگیرد مثلا در ربات های پرنده اگه بخواهید تعادل ان ربات را در هنگام پرواز خود ربات اتوماتیک انجام دهید.

شاید در دستگاهی نیاز داشته باشید که در صورت کج شدن یا افتادن دستگاه در ان لحظه دستگاه خاموش شود مثلا در بعضی از لپ تاپ های جدید که درصورت روشن بودن اگر از ارتفاعی به سمت زمین سقوط کرد و افتاد ،هارد دیسک سریع به صورت اتوماتیک خاموش میشه تا صدمه وارد کمتر باشد و دستگاه خسارت کمتری ببینه

شاید بخواهید میزان شیب یک مسیر را اندازه بگیرید.

شاید بخواهید میزان چرخش یک سیستم را در جهات X و Y و Z اندازه بگیرید.

شاید بخواهید میزان شتاب را اندازه گیری نمایید.

شاید بخواهید سرعت را اندازه بگیرید.

شاید بخواهید میزان چرخش بر حسب زاویه را اندازه گیری نمایید.

شاید بخواهید …

سنسور های مختلفی در بازار وجود دارد که میتوانید کارهای بالا را با ان انجام دهید اما در این قسمت برای شما سنسور ADXL330 را معرفی کنیم که در سه جهات X و Y و Z مقدار تغییرات توسط سنسور حس میشود و به صورت ولتاژ انالوگ مقدار تغییرات در خروجی ظاهر میگردد .

سنسور ADXL330 یک سنسور بسیار کوچک است که اندازه ان فقط ۴میلیمتر در ۴ میلی متر و به ارتفاع ۱٫۴۵ میلی متر و در نوع بسته بندی LFCSP_LQ به بازار عرضه شده است که میتوانید آن را در عکس زیر مشاهده کنید .

در این پست مدار راه انداز اولیه را برای شما قرار دادیم که ولتاژ سه محور خروجی این سنسور توسط ای سی ATmega8 اندازه گیری میشود و بر روی ال سی دی ۱۶*۲ نمایش میدهد و امکانات دیگر که در ادامه توضیح داده میشود.

مقدار تغییرات خروجی این سنسور به ازای g (شتاب زمین ) میباشد و به ازای هر g خروجی های x , y , z ولتاژ ۳۰۰ میلی ولت تغییر میکند.

تغذیه کل ای سی از ۲ ولت الی ۳٫۶ ولت میباشد و در ولتاژ ۲ ولت مقدار جریان مصرفی ان ۲۰۰ میکرو آمپر است.

پهنای باند خروجی ها را میتوان توسط خازنی که خروجی این سنسور قرار داده میشود از ۰٫۵ هرتز تا ۱۶۰۰ هرتز برای خروجی X و Y و از ۰٫۵ هرتز تا ۵۵۰ هرتز برای خروجی Z تنظیم نمود.

توسط این سنسور میتوان شتاب داینامیک و شتاب استاتیک را اندازه گیری نمود و در صورتی که از شتاب انتگرال بگیرید میتوانید به مقدار سزعت جابه جایی دست پیدا کنید.

قیمت این ای سی فعلا در تاریخ نگارش این مطلب (۱۳۹۰/۶/۱) حدود ۱۵۰۰۰ تومان میباشد (جهت بزرگتر دیدن عکس ها برروی آن کلیک کنید)

همانطور که در تصویر بالا میبینید برای راه اندازی این ای سی به حداقل قطعات نیاز دارید و این یکی از مزیت های این آی سی میباشد .

تعیین مقدار خازن های خروجی بر حسب مقدار پهنای باند مورد نظر میباشد که طبق جدول زیر که در دیتا شیت ای سی آورده شده میتوانید از خازن مورد نظر استفاده کنید.(جهت بزرگتر دیدن عکس ها برروی آن کلیک کنید)

تعداد پایه های این ای سی ۱۶ پایه میباشد که تعداد ۶ پایه ان NC میباشد یعنی به جایی متصل نمیشود ۴ پایه دیگر به زمین (Gnd ) و ۲ پایه دیگر به VCC متصل میشود.

