Mikrosysteme [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
MEMS-Beschleunigungs- und Gyrosensor
In den letzten Jahren haben miniaturisierte Beschleunigungssensoren zunehmend Bedeutung erlangt. Diese sind mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS) und werden meist aus Silicium hergestellt. Diese Sensoren sind Feder-Masse-Systeme, bei denen die "Federn" nur wenige μm breite Silicium-Stege sind und auch die Masse aus Silicium hergestellt ist. Wie funktioniert und was ist ein Beschleunigungssensor? | Elektronische Teile. Vertriebshändler und Onlineshop - Transfer Multisort Elektronik. Durch die Auslenkung bei Beschleunigung kann zwischen dem gefedert aufgehängten Teil und einer festen Bezugselektrode eine Änderung der elektrischen Kapazität gemessen werden. Der gesamte Messbereich entspricht einer Kapazitätsänderung von ca. 1 pF. Die Elektronik zur Auswertung dieser kleinen Kapazitätsänderung wird auf demselben integrierten Schaltkreis (IC) untergebracht. Es gibt auch Varianten, bei denen auf dem Biegebalken piezoresistive Widerstände durch Ionenimplantation angebracht sind, die entsprechend der Biegung ihren Widerstand ändern und so auf die Beschleunigung zurückschließen lassen.
3 Achsen Beschleunigungssensor Auswerten Methoden
Das Accelerometer ADXL335 ( Produkt bei Amazon) ist als Breakout Board für die Verwendung mit Arduino perfekt geeignet. Es verfügt über den 3-Achsen Accelerometer-IC ADXL335 von Analog Devices. Es hat eine extrem geringe Stromaufnahme (320uA) und einen Messbereich von +/- 3g. Die drei Achsen lassen sich einfach an die analogen Inputs des Arduinos anschließen und auslesen. Achtung! Das Board hat eine Betriebsspannung von 1, 8 V bis 3, 6 V. Es muss also an den 3, 3V-Pin des Arduinos angeschlossen werden, da es sonst zerstört wird. Schaltung
In der Schaltung ist das Accelerometer ADXL335 mit dem 3, 3V und dem GND-Pin des Arduinos verbunden. Die drei Achsen sind jeweils an drei analogen Inputs angeschlossen. 3 achsen beschleunigungssensor auswerten englisch. Grafik mit Fritzing gemacht
Code
Im Code-Beispiel werden die drei ausgelesenen Werte einfach per serieller Schnittstelle an den Computer gesendet. Um die anzuzeigen, muss der serielle Monitor in der Arduino-Software eingeschaltet werden (Werkzeuge > Serieller Monitor). int accZPin=0;
int accYPin=1;
int accXPin=2;
void setup(){
(9600);}
void loop(){
(analogRead(accZPin));
("\t");
(analogRead(accYPin));
intln(analogRead(accXPin));
delay(10);}
Accelerometer Projekt Beispiel
Bei diesem Beispiel handelt es sich um einen Sabotage-Alarm.
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Das ist aber nicht der Fall. Ich habe mehrere Module getestet und die Werte lagen meist zwischen 350 und 380 Einheiten, sprich bei ca. 1, 7 bis 1, 9 Volt. Allerdings war der Startwert für ein gegebenes Modul und eine gegebene Achse recht gut reproduzierbar. Die Angabe zur Empfindlichkeit für die Einstellung +/-1. 5 g, nämlich 800 mV/g, konnte ich bei Tests bestätigen. Beschleunigungssensor – Mikrocontroller.net. Umgerechnet in "analogRead-Einheiten" gilt:
5000\; [\text{mV}]\stackrel{\wedge}= 1023 \;\; \rightarrow\;\;800\;[\text{mV}]\stackrel{\wedge}=163. 7
D. h. wenn ich den MMA7361 um 90° gedreht habe, ging der Messwert der betroffenen Achse um ca. 163 Einheiten (im Sketch: unitsPerG) nach oben oder unten. Berechnung der Beschleunigung und der Winkel
Nullpunkte der MMA7361 Achsen
Bevor wir Beschleunigungen und Winkel berechnen, müssen wir erst einmal die Nullpunkte (im weiteren Verlauf auch "Startwerte" genannt) ermitteln. Prinzipiell gibt es zwei Möglichkeiten:
Ihr ermittelt durch langsames Drehen den Maximal- und Minimalwert und verwendet den Mittelwert als Nullpunkt.
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Stattdessen lassen sich Hinweise auf Herzkrankheiten wie Vorhofflimmern finden. Allerdings handelt es sich bei den Ergebnissen niemals um eine Diagnose, dafür sind Ärzte verantwortlich. Die Elektroden für die Messung liegen unter anderem im Uhrengehäuse. Einer wissenschaftlichen Studie vom Sommer 2019 zufolge kann die Technik, was sie soll. Allerdings raten Mediziner vollkommen gesunden, jungen Menschen davon ab, das EKG zu benutzen, weil die Gefahr von falschen oder falsch gedeuteten Befunden besteht. Beschleunigungssensoren Daten auswerten? (Elektronik). Dieser Sensor ermöglicht die sogenannte "Pulsoximetrie". Hinter diesem kompliziert klingenden Wort verbirgt sich die Messung der Sauerstoffsättigung im Blut. Ein weiteres Vitalzeichen, das vor allem im Gesundheits- und nicht im Fitness-Bereich eine Rolle spielt. Auch dieser Sensor arbeitet mit zwei LEDs – einer roten und einer infraroten. Erneut wird die Reflexion des Lichts gemessen, um eine Aussage über die Sauerstoffsättigung im Blut zu machen. Die Methode ist aus der Medizin bekannt.
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B. eines Stabes) mittels Dehnungsmessstreifen bestimmt wird (vor allem für niedrigere Frequenzen geeignet). Magnetische Induktion: Bei der Bewegung der an einer Feder aufgehängten Testmasse wird durch einen Magneten in einer Spule eine elektrische Spannung induziert, ähnlich wie in einem dynamischen Mikrofon ( Tauchspulenmikrofon). Der Ferraris-Sensor misst die Relativbeschleunigung ohne Testmasse mit Hilfe von Wirbelströmen. Er wird zur Analyse und Regelung hochdynamischer Antriebe verwendet. Siehe auch [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Schwingungskalibrator
Weblinks [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Einzelnachweise [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
↑ Claudio Viecelli, David Graf, David Aguayo, Ernst Hafen, Rudolf M. Füchslin: Using smartphone accelerometer data to obtain scientific mechanical-biological descriptors of resistance exercise training. 3 achsen beschleunigungssensor auswerten methoden. In: PLOS ONE. Band 15, Nr. 7, 15. Juli 2020, ISSN 1932-6203, S. e0235156, doi: 10. 1371/, PMID 32667945, PMC 7363108 (freier Volltext).
3-Achsen Beschleunigungssensor ADXL355 programmieren - Deutsch - Arduino Forum