انخفاض استهلاك الطاقة باستخدام MEMS التسارع الاستشعار (التسارع) لزيادة عمر البطارية. استشعار يصبح أكثر قوة، وظائف مختلفة من نظام مضمن يساعد أيضا في الحد من استهلاك الطاقة بشكل عام. على سبيل المثال، عندما يقوم المستخدم لا يستخدم الجهاز، تتيح ميزة التنبيه الحركة الاستشعار يبقى النظام بأكمله في سبات عميق. ولكن هناك الكثير من الاحتمالات الأخرى، واستخدام MEMS التسارع للحد من استهلاك الطاقة بشكل عام.

MEMS التسارع للاستشعار نفسه منذ البداية، وينبغي أن تكون طريقة عملها مرونة. 1، ونحن نعلم أن القرار من أجهزة الاستشعار ومعدل إخراج البيانات فيما يتعلق الاستهلاك الحالي من ناحية أخرى، يجب أن يكون حلا وسطا بين الاثنين - ارتفاع القرار أو بيانات معدل، وزيادة الاستهلاك الحالي والعكس بالعكس. لحسن الحظ، فإن بعض أجهزة الاستشعار في السوق يمكن تشغيلها فقط في بيئة قليل microamperes، في انقطاع التيار الكهربائي أو وضع الاستعداد يمكن أن تستهلك سوى بضع نامي إن الطاقة الكهربائية.

الشكل 1: تأثير الاستشعار المعلمات عمر البطارية

لعدد من التطبيقات التي تتطلب، وضع التشغيل من أجهزة الاستشعار يمكن استبدالها بسرعة، إلا عند الضرورة حقا، وتحسين القرار ومعدل نقل البيانات. بعض أجهزة الاستشعار حتى وضع التحويل التلقائي. قد يتم تكوين العميل أن تكون نشطة في حد ذاته يتطلب الدقة ومعدل نقل البيانات، وتخصيص حالة انطلاقها. في هذه الحالة سوف استشعار يدخلون في حالة هادئة، ولكن سوف تستمر بيانات القياس، وبمعدل منخفض جدا من البيانات وحلها، وغيرها من الشروط الضبط (الحدث العملية) يحدث قبل أن ينتقل إلى حالة نشطة.

مبدأ آخر تصميم جيدة هو استخدام مستويات الطاقة المنخفضة بسبب مستويات طاقة أقل يعني استهلاك أقل الحالي. هذا هو السبب للتطبيق، ويفضل 1.8V قوة منخفضة العرض.

في بعض التصاميم، قد تكون أجهزة الاستشعار المستخدمة دورة الطاقة. استشعار الطاقة النشطة فقط عند قياس ضروري، وإلا فإن أجهزة الاستشعار ستكون في حالة مغلقة. نحن يمكن تحقيق ذلك من خلال توفير جهاز استشعار من دبوس امدادات الطاقة للمتحكم. كما هو مبين في الشكل. في تطبيق هذه التقنية يتطلب الصحيحة ميزانية السلطة الحساب، منذ بداية كل أجهزة الاستشعار المطلوبة لتكوين والانتظار، حتى يتم تحديد المخرجات والبيانات الصحيحة.

الشكل 2: نقل من أجل السيطرة على الضوابط متحكم دبوس استشعار امدادات الطاقة

معظم التسارع MEMS هي أجهزة الاستشعار الرقمية، وهو ما يمثل إشارة تناظرية التي يمكن تحويلها إلى قياس البيانات الرقمية. بسبب متكاملة تحويل الإشارات التناظرية، إلى جانب حساسية تشويه منخفضة إشارة، يتم تخفيض فاتورة المشروع من المواد، ولكن ليست هذه هي الميزة الوحيدة. يمكن أن يكون راضيا المقاطعة مولد جزءا لا يتجزأ من MEMS التسارع عندما تكون الشروط المعلمة التي وضعها المستخدم يحدث، يتم إنشاء إشارة الزناد، والتي هي وظيفة للاستيقاظ من وضع استشعار الحركة. متحكم (MCU) ترتيب لتوليد جهاز استشعار مشغلات وضع اليقظة والنوم، وتدخل انخفاض استهلاك الطاقة. عندما يتم الكشف عن الحركة، وأجهزة الاستشعار توليد إشارة المقاطعة، إلى إشارة بعد MCU ستتحول إلى وضع المناسب للعملية، ثم عملية فقط أخذت مكان.

يمكن أن أجهزة الاستشعار الرقمية أيضا تولي الرياضية ينفذ متحكم معالجة المهام ذات الصلة. بالطبع، قد MCU أداء نفس العمل، ولكن الكفاءة في استهلاك الطاقة هو أقل بكثير من استهلاك الطاقة هو واحد ميلي أمبير --MCU الحساب، وأجهزة الاستشعار microamps. الكشف عن السقوط الحر، نقطة واحدة، انقر نقرا مزدوجا فوق (إجراء المستخدم مشابهة لزر الماوس)، صورة / المشهد كشف التوجه، ويتحقق جهاز استشعار بالمنطق الداخلي. MCU لا يتطلب أي حسابات، فقط تنتظر الزناد المقاطعة، والاستجابة للعمل فقط عندما يحدث.

