FREESCALE - Tutorial de Sensores

Transcripción

Sensor Solutions Division
Gabriel Soccodato | Freescale DFAE Electrocomponentes S.A.
SASE 2014
TM
External Use
Agenda
•
Perspectiva y Tendencias
•
Aplicaciones
•
Productos
− Acelerómetros
− Magnetómetros
− Compuestos
− Sensores
de presión
− Giróscopos
− Touch
− Inteligentes
TM
External Use
Sensores
•
Un sensor es un dispositivo que recibe una señal y responde a
ella. La sensibilidad del sensor indica cuanto cambia su salida
ante cambios de la señal medida o detectada
− Sensor
no inteligente: mide una magnitud física y la convierte en una
señal que puede ser leída por un observador o por un instrumento
− Sensor
Inteligente: además de traducir una magnitud física en otra
eléctrica tiene la capacidad de tomar decisiones. Típicamente simplifica
la tarea del procesador permitiendo mayor eficiencia de todo el sistema
TM
External Use
MEMS: Micro Electro Mechanical Systems
•
•
•
•
•
Sensores de presión y acelerómetros están hechos
con tecnología MEMS
MEMS: En un chip se integran componentes
mecánicos muy chicos junto con componentes
eléctricos
Hay dos tipos de integrados con tecnología MEMS:
Monolíticos: el dispositivo MEMS y la electrónica
están en el mismo integrado de silicio
System on a Package: el dispositivos MEMS y la
electrónica están en el mismo encapsulado
TM
External Use
MEMS
•
•
Micromaquinado Bulk: en este proceso un cristal de
silicio se talla para obtener un dispositivo MEMS
tridimensional. Este proceso es sustractivo. Parte del
silicio se saca del cristal mediante químicos
anisotrópicos. Este proceso es ideal para producir
sensores piezoresistivos. La pieza mecánica obtenida
es muy estable
Micromaquinado Superficial: en este proceso, el
dispositivo MEMS se forma al depositar materiales de
película delgada sobre el sustrato de silicio. Se
depositan también materiales que luego se van a extraer
para formar la estructura del dispotivo MEMS. Esta
tecnología de producción es ideal para producir
sensores capacitivos
TM
External Use
HARMEMS
Es una tecnológía de Freescale (High Aspect Relation
MEMS) que está concebida especialmente para aquellas
aplicaciones con mucho ruído mecánicos como las
automotríces.
• Tiene una respuesta sobre amortiguada y una excelente
relación señal ruído.
• Nació para detección de condición de disparo de airbags
y también se usa para medición de aceleración lateral en
sistemas de control de estabilidad (ESC).
•
TM
External Use
Grados de libertad
•
3 DOF:
− Una
partícula en movimiento en tres dimensiones
sin rotación
− Acelerómetro de 3-ejes
•
6 DOF:
− Movimiento
de un cuerpo rígido en el espacio tridimensional, hacia adelante/atrás, hacia
arriba/abajo, hacia la izquierda/derecha combinado
con rotación alrededor de los tres ejes
perpendiculares. El movimiento a lo largo de los
tres ejes es independiente de los otrosy de la
rotación
•
Acelerómetro de 3-ejes más magnetómetero de
3-ejes O acelerómetro de 3-ejes más
giróscopo de 3-ejes
TM
External Use
Tendencias
•
•
•
•
•
Proliferación de inteligencia conectada
Seguridad y automatización inteligente
Eficiencia Energética y conservación de recursos
Estilo de vida valorizado
Conciencia del contexto y interfaz humana
intuitiva
Señales del mundo real
TM
External Use
Tendencias
TM
External Use
Sensores – Aplicaciones
Automotríces
Airbag
Información de neumáticos
Manejo del motor
Control de estabilidad
TM
External Use
Sensores - Aplicaciones de Consumo
Interface Humana
Barómetro y altímetro
Seguimiento de actividad
Monitoreo de Comfort
TM
External Use
Sensores - Aplicaciones Industriales
Mantenimiento predictivo: Shock/vibraciones
Control de Presión
Navegación Inercial
Monitoreo de Seguridad
TM
External Use
TM
External Use
Oferta de Sensores
Presión
Acelerómetros
Automotríz, industrial, medico y consumo sensores absolutos y
diferenciales
Caudal, manejo de comfort, HVAC, medicina, control de motores,
etc.
Consumo e industrial sensores de bajo-g y medición de inclinación
Automotríz sensores de medio y alto g para detectar choques
Estabilidad de vehículos, airbag, monitoreo de vibraciones,
compensación de inclinación
Magnetómetros
Consumo e industrial msensores de campo magnético y brújulas
3D
Alineación de Orientación, detección de proximidad, llaves
magnéticas
Giróscopos
Consumer and industrial sensores de velocidad angular y de 6/9DOF IMU
Automotríz sensores de rolido e IMU
Estabilización, movimientos y gestos para HMI, navegación inercial,
juegos
Sistemas de
Sensores
Consumo e industrial plataformas integradas con sensores y
MCUs
Automotríz TMPS, sensores inteligentes, pedómetros, anti-tamper,
pronóstico de fallas
TM
External Use
Acelerómetros
TM
External Use
Acelerómetros
Detectan cambios en la fuerza aplicada al inclinar, mover,
posicionar, golpear o hacer vibrar un objeto
• Uno, dos y tres ejes de sensado desde 1.5g a 250g
• Los sensores son soluciones system-in-a-package (dos chips)
compuestos por:
•
− Celda
g: Celda capacitiva MEMS por micromecanizado superficial
modelada como una serie vigas unidas a una masa central que se
mueve entre otras vigas fijas
− Circuito integrado: mide la capacidad de la celda g y obtiene los
datos de aceleración, proporciona acondicionamiento de señal,
filtrado y compensación por temperatura
TM
External Use
Celda de eje Z - Principio
•
•
•
•
Celda g de eje X
Los dientes de la masa móvil se
mueven entre los dientes de un
peine fijo formando dos
capacitores en serie.
