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动作传感器在便携式设备中的应用

美新半导体(MEMSIC) 应用部经理 王俊云先生


加速度有两种,一个是静态的加速度,把加速度传感器倾斜一个角度,重力场会在感应场上产生一个分量,通过这个分量,可以测量出手机倾斜了多少角度,由此实现一些前后左右的控制;另外一种就是所谓的动态加速度,比如撞击等,这些可以用在汽车领域,比如汽车安全气囊、防撞、防盗,都是从动态加速度研发出来的。


美新加速度传感器的特点

以前加速度传感器体积较大,价格较高。在五年以前,加速度传感器的价格高达5~10美金,基本上都是在高档汽车和其他一些比较高端的应用中。目前,美新加速度传感器通过标准CMOS工艺,在国内加工生产,而且随着成品率的提高,价格已经大幅降低。美新加速度传感器的尺寸可以做到5mm 5mm 1.5 mm;手机有一个1.3 m跌落测试,美新加速度传感器可以承受50,000g冲击力的冲击,很容易可以通过这个测试;美新加速度计的信号传输接口简单,方便;另外,现在出口的手机要符合RoHs无铅标准,美新公司的所有产品都符合这个标准。


加速度传感器在便携设备上的应用

加速度传感器可以用来检测角度。现在的手机屏幕越来越大,键盘的空间就会被压缩。通过加速度传感器检测左右方向,可以方便键盘的选择;通过前后左右倾斜手机,可以做到菜单的选择和图象的上下滚动。
还有一个应用就是指南针。现在有很多GPS系统,在GPS系统里面,除了GPS模块以外,电子指南针必须通过倾斜、校正来正确的指北;用加速度传感器也可以检测角度,检测手机倾斜了多少度,通过特殊的算法,可以把偏移转过来。这样手机就没必要端放在手里,可以随意摆放。
导航系统的应用。导航系统是通过2~3颗卫星的信号来确定所在的方位,但一些特殊的方位,比如隧道或高楼大厦林立的地方,GPS信号就丢失,无法准确定位。这时候就可以通过加速度传感器来定位。可以检测加速和减速的过程,得到速度的变化。再就是可以得出位移信息。在地铁里面走路的时候,也没有办法接受到GPS信号,可以通过加速度传感器实际测量出你走的距离,来计算出你的方位。

加速度传感器可以用于计步器,检测并记录走路或跑步的步数,并可计算出路程。把一些人的特征,比如性别、高度和步长输入进去,可以测出卡路里消耗量,计算出路程。这个设备对一些年龄较大或想健身的人,特别有用。

另外一个应用就是图象自动翻转。现在的数码照相机已经普遍应用了,照了照片以后,在相机旋转的过程当中,通过加速度定位,可以自动的调整图片的正反。另外一个就是照相机防抖动,加速度计可以检测到振动,当检测到振动的时候,哪怕是手指已经按在快门上,也不允许拍照。

闪信功能:可以利用LED来显示出希望显示的字。在输入字体后,挥动手机,在很远的地方就可以看到这些字。

硬盘保护功能:因为一般的迷你硬盘非常灵敏,稍微有一些振动就会使硬盘里的数据丢失,利用加速度计在自由落体的情况下使其归位,可以提高硬盘的保护功能。

空中书写识别:可以在空中写一个“2”或者“3”,把特性记录下来,当再次写的时候就可以识别。

游戏控制:现在的手机屏幕比较大,就限制了键盘的大小。而用加速度传感器可以检测手机的倾斜,可以根据手机的倾斜来控制一些游戏,比如赛车、滑板等等。这样就不必使用手机上的按钮。

图:图象自动翻转(略)

跌倒自动检测及报警:可以和卫星定位系统联用。比如救火员进入火场后,可能会晕倒了,在这种情况下自己无法报警,就可以设定在1分钟之内没有任何动作的话,自动拨一个号码去报警。

以上这么多功能,都是基于加速度传感器实现的,只不过是软件和信号处理不同。美新公司可以提供所有这些应用参考方案,已经有很多手机采用了美新的加速度传感器。

《世界电子元器件》2006.6
         
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