وأجهزة الاستشعار الرقمية في كثير من الأحيان دمج فلتر شكلي، وتستخدم هذه المرشحات لقياس البيانات التسارع. باستخدام تمرير منخفض (منخفض تمرير)، وارتفاع تمرير (تمريرة عالية) حتى جعل مرشح التعرج لتجهيزها البيانات MCU وإلغاء الزيادة تحويلة. .

أجهزة الاستشعار المدمجة البيانات العازلة FIFO اكتب في الغالب (FIFO)، وMCU لأنه يسمح للحد من تكرار قراءة البيانات، وبالتالي تقليل استهلاك التيار الحالي. هذا تحكم الصغرى يمكن تنفيذ مهام أخرى، تمديد وقت النوم، ولكن أيضا يوفر الوقت اللازم لمسلسل الاتصالات مع أجهزة الاستشعار.

سوف الاتصال التسلسلي بين أجهزة الاستشعار ومتحكم زيادة استهلاك الطاقة بشكل عام. تطبيقات منخفضة للغاية القوة، كل من أوقات المعالجة من microamp، هي على الأرجح الاتصالات التسلسلية أن يكون لها تأثير كبير. معظم التسارع MEMS هي في الاتصال من خلال واجهة تسلسلية الطرفية (SPI) واجهة I2C. SPI واجهة لأعلى كفاءة من حيث استهلاك الطاقة، وذلك لثلاثة أسباب: لا الاستهلاك الحالي إضافي يمكن أن يسبب الرصاص على أول خط الاتصال، والثاني هو لدعم معدلات البيانات، وثالثا هو للحد من النفقات العامة من بروتوكول المسلسل.

أما واجهة، ونحن يمكن أن تقلل بشكل كبير من الاتصالات المسلسل، هو السماح للتطبيق باستخدام بيانات المقاطعة جاهزة (البيانات جاهزة المقاطعة)، من دون الاقتراع استشعار (الاقتراع)، التي تستمر لطلب حالة توافر البيانات الجديدة. عندما يتم الانتهاء من قياس بيانات الاستشعار والتحويل، البيانات المقاطعات مستعدة إنشاؤه تلقائيا، ومجموعات البيانات الجديدة قراءة من قبل MCU. عندما يتم تنشيط هذه المقاطعة، وMCU وعلى الفور من قبل عملية قراءة واحدة، يقرأ بيانات الناتج من أجهزة الاستشعار.

معدل البيانات انخفاض الموصوفة سابقا، قد تكون هناك حاجة أقل وسائل الانتاج الحالي استشعار استهلاك الطاقة، وبالتالي، ما يسمى آلية تحويل البيانات واحد للبيانات الاستشعار وتطبيق مطابقة تماما، كما هو موضح في الشكل الثالث. باستخدام هذه الآلية، إما عن طريق إشارة الزناد الخارجية على دبوس أجهزة الاستشعار، إما باستخدام تعليمات الكتابة التسلسلي التي بدأها MCU من السجل. سيتم تخزين البيانات التي يتم الحصول عليها في الاستشعار. أجهزة الاستشعار قد تبدأ أيضا بيانات جاهزة إشارة المقاطعة لإعلام تم الانتهاء من تحويل البيانات MCU، البيانات يمكن الآن ان تقرأ من قبل التطبيق. مع هذه الميزة، سواء كان أقل من 1HZ، أو أي المدى محددة مسبقا من معدل البيانات يمكن أن يتحقق.

الشكل 3: آلية تحويل بيانات واحدة

تتناول هذه المقالة استخدام المنخفضة للطاقة MEMS مهمة التسارع وظيفة استشعار، وكيفية استخدامها في تصميم النظام. تي مايكروإلكترونيكس آخر LIS2DW12 منخفضة للغاية MEMS السلطة 3 محاور التسارع، يمكن للاستشعار التسارع استخدامها لتحقيق المرونة لتصميم تطبيقات جديدة، لأنه هو ما يصل إلى أدنى الاستهلاك الحالي 1uA، جنبا إلى جنب مع عدد وافر من وحدات تشغيل، خرج مجموعة واسعة جدا من معدلات البيانات، ومجموعة من جزءا لا يتجزأ، استقرار درجات الحرارة العالية ومجموعة متنوعة من الوظائف المتطورة، مثل المرشحات الرقمية ومخازن FIFO. ونحن نعتقد أن العديد من التطبيقات المنخفضة للطاقة يمكن التمتع بمزايا LIS2DW12. وأجهزة الاستشعار توفر للمستخدمين مزايا، لا سيما في ما هي المجالات: واجهة المستخدم وظائف تحسس الحركة، معدات المحمولة باليد، وميزات الذكية لتوفير الطاقة، والإجراءات المتعلقة برصد الكهربائية، فضلا عن عقد استشعار لاسلكية لتحديد تأثير دخول (أثر قطع الأشجار الاعتراف).