La masa central se mueve con la
aceleración, cambiando la
distancia (y capacidad) entre los
dientes.
El cambio de capacidad es
convertido a una salida de tensión
correlacionada con la aceleracióna
traves del IC de control.
TM
External Use
Celda de eje Z - Principio
- 2 placas estáticas capacitivas.
- Placa central móvil. Se mueve con la
aceleración y cambia la distancias
(capacidad) respecto de las placas fijas.
- Un SmartMOS ASIC usa técnicas de
conmutación capacitiva para convertir la
medición en una salida analógica.
TM
External Use
Acelerómetros - Parámetros
•
Rangos de detección:
− Bajo
g (menos de 20g)
− Medio g (desde 20g a 100g)
− Alto g (mayores 100g)
•
Cantidad de ejes:
− 1,
•
2 o 3 (x, z, xy, xyz)
Tipo de salida:
− Digitales
(I2C, SPI, DSI) (10, 12, 14 bits)
− Analógicos
•
Sensibilidad:
− Digital
(cnts/g) ó (mg/digito)
− Analógicos (mv/g)
•
•
Frecuencia roll off o ancho de banda
Tensión de alimentación
TM
External Use
Rango dinámico por aplicación
TM
External Use
Familia de acelerómetros de bajo g
MMA865x
•
•
MMA845x
Digital
Barato
•
•
− Sensibilidad
0,25mg/cuenta
•
•
− Sensibilidad
Prestaciones altas
Funcionalidades
0,25mg/cuenta
•
vertical/horizontal
− Angulos
de
disparo
vertical/horizontal
configurables
− Filtro pasa altos
pasa altos
− Detección
de
transitorios
•
•
Digital
Baja Tensión
MMA8491
•
•
− 1.71-1.89V
•
Digital
Bajo Consumo
FXLN837x
− 0.35uA/Hz
Analógico
Gran Ancho de
banda
Barato
− 4.9kHz
− Sensibilidad
Funcionalidades
− FIFO
− Detección
− Filtro
Digital
Grandes
prestaciones
MMA8450
•
•
•
1mg/cuenta
•
Encapsulado
Industrial
Baja tensión
− 1.71-3.6V
•
•
Encapsulado
Industrial
Rango
Extendido:
105ºC
− Detección
de
transitorios
Consumo
TM
External Use
Industrial
MMA845x – Caballito de batalla
Prestaciones del MMA845x
•1.95V
a 3.6V y 1.6V to 3.6V VDDIO
•±2g/±4g/±8g ajustable dinámicamente
•ODR de 1.56 Hz a 800 Hz
•Ruído 99 μg/√Hz
•14-bits, 12, 10 y 8-bits resolución
•I2C (hasta 2.25 MHz con 4.7 kΩ pullup)
•2 pines de interrupción programables para 7 fuentes
•Tres canales de detección de movimiento
•1 canal de detección de caída libre o movimiento
•1 canal de detección de pulsos
•1 canal de detección de sacudida
•Detección de orientación (Portrait/Landscape) con
histéresis programable
•Cambio automático de ODR para Auto-WAKE y
retorno a SLEEP
•FIFO de 32 muestras
•Filtro para alto por muestra o aplicado a al FIFO
•Self-Test
•Consumo: 6 μA a 165 μA
Aplicaciones del MMA845x








Teléfonos Celulares
Máquinas de Juegos
Monitoreo de Deportes
Medición de Energía
Scanners de mano
Control Remoto
Navegadores
Equipos médicos
TM
External Use
22
MMA845x - Herramientas
2011
Sensor Toolbox:
LFSTBEB845X:
Placa de desarrollo de acelerómetro
Placa hija MMA8451
Placa hija MMA8452
Placa hija MMA8453
Cable USB
Quick Start Guide
TM
External Use
RDMMA845X:
Placa de desarrollo de acelerómetro
Placa hija MMA8451
Placa hija MMA8452
Placa hija MMA8453
Placa de comunicaciones
Cable USB
Quick Start Guide LFSTBUSB
FXLS8471Q
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Características
1.95 V a 3.6 V, 1.62 V a 3.6 V VDDIO
±2 g/±4 g/±8 g configurables
Output Data Rates (ODR) desde 1,563 Hz a 800 Hz
Bajo ruído: típicamente 99 g/Hz en modo bajo ruído @ 200-Hz bandwidth
Resolución 14-bits: 0.244 mg/LSB en rango de ±2-g
Funciones integradas:
Detección de caída libre y movimiento
Detección de transitorios
Detección de cambio de vector-magnitud
Detección de pulso y tap (Simple y doble)
Detección de orientació (Portrait/Landscape)
Cambio de ODR programable automáticousando Auto-Wake y retorno a
Sleep para ahorrar energía
Buffer FIFO de 192-bytes, almacena hasta 32 muestras de X/Y/Z
Soporta SPI de 4 cables hasta 1 MHz; I2C normal (100 kHz) y rápido (400 kHz)
Auto test integrado
Aplicaciones
• Industriales: análisis de vibraciones, monitoreo de mantenimiento, estabilización
• Consumo: Smartphones, tablets, cámaras digitales, navegadores
• Medicina: monitoreo de pacientes, detección de caída, etc
TM
External Use
FRDM-FXS-MULTI y MULTI-B
• BRKOUT-FXLS8471Q
• AN4692/3/4
• FXLS8471UG
•
TM
External Use
MMA865xFC
Puntos diferenciales del MMA865xFC
−
−
−
−
−
Es único en el mercado por sus prestaciuones
Exactitud en offset y sensibilidad
