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重力加速度計感測器 介紹與應用

101 年度高瞻計畫. 重力加速度計感測器 介紹與應用. 林宜賢老師編撰. 大綱. 何謂三軸重力加速度感測器 重力加速度感測器的產生原理 重力加速度感測器相關的應用 重力加速度感測器模組介紹 I2C 匯流排傳輸介面介紹 SPI 匯流排傳輸介面介紹 重力加速度感測器模組展示 參考文獻. 2. 何謂 三軸重力加速度感測器. G-Sensor 又稱三軸重力加速度感測器。 一種 可以 測量加速度力的電子設備 。 透過類似向量的原理，感測在運動的狀態下，三軸（ X 、 Y 、 Z ）空間產生的重力加速度（ G 力）。. 3. 重力加速度感測器 的產生原理.

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重力加速度計感測器 介紹與應用

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Presentation Transcript

  1. 101年度高瞻計畫 重力加速度計感測器介紹與應用 林宜賢老師編撰

  2. 大綱 • 何謂三軸重力加速度感測器 • 重力加速度感測器的產生原理 • 重力加速度感測器相關的應用 • 重力加速度感測器模組介紹 • I2C匯流排傳輸介面介紹 • SPI匯流排傳輸介面介紹 • 重力加速度感測器模組展示 • 參考文獻 2

  3. 何謂三軸重力加速度感測器 • G-Sensor又稱三軸重力加速度感測器。 • 一種可以測量加速度力的電子設備。 • 透過類似向量的原理，感測在運動的狀態下，三軸（X、Y、Z）空間產生的重力加速度（G 力）。 3

  4. 重力加速度感測器的產生原理 • 基本上，我們處於的空間，是屬於一個三維的世界。G-Sensor的原理即是偵測這三維空間的變動，而得到實際的數值，加以應用。 (以上圖片取自於 Falcon4.0 User manual & 遊牧者的模擬飛行航空資訊館 )

  5. 重力加速度感測器的產生原理(續) • 以重力測量，水平平放時，yaw pitch roll 的值皆為0 • 直立時，pitch值為 0~-90 ，反之為 0 ~ 90 • 水平平放，機頭朝向往左旋轉時，yaw值為 0~-90 ，往右旋轉時，yaw值為 0 ~ 90

  6. 重力加速度感測器的產生原理(續) • 水平平放，機身向左水平傾斜時，roll值為 0 ~ -90 ，往右傾斜時，roll值為 0 ~ 90 • 依據這些值的組合，可以拿來做軟體上或硬體上的應用。

  7. 重力加速度感測器相關的應用 遊戲機 (Wii) 手機(圖形瀏覽) 隨步伐變換歌曲MUSIC PACER More …

  8. 重力加速度感測器模組介紹 • ADXL345加速度感測器模組 • 超低功耗3軸加速度計，分辨率達13位，測量範圍達± 16G。 • 數字輸出數據為16位二進制格式。 • 使用SPI(3線或4線)或I2C介面讀取G值。

  9. 重力加速度感測器模組介紹(續) • RM-G144 • 三軸加速度計+三軸電子羅盤 • 內建ADXL345數位輸出的高重力加速度感測器 。 • 內建HMC5843電子羅盤感測器。 • 可利用 I2C Bus傳輸介面讀取目前加速度與方位的數值，減少處理器負荷。

  10. I2C匯流排傳輸介面介紹 • I2C 是Inter-Integrated Circuit的縮寫。 • 飛利浦研發的雙向 2 線式同步串列匯流排標準。 • SDA(Serial DAta) - 資料腳位。 • SCL (Serial CLock) - 時脈腳位。 • 只需兩條線就能傳送資料。 • 傳輸最大可以有400Kbps。 • 比SPI匯流排傳輸介面快三倍多 。

  11. I2C匯流排傳輸介面介紹(續) • 資料傳送的協定可以用軟體規劃，具有高度的彈性。 • 適用 • 系統包含微控制器及其他週邊。 • 希望將連接的成本降至最低。 • 系統不需很快的傳輸速度。

  12. I2C匯流排傳輸介面介紹(續) • 處理器在 Memory 上寫錄資料例子。

  13. SPI匯流排傳輸介面介紹 • 序列周邊介面（Serial Peripheral Interface Bus，SPI。 • 是一種4線同步序列資料協定，但使用率較I2C少。 • SCLK — Serial Clock （自master輸出） • MOSI/SIMO — Master Output, Slave Input（自master輸出） • MISO/SOMI — Master Input, Slave Output（自slave輸出） • SS — Slave Select (active low; 自master輸出) • 序列周邊介面一般是4線，有時亦可為3線，有別於I2C的2線。

  14. SPI匯流排傳輸介面介紹(續) • 缺點 • 速度不高,最高只有119200bps。 • 不能夠傳大量的資料。 • 一般是拿來做控制的信號傳輸使用。

  15. 重力加速度感測器模組展示

  16. 參考文獻 • 「G-Sensor三軸重力感測器」，Frank’s 資訊科技潮流站，http://finalfrank.pixnet.net/blog/post/24522864 • 鄭穎懋，「基於三維加速度資訊實現應用於手機環境上之情緒手勢輸入法」，大同大學，碩士論文，2009年7月。 • “G-Sensor的感測器介面量測分析”，孕龍科技電子報第001期，2008年11月4日。 • “SPI (Serial Peripheral Interface Bus) & IIC (Inter Integrated Circuit)”, http://tw.myblog.yahoo.com/ken-sena/article?mid=20&prev=33&next=20 16

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