可穿戴設(shè)備都是采用電池供電,對(duì)傳感器的低功耗和尺寸要求很高。配備智能傳感器的可穿戴設(shè)備是功能強(qiáng)大的工具,可通過(guò)啟用步數(shù)計(jì)數(shù),活動(dòng)識(shí)別,睡眠監(jiān)控和位置檢測(cè)等功能來(lái)改善健康狀況并跟蹤健身活動(dòng)-同時(shí)滿足健身帶和智能手表的電池壽命和尺寸要求。 QST提供了一系列設(shè)備來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),例如纖巧,低功耗的加速度計(jì),磁力計(jì),氣壓計(jì)和智能傳感器,它們將加速度計(jì),MCU和BT芯片組合到一個(gè)封裝中。
在智能農(nóng)場(chǎng)中,可以使用傳感器監(jiān)視動(dòng)物的活動(dòng)(例如,走地雞智能腳環(huán)上的傳感器),這樣人們就可以知道桌子上的健康食品是如何飼養(yǎng)的。 加速度計(jì)是諸如屏幕旋轉(zhuǎn)和手機(jī)游戲等重要項(xiàng)目的關(guān)鍵。QMI8A01ZA級(jí)代理
量程是指加速度計(jì)可以測(cè)量的加速度范圍,超過(guò)該范圍輸出將飽和,對(duì)于普通的應(yīng)用,一般情況下+/-8G已經(jīng)可以滿足要求,一些特殊的應(yīng)用比如洗衣機(jī)震動(dòng)檢測(cè),撞擊檢測(cè)等要求高G的需求,QMA7981提供了+/-32G的量程范圍可以選擇。應(yīng)用中量程的選擇的還與加速度計(jì)的分辨率(Resolution)以及噪聲指標(biāo)有關(guān),在同樣的ADC分辨率下,量程增大一倍,實(shí)際的靈敏度LSB/g將減小一半。QMA7981在+/-32G量程下的分辨率為3.9mg/LSB。2)分辨率(Resolution)加速度計(jì)的分辨率提高有助于分別精細(xì)化的動(dòng)作,分辨率從早期的6bit,8bit,10bit逐漸提升,目前以14bit為主流。加速度計(jì)的分辨率提高的需求也與手機(jī)上陀螺儀數(shù)據(jù)融合的要求有關(guān)(目前安卓要求分辨率比較低14Bit)。QMA7981具有14bit的分辨率。QMC6308-PN上海矽??萍加邢薰就瞥隽嗣嫦駻R/VR、無(wú)人機(jī)、汽車電子領(lǐng)域的三軸AMR磁傳感器QMC5883L。
利用加速度計(jì)可以得到準(zhǔn)確的靜態(tài)姿態(tài)信息,利用去除重力加速度后的線性加速度分量,可以粗略的計(jì)算位移信息。在依靠加速度計(jì)的情況下,動(dòng)態(tài)的姿態(tài)和位移的檢測(cè)的精度都是比較有限的,難點(diǎn)在于動(dòng)態(tài)特別是快速情況下如何有效的獲取準(zhǔn)確的重力加速度,利用多傳感器數(shù)據(jù)融合可以較好的解決這個(gè)問(wèn)題,要求高的應(yīng)用,可以考慮上海矽??萍嫉膽T性單元IMUQMI8610。加速度計(jì)用于測(cè)量物體的姿態(tài),主要是包括俯仰角(Pitch,按照安卓的定義是繞X軸旋轉(zhuǎn)的角度)和橫滾角(Roll,按照安卓的定義是繞Y軸旋轉(zhuǎn)的角度),用于水平檢測(cè)或者傾斜檢測(cè),有要求精度很高的應(yīng)用如傾角儀,設(shè)備的水平檢測(cè)等,也有簡(jiǎn)單的應(yīng)用比如電子價(jià)簽需要根據(jù)擺放的方向自動(dòng)旋轉(zhuǎn)屏幕,攝像頭的圖像圓轉(zhuǎn),比如車輛的傾倒檢測(cè),上坡檢測(cè),設(shè)備的姿態(tài)變化的識(shí)別也可以用于無(wú)按鍵模式下的輸入,用于取代低功耗磁傳感器的開(kāi)關(guān)作用。