Resolución hasta 0.25mg/cuenta
Ultra-compacto, encapsulado hasta 56% más chico
Tecnología MEMS de próxima generación
Prestaciones del MMA865xFC
−
−
−
−
−
−
−
−
Encapsulado DFN de bajo perfil 2 x 2 x 1.0 mm
Salida digital de 12- 10- bits
Gran sensibilidad: 1 mg por LSB
Bajo ruído: 150 micro g por root Hertz (independiente de la
resolución)
Modo de bajoconsumo: 7 uA
Alimentación para interfaces (Interrupciones e IIC): 1.62 a
3.6 V
Alimentación : 1.95 a 3.6 V
Velocidad de lectura: 1.5 a 800 Hz
TM
External Use
26
Herramientas
•
Sensor Toolbox Kit (LFSTBEB865x) Incluye dos
placas que se auto identifican con MMA8652FC y
MMA8653FC
− Tiene interfaz USB
− Incluye la demo y software de evaluación Sensor
Toolbox
− www.freescale.com/sensortoolbox
•
Sensor Toolbox Bundle (RDMMA865x)
−
−
•
Includes both accelerometer development boards and
the USB board
Available at: www.freescale.com/sensortoolbox
Entrenamiento y Soporte
−
−
−
−
Nota de aplicación, “Data manipulation and the basic
settings for the Xtrinsic MMA865xFC accelerometers”
(AN4083)
Seminarios globales “Designing with Freescale”
Freescale Technology Forums
Entrenamientos de los DFAE
TM
External Use
FXLN837x 3-ejes bajo g
Familia de acelerómetros analógicos para aplicaciones industriales de mucho ancho de banda
Diferenciación
Rango extendido de temperatura 105 ºC
Especializado para deteccción de vibraciones – hasta 4.9kHz (2.5x más
que la competencia)
Capacidad simultánea para medir inclinación y shock – puede cambiar el
modo de detección sin dejar de medir
Bajo consumo – 200uA en modo running
Arranque rápido < 500us
Prestaciones
1.71V a 3.6V
±2g a 16g seleccionable
Gran ancho de banda: hasta 4.9kHz
Inspección visual de las soldaduras, encapsulado QFN 3x3x1.05mm paso
0.65mm
Salidas Analógicas Paralelas para uso simplificado con MCUs
Aplicaciones
Desbalance de lavarropas
Mantenimiento de motores – monitor de vibración
Seguridad – Shock de alta frecuencia
TM
External Use
MMA8491- 3 ejes - Salida Digital – Bajo consumo
Diferenciación
Consumo (<0.35uA/Hz)
Encendido (<0.5ms)
Uso sencillo (Salidas de detección de 45ºC de
inclinación para XYZ)
Prestaciones
Alimentación: 1.95V a 3.6V
Rando: ±8g
Sensibilidad: 1mg/cuenta
Lecturas <1Hz a 800Hz+
Interfaz I²C
Pin de Enable para manejar consumo de afuera
Ruído: 216µg/√Hz
Encapsulado 3x3mm de paso 0.65mm permite
inspección visual de soldadura
Aplicaciones
Control Remoto
Tamper Detect en medidores
Inclinación en lìnea blanca
TM
External Use
DEMOMMA8491
Demo alimentada a baterías
Prestaciones
Salidas XYZ push pull
Pequeño, alimentadoi a
batería
Sencillo, demuestra detección
de 45º de inclinación
TM
External Use
Acelerómetros – Funciones Integradas
TM
External Use
Detección de Orientación (Portrait/Landscape)
• Mediante interrupciones el chip alerta sobre cambios en los datos y cambios
de orientación configurables
• Por la salida I²C se especifica la orientación
TM
External Use
Detección de Shake
g
Interrupt
Trigger
Register
Read
bINT
START
1.3g
Set ODR
(1-120 SPS)
Se dispara cuando la aceleración supera el umbral de
1.3g
• Habilitación independiente para X, Y y Z
• Se usa para detección de inicio de movimiento
•
Enable any combination of
SHINTX, SHINTY, SHINTZ
in the INTSU (0x06) register
YES
Shake
> ±1.3g
?
Shake bit in the TILT
register is set
TM
External Use
t
Detección de Tap
Programmable
Minimum duration
Slow running
average
Programmable
Threshold
START
Enable Tap in INTSU
Set AMSR[2:0] = 000
in SR (0x08)
ODR -> 120 SPS
Fast impulse
Set Tap debounce:
2 - 256 adjacent taps
(0.52-66.56 ms)
Maginutd y ancho de pulso programables
• Promedio lento pata calibración dinámica
referenciada
• Se para detectar tap simple o doble
•
Set Tap Threshold
±1 - ±31 counts
Set XDA, YDA, ZDA bits
in the PDET (0x09) register.
YES
Read Tap bit
in TILT (0x03) register
To clear interrupt
Did
INT occur?
TM
External Use
Detección de Flick
Time
Flick to Next
Picture
Threshold 2
Threshold 1
START
Configure ODR to 32 SPS
Enable GINT
Allocate variables for
Threshold 1, Threshold 2,
and Time
YES
Did
GINT occur?
Se pueden configurar para detectar
firmas múltiples
Read Xout, Yout, and Zout
Compare Threshold 1,
Threshold 2, and Time
Occurred in on Z axis
NO
Is
Threshold 1 and 2
and Time Met?
