明星开发板系列#2：带你从零开始认识一款加速度传感器

传感器有什么用？为什么要用传感器？

 传感器在生活中有怎样的应用？

工程师要怎么了解一个传感器

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《明星开发板》第二期 从零开始认识一款加速度传感器

ADI EVAL-ADXL356BZ 评估板

传感器可以说是电子设备的眼睛，电子设备透过传感器来认识世界传感器，传感器的应用已经渗透到我们生活的方方面面。作为一个工程师，我们要怎么样来了解一个传感器，怎么来给我们设计的电子设计，加入可以观察世界的眼睛呢？
    
本期明星开发板主题：工程师带你从零开始认识一款加速度传感器。

 
EVAL-ADXL356BZ 评估板，是一款加速度计，该评估板可快速评估 ADXL356 低噪声，低功耗，3 轴 MEMS 加速度计的性能。它提供可选的±10g 和±20g 满量程范围。所谓的加速度就是一个用来度量加速的仪器，对于加速度，我们最熟悉的肯定是重力加速度，除了这个一直存在的，垂直于地面的加速度，还有平行于地面的加速度，比如特斯拉 Model3 车型百公里加速最好成绩是 3.4 秒。最基础的 SYZ 三轴加速度是怎么来测量的呢？

我们来看下面这张图。可以看见下图的结构十分简单，左右的弹簧，中间一个质量块，当整个系统没在运动或者匀速运动的时候，左右弹簧长度相当，当系统加速度发生变化的时候，左右的弹簧会发生形变。只要测量弹簧的形变程度，就可以知道整个系统的加速度，如果 XYZ 各有一个这样的机械系统，那么我们就可以观察一个系统的在三位空间的加速度。

EVAL-ADXL356BZ 评估板，得益于 MEMS，Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统，微机电系统其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。ADXL356BZ 加速度传感器的尺寸相对于机械结构要小的多。所谓微机电系统顾名思义也就是将微电路，微机械按照功能在芯片上进行集成，这样才有我们今天所看见的加速度传感器。微机电系统并不局限于加速度传感器，常见的 MEMS 传感器还有麦克风，陀螺仪，压力传感器，光学传感器、湿度传感器等等。

了解了加速度传感器的基础，我们就可以开始实践，将加速度计，接入我们的系统，通过变成实现 MCU 与 EVAL-ADXL356BZ 评估板最基础的通信。实现了通信的部分，这样我们的电子设备就获得了观察世界的基础——原始数据。接下来，我们只需要对数据进行处理，就可以让我们的电子设备对这个世界的认识更加深刻。比如配合陀螺仪，地磁计等传感器进行角度融合算法获得姿态角，欧拉角，透过偏航角，俯仰角，横滚角，就可以明确系统姿态。

 
再比如，配合 PID 算法，就可以简易的形成一个类似平衡车的应用。

 
还有将数据代入 WISDM 的数据集，该数据集采集了 36 位志愿者，共 100 多万个采样点，包含 “静坐，站立，上楼，下楼，步行，慢跑“六种行为的数据标定。从就可以通过一个或多个加速度设备，根据数据集分析出一个人的运动状态。