斜率定義為兩個(gè)相鄰時(shí)間點(diǎn)的加速度計(jì)值:Slope(t2)=(??????(??2)???????(??1)),輸入允許是XYZ的任意一軸或者多軸的組合,需要設(shè)置斜率的閾值(Threshold)以及超過(guò)該閾值需要持續(xù)的時(shí)間(Duration),如果芯片檢測(cè)到符合這個(gè)設(shè)置的波形,將會(huì)提供一個(gè)中斷給微處理器,微處理器可以通過(guò)讀取相關(guān)的中斷寄存器確認(rèn)是Anymotiondetection中斷,并可以讀取狀態(tài)寄存器獲取下面信息:1)先滿足觸發(fā)條件的是哪個(gè)軸;2)觸發(fā)的信號(hào)是正方向的還是負(fù)方向的。閾值(Threshold)與持續(xù)時(shí)間(Duration)的設(shè)置依賴于芯片的ODR,對(duì)于Anymotiondetection的檢測(cè),可以以較低的ODR實(shí)現(xiàn),而較低的ODR可以獲得良好的功率控制。Duration可以選擇的點(diǎn)數(shù)目多4個(gè)點(diǎn),閾值小為16LSB(),閾值大為4G@FS=+/-8G,因此該檢測(cè)器可以檢測(cè)很小的運(yùn)動(dòng),也可以設(shè)置為檢測(cè)很強(qiáng)烈的撞擊,可以根據(jù)應(yīng)用的需求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。 QST提供了全系列先進(jìn)的GNSS慣導(dǎo)模塊。
噪聲密度也是MEMS加速度計(jì)的一項(xiàng)重要指標(biāo),指的是噪聲輸出的功率譜密度,以μg/√Hz指定噪聲的功率譜密度噪聲會(huì)隨供電電壓變化,噪聲會(huì)隨供電電壓變化,所以它噪聲特性會(huì)在指定的供電電壓下給出。噪聲密度會(huì)隨著供電電壓的降低而升高總噪聲由噪聲密度和帶寬決定總噪聲=噪聲密度*SQRT(1.6*BW)對(duì)于不同應(yīng)用要選擇合適的帶寬以降低總噪聲人的各種運(yùn)動(dòng)~50to100Hz傾角檢測(cè)~5Hz沖擊檢測(cè)>1kHz噪聲特性決定了器件的精度,外部的軟件平滑濾波可以在某些應(yīng)用下降低數(shù)據(jù)的抖動(dòng),但是會(huì)帶來(lái)相位誤差。需要50μg/√Hz級(jí)別的加速度計(jì)噪聲密度要求的應(yīng)用可以考慮上海矽??萍嫉腎MU芯片QMI8610.矽??萍糀MR磁傳感器QMC6983是專門(mén)針對(duì)智能移動(dòng)終端。QMC6308-PN
智能手機(jī)越來(lái)越依賴磁力計(jì)和氣壓計(jì)來(lái)告知航向和用戶所在的樓層。QMI8A01ZA級(jí)代理
得益于微處理器能耗比的提高特別是近年來(lái)亞閾值電壓(低于0.5V)微處理器的推廣以及傳感器Always on需求下的大容量FIFO的普及,純軟件的方式,可以在保證低功耗的情況下靈活處理數(shù)據(jù)應(yīng)對(duì)需求的變化和算法的改進(jìn)。而針對(duì)特定需求在傳感器內(nèi)部采用硬件實(shí)現(xiàn)的功能,比如靜止檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、屏幕翻轉(zhuǎn)、失重、位置識(shí)別、單雙擊,計(jì)步,抬手亮屏,睡眠監(jiān)測(cè)等等,用戶只需簡(jiǎn)單配置算法對(duì)應(yīng)的寄存器即可開(kāi)始檢測(cè),一旦檢測(cè)到目標(biāo)事件,傳感器通過(guò)中斷管腳喚醒微處理器進(jìn)行相應(yīng)的處理,這種方式可以用戶無(wú)需自行開(kāi)發(fā)驗(yàn)證算法,可以更簡(jiǎn)便的使用傳感器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能,并能獲得更低的功耗。QMI8A01ZA級(jí)代理