TM
External Use
YES
Flick Detection
Auto Sleep y Auto Wake
Funcción: Despierta o duerme ante eventos configurables por el usuario
Beneficios:
1. Ahorra tiempo de procesamiento – El procesador no necesita tener alrotirmos adicionales
para consultar los datos
2. Ahorro de energía miesntras se usa el acelerómetro– Es sencillo de habilitar.
3. Ahorra energía en el sistema – El acelerómetro envía una interrupción al procesador host
ante cualquier cambio de movimiento, orientación, detección de pulso, golpe, o caída libre
(NOTA: Se pueden combinar las interrupciones para wake-from-sleep)
TM
External Use
Magnetómetros
TM
External Use
Magnetómetro
•
Magnetómetro: es un instrumento para medir la magnitud y
dirección de un campo magnético. Cuando se combina con
un acelerómetro para compensar la inclinación, se usa
principalmente como brújula electrónica. Permite alinear
mapas en movimiento.
TM
External Use
Magnetómetro - Aplicaciones
Teléfonos móviles
Próxima generación de interfaz de usuario
Brújula electrónica (eCompass)
Orientación de mapas
Asistencia a GPS mediante dead-reckoning
Seguimiento para aplicaciones móviles
Cambio de posición del display
Juegos
Reemplazo de bajo costo de giróscopos
Control de movientos 3D
Control Remoto/Mouse virtual/Punteros
Reemplazo de bajo costo de giróscopos
Control de movientos 3D
Navegación
Brújula electrónica (eCompass)
Orientación de mapas
Asistencia a GPS mediante dead-reckoning
Smartbooks/eReaders/Netbooks/Laptops
Asistencia para Boot rápido
Interfaz de usuario
Michelle Kelsey
8/19/2010
TM
External Use
Tecnología
Se basa en la tecnología de las memorias RAM Magnetoresistivas (MRAM)
MRAM fué considerada como una posible “memoria universal” con velocidades de acceso similares a
las SRAM y densidades similares a las memorias flash. Reemplazando RAM y flash con una meoria
única para lograr ambos almacenamientos de código y datos; estático y dinámico.
Esta mima tecnología; Tunneling Magnetoresistive (TMR) , se usa para la nueva familia de sensores
magnéticos de Freescale.
basado en la juntura de tunel magnético
(MTJ)
− Incluye dos contactos eléctricos, dos capas
magnéticas y una capa de barrera.
− Formado por 3 conjuntos de matríces de
estos dispositivos formando puentes de
Wheatstone (Cada uno sensible en una
dirección diferente)
− La tensión de salida es digitalizada
−
TM
External Use
Unidades de Medición
•
Tesla[T] = 10,000 [G] Gauss
1 G = 1 x 10-4 T = 100 microTesla
•
Algunos valores típicos de campo magnético que pueden encontrarse son:
Medición
Campo magnético terrestre
en las oficinas de
Freescale (Tempe,
Arizona) en 1/1/2011
Unidades SI
48.2 microTesla
Imán típico de helareda
5,000 microTesla
Imán de hierro chico
Imán de neodimio-hierroboro (NIB) chico
10,000 microTesla
200,000 microTeslas
* Algunos datos son de Wikipedia.
** La magni`tud del campo magnético terrestre varía desde < 30 microTeslas a > 60 microTeslas en los polos magnéticos.
TM
External Use
Compensación de la Distorción Magnética
Offset fuerte provocado por material magnético:
• Componentes de PCB que actúan como “imanes
permanentes” en el sistema, de orientación y
posición fijas respecto al sensor
50
0
200
150
-50
100
40
• Ejemplos: parlantes, fijaciones magnéticas, etc
50
20
0
0
-20
• Actúa como offset de DC
-40
Offset suave provocado por material magnético :
• Múltiples componentes en un PCB o en el producto
pueden crear interferencia suave.
• Provocan diferencias no calibradas de ganancia en
cada eje
• Hay diferencias direccionales y de posición
TM
External Use
MAG3110 - Magnetómetro de 3-ejes
Diferenciación
Función Brújula
Decimador que permite filtrar ruídos inducidos por Idd
y de RF por oversampling
Características
Alimentación 1.95V a 3.6V
Campo magnético máximo 10G (1000 uT)
ODR desde 1.25Hz a 80Hz
Bajo ruído 0,25uT RMS a 80Hz ODR
Resolución del Magnetómetro 0.1uT
Consumo 24uA a 1.25Hz
Interfaz Digital I²C
Rango extendido de temperatura de -40°C to +85°C
Encapsulado de 2x2x0,85mm QFN
Aplicaciones
Brújula Electrónica (eCompass)
Interfaz de usuario mejorada
Complemento de GPS (Dead-reckoning)
TM
External Use
MAG3110 – Recursos de Desarrollo
LFSTBEB3110 Sensor Toolbox Kit
•
•
•
•
•
Incluye una placa auto identificada de evaluación del MAG3110
Trabaj con placa de comunicaciones USB
Incluye el software de evaluación y demo Sensor Toolbox
www.freescale.com/sensortoolbox
RD4247MAG3110 Sensor Toolbox Bundle
•
•
•
Este kit, inlcuye la placa de evaluación del MAG3110 y la placa de comunicaciones
Notas de Aplicación
•
•
AN4246 : calibrando una eCompass en prescencia de interferencia suave y fuerte
•
AN4247: Recomendaciones para Layout en aplicaciones con magnetómetros
•
AN4248: Implementación de eCompass compensada en inlcinación con un acelerómetro y un
magnetómetro
•
AN4249: Exactitud en la estimación de ángulo en aplicaciones eCompass y puntero 3D
RD4247MAG3110
Sensor
Toolbox Bundle
• http://www.freescale.com/ecompass: este software se puede descargar en forma gratuita y provee la
solución de brújula electrónica compensada y corregida fusionando los datos de acelerómetro y
magnetómetro.
