RAK1904 WisBlock Sensor Датчик ускорения, движения (акселерометр) 3-осевой

RAK1904 c цифровым сенсором движения входит в серию продуктов модульного конструирования WisBlock, ориентированную на создание систем сверхкомпактного электронного оборудования. На плату со стандартным для WisBlock 24-канальным разъёмом встроен ультранизкопотребляемый линейный акселерометр ST LIS3DH, оснащённый последовательным интерфейсом I2C. Микроэлектромеханический акселерометр ST LIS3DH разработан специально для автономно-батарейных приложений, поддерживает работу в динамично регулируемых диапазонах измерений от ±2g до ±16g. В зависимости от приложения, частота сбора данных может быть настроена от 1 Гц до 5.3 кГц. Функционал датчика предусматривает генерацию сигналов прерывания по двум инерционным событиям — свободное падение и движение, с программируемыми пороговыми значениями.

Совмещённый с вычислительным блоком RAK4631 WisBlock Core, представляет готовую к использованию систему обнаружения столкновения или ударов, отслеживания движения, ориентации в пространстве, определения и мониторинга вибрации во вращательном машинном оборудовании, или мониторинга вулканической активности. Полученная с датчика информация может быть передана по беспроводным соединениям LoRaWAN, LoRa точка-точка, и Bluetooth BLE. Другие присоединённые к RAK1904 датчики или сенсоры системы WisBlock, наподобие датчика GPS, позволяют проектировать и изготавливать инерциальные навигационные системы.

Во время измерений с частотой 50Гц, модуль RAK1904 потребляет не более 11 мкА электроэнергии. Благодаря столь низким показателям, рекомендован как идеальное, энергоэффективное решение для создания компактных автономных приложений, работающих на маломощных батареях/аккумуляторах. В добавок, система WisBlock умеет управлять электропитанием датчиков и сенсоров, отключая или включая их в работу в нужное время, тем самым ещё больше экономя ресурсы источника питания.

Технические характеристики

• Номинальное питание: 2.5 В
• Поддерживаемое напряжение: 1.71 ~ 3.6 В
• Чувcтвительный элемент: ST LIS3DH
• Энергопотребление
  • режим сна: 0.5 мкА
  • на частоте 50 Гц: 11 мкА
  • на чатоте 1 Гц: 2 мкА
• Частота обновления данных: 1 Гц - 5.3 кГц
• Диапазон иземерний: ±2g / ±4g / ±8g / ±16g
• Определение: свободное падение, движение
• Направления определяемого движения: X и Y / X, Y, Z  (4D / 6D)
• Два генератора прерываний с программируемыми порогами и интервалами
• Функция самодиагностики (self-test)
• Интегрированный датчик температуры
• Буфер данных: 32-уровневый 16-битный
• Интерфейс: I2C
• Рабочая температура: -40°С ~ +85°С
• Размеры: 10 х 10 мм

Функциональное определение выводов WisBlock 3-осевого датчика движения RAK1904

В многоканальном 24-контактном разъёме на плате датчика WisBlock задействованы выводы питания VDD и GND, а также линии последовательного интерфейса I2C (I2C1_SDA - данные, I2C_SCL - сигнал синхронизации данных). LIS3DH имеет два вывода генерируемых прерываний (INT1 и INT2), пороговые значения и временные интервалы срабатывания которых могуть быть запрограммированы. Остальные выводы не имеют внутренних соединений.

Адрес обращения к датчику по синхронной цифровой шине I2C: 0х18h, 0011000b.

Образец монтажа

Модуль RAK1904 спроектирован для работы с базовой платой RAK5005-O, через которую датчик движения/ускорения LIS3DH получает питающее напряжение. Дополнительно для работы с датчиком потребуется вычислительный блок с интегрированным программируемым контроллером WisBlock Core.

На изображении показан способ крепления RAK1904 к свободному слоту на верхней стороне RAK5005-O. Датчик может быть установлен в любой из четырех имеющихся слотов (A, B, C или D).

На лицевой стороне RAK1904 и прочих модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма. Эта метка находится рядом с коннектором.

Принципиальная схема

Физические размеры, мм

Техническая документация

1. Спецификация датчика ускорения, движения (акселерометра) ST LIS3DH (англ., PDF)
2. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
2. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
3. Руководство по дизайну индивидуальных сенсорных модулей
4. Пример программирования RAK1904 для всех моделей WisBlock Core
5. Пример программирования: GPS-трекер