ACELERÔMETRO

MMA7361L

                

 O MMA7361L fabricado pela Freescale é um acelerômetro de 3 (três) eixos que possui um micro capacitor para medição do sinal, sendo que o módulo possui um filtro para atenuação de ruídos e um circuito próprio para compensação da temperatura, estes conjuntos aliados formam um acelerômetro de alta sensibilidade com um baixo consumo de energia. A Figura XX mostra um exemplo de um módulo do acelerômetro MMA7361L.

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Figura 1- Módulo Acelerômetro MMA7361L

As características do MMA7361L são:

• dimensão: 3 milímetros x 5 milímetros x 1,0 milímetros;

• Baixo consumo de corrente: 400 mA;

• Modo de Espera: 3mA;

• Operação de Baixa Tensão: 2,2 V - 3,6 V;

• Alta Sensibilidade (800 mV / g@1.5g);

• Sensibilidade selecionável (± 1,5 g, ± 6g);

• Auto-teste para Diagnóstico de funcionamento;

• 0g-Detect;

• Condicionamento de sinais com filtro passa-baixa;

• Projeto Robusto;

• Baixo Custo.

Os conectores e a descrição da pinagem do acelerômetro MMA7361L podem ser visto na Figura XX e na Tabela XX abaixo.

[pic 2]

Figura 2- Pinos conectores acelerômetro MMA7361L

Nome Pino	Descrição
N/C	Não há conecção interna
XOUT	Tenção de saída na direção X
YOUT	Tenção de saída na direção Y
ZOUT	Tenção de saída na direção Z
VSS	Alimentação terra
VDD	Entrada da fonte de alimentação
0g-Detect	Detecção linear do sinal de daída digital Freefall
g-Select	Pino de entrada lógica para selecionar nível g
Self-Teste	Pino de entrada de teste

Tabela 1-Descrição Pinagem MMA7361L

Principio de Operação:

        O acelerômetro consiste de uma superfície de micro capacitores para detecção de células g, as células g são estruturas mecânicas formadas a partir de materiais semicondutores de silício. Sua função é detectar medidas de aceleração através do movimento de um conjunto de estruturas internas similares a agulhas denominados feixes, esses são móveis ou fixos dentro da estrutura.

        A detecção da aceleração se deve aos movimentos dos feixes móveis, esses são ligados a uma massa central móvel que se move entre feixes fixos, ao saírem da posição de repouso e entrar em movimento o sistema é submetido a uma aceleração. Como os feixes móveis são anexados ao centro de massa, a distância deles para os feixes fixos é alterada e à medida que são movimentados, a alteração da distância corresponde a uma medida de aceleração.

        Os feixes da célula g são similares a dois capacitores “back- to-back”. Como o centrodo feixe se move com a aceleração, a distância entre os feixes muda o valor da capacitância entre eles. Essa mudança é diretamente proporcional à área do feixe e a constante dielétrica e é inversamente proporcional a distância entre os feixes. Essa proporcionalidade pode ser observada pela Equação XX abaixo, onde A representa a área da viga, ε é a constante dielétrica, e D é a distância entre as vigas.

(Equação XX)[pic 3]

        

A Figura XX representa de maneira simplificada os feixes e sua representação com capacitores.

[pic 4]

Figura 3- Modelo físico simplificado

        O condicionamento de sinal ASIC (“ApplicationSpecificIntegratedCircuit”)  usa técnicas de capacitores comutados para mediros capacitores g de células e extrair os dados de aceleração da diferença entre os dois capacitores . O ASIC também condiciona e filtra o sinal, este sinal fornece uma tensão de saída de nível alto que é proporcional a aceleração.

        A Figura XX abaixo mostra de forma simplificada um diagrama de blocos que representa o esquema funcional do MMA7361L.

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Figura 4- Diagrama de bloco simplificado do sistema funcional do MMA7361L

        

        Cada movimento do acelerômetro representa um nível de tensão na saída dos três eixos X, Y e Z esses níveis de tensão variam com relação a direção da gravidade (g) da terra. A Figura XX e XX2 representam respectivamente qual movimento representa o eixo e qual nível de tensão cada eixo terá com o acelerômetro parado naquela direção.