TM
External Use
Dispositivos compuestos
Magnetómetro y Acelerómetro
TM
External Use
FXOS8700CQ - 6DOF (Acelerómetro y , Magnetómetro de 3-ejes)
Diferenciación
• Celdas g y m de bajo ruído
• Funciones inteligentes mejoran la velocidad de respuesta y ahorran energía
• FIFO de 32 muestras con lectura burst
• Puede medir campos geomagnéticos con compensación de inclinación
Características
• Alimentación 1.95V a 3.6V, I/O 1.6V a 3.6V
• Acelerómetro de ±2g/±4g/±8g, magnetómetro de ±12 Gauss
• ODR desde 1,563Hz a 800Hz , 400Hz híbrido
• 14-bits en aceleración y 16 bits en campo magnético (800 cuentas por Gauss)
• Gran rango dinámico ±1200μT
• Bajo Offsett: 0.1mG por grado
• Detector de movimiento de 4 canales: ion- FF, Pulso, Transitorios, HPF y Tap
• Detector de Magnitud del Vector de aceleración y campor magnético
• Consumo 80 μA en modo híbrido @ 25 Hz
• Encapsulado 3x3x1.2mm QFN
Aplicaciones
• Brújula electrónica
• Interfaz de usuario mejorada
• Dead-reckoning para complementar GPS
TM
External Use
Un capsulado, 2 sensores inteligentes
TM
External Use
FXOS8700CQ – Recursos de Desarrollo
RD4247FXOS8700 Sensor Toolbox Bundle
•
•
Incluye placa de evaluación de FXOS8700CQ 6DOF y placa de
comunicaciones USB
Notas de Aplicación que puede actualizarce e incluír al FXOS8700CQ :
•
AN4246 : calibrando una eCompass en prescencia de interferencia suave y fuerte
•
AN4247: Recomendaciones para Layout en aplicaciones con magnetómetros
•
AN4248: Implementación de eCompass compensada en inlcinación con un
acelerómetro y un magnetómetro
•
AN4249: Exactitud en la estimación de ángulo en aplicaciones eCompass y puntero
3D
•
http://www.freescale.com/ecompass: este software se puede descargar en forma
gratuita y provee la solución de brújula electrónica compensada y corregida
fusionando los datos de acelerómetro y magnetómetro.
TM
External Use
RD4247FXOS8700
Sensor Toolbox Bundle
Giróscopos
TM
External Use
Giróscopo
¿Qué es un Giróscopo?
Es un sensor que mide velocidad angular (grados / segundos)
Se puede aplicar en interfaces de usuario, sistemas de navegación, etc.
Aplicaciones y casos de uso
Control Remoto / Mouse / Apuntadores
Orientación relativa, posición, tracking de movimiento del dispositivo de interfaz de
usuario
Juegos
Reconocimiento de movimiento en interfaz humana para mejorar la experiencia de
usuario
Wearables / Monitores de Actividad
Más exactitud en monitoreo de movimiento y posición
Industrial & Medico
Asistencia de navegadores, Tracking de bienes
Monitoreo de actividad, Monitoreo para ancianos
Tablets / Móbiles y localizadores
Complemento de GPS (Asistencia de Navegadores – Dead Reckoning)
Mobile gaming – life like motion recognition
UAV (Juguetes)
Estabilización de helicópteros de control remoto
Internet de las cosas
Múltiples aplicaciones para posicionamiento exacto e interfaces de usuario
Control contextual
TM
External Use
50
Giróscopo – FXAS21002
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
VDD supply voltage from 1.95 V to 3.6 V; digital interface
supply voltage from 1.62 V to 3.6 V digital interface
16-bit digital output resolution
+-250/500/1000/2000º/s software-selectable full-scale
dynamic ranges
Noise density of 25 mdps/√Hz at 100 Hz bandwidth
(200 Hz ODR)
Current consumption in Active mode is ≤ 3 mA
Time to transition from Standby to Active mode is ≤ 50 ms
Interfaces:
I2C (100 kHz a 1MHz)
SPI 3-wire y 4-wire (Hasta 2 MHz)
FIFO buffer is 192 bytes deep (32 X/Y/Z samples) with stop, circular and triggered
operating modes
Output data rates (ODR) from 12.5 to 800 Hz; programmable low-pass filter to further
limit digital output
data bandwidth
Angular rate sensitivity of 0.061°/s in +-2000º/s FSR mode
Low power standby mode
Power mode transition control via external pin for accelerometer-based power
management (motion interrupt)
Rate threshold interrupt
Integrated self-test function
No external charge-pump capacitor needed
8-bit temperature sensor
MSL 3 compliant package
TM
External Use
51
FXAS21002 – Recursos de Desarrollo
Board
Supported devices
Notes
FRDM-FXS-MULTI-B
MPL3115A2
MMA8652FC
FXAS21000CQ
FXOS8700CQ
FXLS8471Q
MMA955xL
MAG3110FC
The FRDM-FXS-MULTI-B
offers12-axis sensing,
wireless with Bluetooth
and the compatible
Android app, the Xtrinsic
Sensor Fusion Toolbox
FRDM-FXS-MULTI
MPL3115A2
MMA8652FC
FXAS21000CQ
FXOS8700CQ
FXLS8471Q
MMA955xL
MAG3110FC
The FRDM-FXS-MULTI
offers 12-axis sensing
FRDM-FXS-9AXIS y
FXAS21002-9AXIS
FXAS21000CQ
FXOS8700CQ
The FRDM-FXS-9AXIS
offers 9-axis sensing
AN4917 – Compatibilidad entre FXAS21000 y FXAS21002
TM
External Use
52
Sensores de Presión
TM
External Use
Presión – Algunos conceptos
¿Qué es la Presión?