در حالت عادی که g=0 باشد مقدار ولتاژ خروجی حدود ۱٫۵ ولت میباشد که با تغییر جهات این ای سی مقدار این ولتاژ افزایش یا کاهش می یابد که درشکل زیر نحوه قرار گیری آی سی و جهات آن نشان داده شده است(جهت بزرگتر دیدن عکس ها برروی آن کلیک کنید)

برای ساخت این مدار نقشه شماتیک و سورس برنامه به زبان بیسیک در ادامه برای شما قرار داده شده است و همچنیین فایل فوت پرینت برای نرم افزار آلتیوم را نیز قرار دادیم تا دوستان از نظر طراحی و چاپ مشکلی نداشته باشند و براحتی بتوانند از این مدار و ای سی استفاده کنند

تنها بحثی که می ماند لحیم کردن این ای سی میباشد که به هویه هوای گرم و دقت بالا و مهارت جهت لحیم کاری نیاز میباشد که بهتر است دوستان مبتدی این ای سی و فیبر را به مغازه های تعمیر موبایل ببرند تا ان ها این لحیم کاری را برایشان انجام دهند.

همانطور که گفته شد در این مدار مقدار ولتاژ های خروجی اندازه گیری شده و مقدار تبدیل شده ها توسط ADC بر روی ال سی نمایش داده میشود.

۴ میکرو سوییچ در مدار تعبیه شده است که نام انها set X و set Y و set Y و Reset است.(جهت بزرگتر دیدن عکس ها برروی آن کلیک کنید)

زمانی که مدار روشن شد هر خروجی یک مقدار برای خود دارد که مثلا برای محور x عددی نمایش داده میشود و بازدن کلید SET X ان مقدار صفر شده و حال اگر سنسور را به طرف X + بچرخانید عدد نمایش داده شده مقدار X به اعداد مثبت افزایش پیدا میکند و اگر سنسور به طرف X - چرخانده شود مقدار اعداد به مقدار منفی و اعداد کوچکتر از صفر تغییر میکند.

کلید های SET Y همانند عملکرد بالا را برای محور Y دارد و کلید SET Z نیز همانند کلیدهای دیگر برای محور Z عمل میکند

در صورتی که بخواهید اعداد نمایش داده شده به صورتی که اول بوده برگردد میتوانید کلید RESET را فشار دهید تا اعداد به حالت اولیه زمان روشن شدن دستگاه برگردد.

در فایل شماتیک که توسط نرم افزار DXP طراحی شده است ای سی ADXL330 به صورت زیر نمایش داده شده است که به دلیل محدودیت ولتاژ ۲ الی ۳٫۶ ولت از رگولاتور LF33CV که دارای خروجی ۳٫۳ ولت است جهت راه اندازی این ای سی استفاده شده است.(جهت بزرگتر دیدن عکس ها برروی آن کلیک کنید)

در نقشه شماتیک کانکتوری با نام STK200-300 مشخص شده است که جهت پروگرام کردن ای سی توسط پروگرامر Stk200-300 تعبیه شده است.

نکته مهم در مورد فیوز بیت های میکرو میباشد که باید مقدار فرکانس میکرو را بر روی ۴ مگاهرتز تنظیم نمایید. خروجی های آنالوگ ای سی فقط اندازه گیری میشوند و هیچ گونه عمل انتگرال گیری بر روی ان ها صورت نمیگیردو این مدار فقط جهت راه اندازی اولیه این ای سی میباشد.

بعد از ساخت مدار جهت تست فیبر در همان حالت و همان محور به چپ و راست و بالا و پایین بچرخانید و مقدار تغییرات را بر روی ال سی دی مشاهده کنید

جهت دانلود فایل سورس بیسیک - فایل شماتیک - فوت پرینت ای سی - دیتا شیت ای سی ADXL330 بر روی عکس زیر کلیک نمائید.

جهت دیدن کلیپ های مدارات ساخته شده با این سنسور به لینک زیر مراجعه نمایید.