La Presión (P) es la fuerza aplicada en una unidad de área en un
gas, líquido o sólido
La presión Atmosférica o Barométrica es debida al peso de
la atmósfera (aire y vapor de agua) sobre la superficie
terrestre
TM
External Use
Presión – Algunos conceptos
Las conversiones bpasicas de las unidades de presión
son:
1 atm = 101.325 kPa = 760 mmHg = 14.6960 psi
1 psi ~ 28” H2O ~ 70cm H2O ~ 7 kPa
TM
External Use
Sensores de Presión
•
Son dispositivos piezo-resistivos compuestos por una pieza
única de silicio (monolíticos) que sirven para monitorear
procesos industriales, médicos, automotríces, etc.
− Diferenciales:
La diferencia de presión entre dos puntos se mide
como la presión aplicada a ambos lados del elemento sensible
− Manométricos/Gauge:
Un lado del elemento sensible está a
presión atmosférica y el otro a la presión a medir
− Absolutos:
La presión a medir se aplica a un lado del elemento
sensible y el otro lado está sellado al vacío
TM
External Use
Levantando el capot de un Sensor de Presión
Diafragma
Circuito de
acondiciona
miento de
Señal
Strain
Gauge
Sensor de Presiòn integrado en un solo chip
TM
External Use
Sensor de Presión - Sección transversal
TM
External Use
Sensor de Presión Digital Barométrico
TM
External Use
MPL3115A2 - Altímetro Digital de Precisión
Diferenciación
• Compensado internamente no requiere software en altitud, presión y temperatura
• Lectura directa de presión en Pascales y altitud en metros
• Inteligencia On-board
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Características
Resolución en altitud : < 1 pie / 0.3 m
Resolución en presión: 1.5 Pa
Rango de presión: 20 – 110 kPa
Rango de presión calibrado: 50 – 110 kPa
Alimentación 1.95V a 3.6V
OST hasta 140 Hz
Consumo:
• Standby: 2 μA
• Modo de bajo consumo: 8.5 µA a 1 Hz
Interface digital I²C
Encapsulado 3x5x1,1mm LGA
Aplicaciones
• Altímetro de gran exactitud
• Smartphones / Tablets
• Mejora de GPS
TM
External Use
MPL3115A2 – Prestaciones Avanzadas/Beneficios
Prestaciones
Especificaciones
Beneficios
Compensación Interna Full
Altitud, Presión, Temperatura
No requiere Software
Pascal o Metros
Ahorra recursos del MCU porque
no hace falta calcular
conversiones de unidades
Gran Exactitud/Resolución
(Hasta 20-bits)
1.5 Pa o 30 cm*
Detecta canbios de presión tan
chicos como 1.5 Pascal, que
equivalen a 30 cm de altitud; el
MCU no es necesario
Velocidad de Muestreo
Hasta 128 Hz
Permite aplicaciones de gran
resolución mediante
oversampling
Consumo
Standby Mode: 2 μA
Low-Power Mode: 8.5 μA @ 1 Hz
Más vida de batería
Rango Operacional de Presión
20 a 110 kPa
Mayor rango de presión permite
usarlo para más aplicaciones
Alimentación
1.94 a 3.6 V
Rango amplio
Lecturas en SI
* Crango de presión calibrado: 50 – 110 kPa
TM
External Use
MPL3115A2 – Recursos de Desarrollo
•
Sensor Toolbox Kit (KITSTBMPL3115A2)
−
−
−
•
Sensor Toolbox Bundle (DEMOSTBMPL3115A2)
−
−
•
Incluye una FRDM con múltiples sensores en formato FRDM que puede
conectarse a las demás placas FRMD de MCUs
XTRINSIC-SENSORS-EVK y XTRINSIC-SENSE_BOARD de
Element14/Farnell/Newark
−
−
•
Incluye una placa de evaluación auto identificada de MPL3115A2 y la
placa USB
FRDM-MULTI/B
−
•
Incluye una placa de evaluación auto identificada de MPL3115A2
Incluye demo y software de evaluación Sensor Toolbox
Incluye una placa compatible con FRDM y FRDM de KL25 opcional
Compatible con RaspberryPhy
Beyond Silicon—Training and Support
−
−
−
−
AN4519, Data Manipulation and Basic Settings of the MPL3115A2 Command Line
Interface Driver Code
AN4481, Sensor I2C Setup and FAQ
AN4528, Pressure Altimetry using the Xtrinsic MPL3115A2
APEX (Altitude Pressure EXperimental) reference design
TM
External Use
Sensores de Presión de Baja Tensión
TM
External Use
¿Porqué sensores de Baja Tensión?
•
•
•
•
Flexibilidad para Diseñar
− Freescale está haciendo que los sensores de presión de 5V estén
disponibles en el espacio de diseño de 3V
− Simplifica el diseño
Elimina dispositivos de interfaz adicionales
− La mezcla de tensiones en un sistema aumentan la cantidad de
componentes
− Mejora el consumo del sistema
Implementación
− Los sensores de presión de 3V tienen el mismo pin-out que los de
5V existentes
− Diseño simple, cambiamos uno por otro
− Plug ‘n play en sistemas de 3V
Aplucaciones Portables
− Sistema compatible dado que 3V es estandar
− Los dispositivos de baja tensión se prestan para la electrónica
portátil
− Aumenta la demanda de baja tensión motorizada por los requisitos
de bajo consumo
TM
External Use
Sensores de Presión MP3V5xx
Características
• Alimenatción: 2.7 V a 3.3 V
• Span típico: 2.7 V
• Rango de presión: 0 a 7 PSI (50 kPa)
• Versión absoluta disponible: MP3V5050V
• Error máximo 2.5% entre 0° y 85°C
• Compensado por variaciones temperatura entre –40° y
+125°C
• Especialmente apropiado para sistemas con
microcontroladores
• Strain gauge de silicio patentada
• Múltiples opciones de puertos disponibles
• Encapsulado termoplastico SMD muy resistente
• Disponible en bandejas y rollos
• Kit de evaluación: KIT3VSOPXBRD
TM
External Use
Aplicaciones de los Sensores de Presión
TM
External Use
Aplicaciones de los Sensores de Presión
Médicina
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Monitor Presión Sanguínea
Apneas (CPAP)
Manejo de heridas
Respiradores
Monitores Portátiles
Delivery de drogas
Diálisis
Camas de Hospital
Bombas de Infusión
Automotríz After Market
•
•
•
•
•
MPXV5004G and MPX2300DT1 Series •
•
Presión absoluta de múltiple
Presión Barométrica Absoluta
Reciclado de gsas de escape
Presión de sistema de frenos
Aspiradoras
Lavarropas
Lavavajillas Machines
Heladeras
TM
External Use
•
•
•
•
Altímetros
Medidores diversos
Barómetros
Dispensers de bebidas
MPXH6115A and MPXH6250A Series
Gestión de motores pequeños
Motores de motos
Motores de scooters
Motores de cortadoras de cesped
Línea blanca
•
•
•
•
Consumo
MPXH6250AC Series
MP3H6115A and MPXM2102A Series
Industrial
•
•
•
•
•
Aire acondicionado
Compresores
Dispensers de Pinturas
Medición de caudal de aire
Medición de nivel de líquidos
Apliaciones médicas
Sensores Absolutos100 a 1000 kPa
Monitor de gas de anestesia
Sensores de presión médicos Chip Pak
Sensores Diferenciales de 4 a 1000 kPa
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Respiradores
Espirómetros
Inhaladores
Apnea de sueño
Monitoreo de Asma
Medición de presión arterial
Equipos de diálisis
Monitoreo de pacientes
Camas de hospital
TM
External Use
Apliaciones médicas
Presión sanguínea no-invasiva
TM
External Use
•
Medidores automáticos o manuales para
el braso o muñeca
•
MPXV5050 ofrece una solución lista
para productos masivos
•
Los sensores compensados
MPXM2053 y MPX2050GP ofrecen una
solución de bajo costo
Aplicaciones Respiratorias
Presión de Aire Contínua Positiva
El C.P.A.P es un generador de caudal de
aire con un sistema de monitoreo de
presión que regula para entregar presión
contínua. Se usa para tratar Apneas de
Sueño.
Producto Recomendado
MPXV5004G
TM
External Use
Medidor de Caudal Pico
Los meidores de caudal pico se usan
para proveer el valor pico del caudal
para controlar la función pulmonar y
para agregarlo a un plan de acción
adecuado.
Ej.: monitoreo y terapia de Asma
Productos Recomendados
MPXV5004G, MPXC2011DT1
Colchones de aire para tratamientos prolongados
Monitoreo de niveles de presión de colchones
para evitar:
• Necrosis de músculos
• Llagas y ulceraciones
Producto Recomendado
MPXV5010GC6U
TM
External Use
Electrodomésticos
Sensores barométricos de 4 a 10kPa
• Nivel de agua de lavarropas y lavavajillas
• Aspiradoras
MPXV5000 & MPXM2000 Series
Monitoreo de nivel de agua
Diseñado para monotoreo de nivel de agua
• Rango de 0,5 a 4kPa, rango de temperatura de 0 a +85°C
• Calibrado, compensado en temperatura y amplificado
• Conecciòn directa a MCU (Salida analógica)
MPXV5004GW & MPXV12
TM
External Use
Altímetro/Barómetro
• Medición de presiòn atmosférica
• La tendencia de la presión
determina como estrá el tiempo en
las próximas horas
• Convierte presión en altitud en
cualquier lugar
MPL115 y MPL3115
Hang gliding Variometer measuring height and speed
TM
External Use
Opciones de Encapsulado
Super
Small
Outline
Package
(SSOP)
MPAK
MPAK Axial Port
Small
Outline
Package
(SOP)
Case
482
Through
Hole 482B
LGA
5x3x1.2mm
TM
External Use
Unibody
Case
1317
Vacuum
Port
Tire
Pressure
Monitor
Side
Port
Axial
Port
Dual
Port
Dual
Port
Axial
Port
Medical
Chip Pak
Case
423A
Through Through Through
Hole
Hole
Hole
Axial
Port
Axial Port Axial Port
Sensores Touch
TM
External Use
Ventajas de los Touch Capacitivos de Freescale
•
• 77
Deferenciadores
de Freescale:
Solución con máquina de estados vs. software de mcu
 Permite
el menor consumo del mercado
Fácil de implementar, no se requiere software
 No
hay muchos condicionamientos en el layout, no es sensible a la longitud de las pistas
 El MPR121 tiene capacidad auto configuración, es más simple configurar y setear electrodos
que en soluciones de la competencia
 Cada uno de los 12 canales del MPR121 puede setearse y configurarse de forma
independiente, permitiendo conectarle electrodos de diferente forma y rango de capacidad
Son dispositivos multi-funcción, también son LED driver I2C.
 Las
salidas de sensado capacitivo son 12, 8 pueden ser configuradas como GPIOs multifuncción. Cada GPIO puede entregar hasta
 Vea AN3894 para más detalles del uso de estas soluciones como LED driver
TM
External Use
Ofreta de Sensores Touch
Sensado Touch Capacitivo
Controladores
Stand-alone
Sensado Touch Capacitivo
Software
agregado a MCUs
MPR031
MPR083
MPR084
MPR121
S08
ColdFire
ColdFire+
Kinetis
Más de 300 Microcontroladores
Touch Screen Resistivo
Controladores
en MPUs
TM
External Use
ColdFire
MCF5227x
i.MX233
i.MX251
i.MX255
i.MX257
i.MX258
MPR121 – Touch Sensor Controller
Prestaciones
• Consumo: 29 μA
• Encapsulado: x 3 x 0.85 mm 20-QFN
• Suporta hasta 12 touch pads
•
•
•
•
•
•
•
•
8 de 12 salidas se pueden configurar como
GPIO para usarlas como LED Driver entre
otras posibilidades
Solo requiere un componentes externo
Detección de touch capacitivo inteligente
Corriente máxima en shutdown: 4 μA
Alimentación: 1.71 V a 3.6 V
Umbral de detección con histéresis
Interfaz I2C, con IRQ opcional
Rango de Temp.: -40°C a +85°C
Implementaciones
• Reemplazo de botonos
• Touch pads
TM
External Use
Mejoras
Nuevo sistema de Auto-configuración
Sistema de filtrado de 2da generación
Mayor rango de tensió
Control de electrodos 100% independient e
TM
External Use
MPR121 – Recursos de Desarrollo
•
•
•
•
•
•
Placa de transferencia de MPR121 QFN a DIP
Adaptador I2C a UART
Set de electrodos básicos
Hay otros electrodos a pedido
Se puede conectar a placas touch prototipo
PC GUI para evaluación y demo
Set Básicos
Placa de electrodos prototipo
TM
External Use
•
Prestaciones
•
Consumo promedio: 8 μA
Encapsulado: 2 mm x 2 mm x 0.65 mm 8-UDFN
Soporta hasta 3 touch pads
Solo requiere un componente externo
Detección de touch capacitivo inteligente
Corriente máxima en shutdown: 4 μA
Alimentación: 1.71 V a 2.75 V
Umbral de detección con histéresis
Interfaz I2C, con IRQ opcional
Múltiples sensores en un mismo sistema permiten hasta 6 electrodos
Rango de Temp.: -40°C a +85°C
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Implemetaciones
Reemplazo de
botonos
• Touch pads
•
TM
External Use
MPR031 – Recursos de Desarrollo
DEMOMPR031
Placa demo Compacta
► Quick start guide
► Encapsulado muy chico
► Fácil de usar
►
KITMPR03xEVM
► Placa
de evaluación de MPR031 (4 placas)
► 5 muestras incluídas (4 cut tape y una DIP)
► Cable USB
► Sensor Toolbox software, revision 83 o posterior
► FTDI USB Driver (CDM 2.04.06.exe o posterior)
www.freescale.com/proximity
TM
External Use
Comparativa de prestaciones MPR031 vs. MPR121
Feature
MPR03x
MPR121
3
12
10.8mW
52.2mW
Benefit
General Features
Number of Electrodes
Very Low Power Supply
Average Power supply for the device is suitable for small battery applications
1.71V - 2.75V Supply Range
Both I2C and voltage supply can run in this range
2.5V – 3.6V Supply Range
Both I2C and voltage supply can run in this range
2x2x0.65mm DFN Package
Extremely small low profile 8-pin package
3x3x0.65mm QFN Package
Small low profile 20-pin package
The MPR031 and MPR032 differ only by their I2C address allowing for multiple
parts to be used in a system
Devices with Multiple I2C Addresses
Configurable I2C Addresses
Operates on 4 different I2C addresses by simple hardware configuration
Only 1 external component necessary
Just one 75k Ohm resistor is required for device.
Constant Current Capacitance Front End
TM
External Use
Time proven reliable capacitance detection engine
Feature
MPR03x
MPR121
Benefit
Measures electrodes from 1pF to 2000pF from the same device Capacitance Sensing
High Dynamic Range
Independent Electrode Configuration
Even in a single design, electrodes can vary in shape and size using a single
device
Automatic Configuration
Automatic independent setup for each electrode
Automatic Reconfiguration
Customizable reconfiguration if baseline falls outside of range
Two stage Filtering System
Configurable Sample Rate
Allows for simple data conditioning through averaging filter
Sampling rate can vary between 1ms and 128ms
GPIO/LED
Eight shared LED driving Pins
Electrodes can be multi-purpose as touch sensor or GPIO LEDs
GPIO Extender
If all pins are not used as electrodes, remainder can be simple GPIO extenders
TM
External Use
Feature
MPR03x
MPR121
Benefit
Prevents bounce on touch recognition by providing hysteresis
Touch Sensing
Increasing and Decreasing Thresholds
Touch and Release Threshold IRQ
Touch and release are both reported by Interrupt Assert
Baseline Tracking System
Maintains baseline by filtering out touch signals
Bidirectional Baseline Tracking System
Independent baseline tracking for positive and negative capacitance changes
Baseline Filter Delay
Filtering speed can be reduced for applications requiring fast response time and
long term baseline averaging
Stuck Key Removal Baseline Tracking
Stuck Keys are detected and calibrated out with customizable system
Proximity Sensing
Proximity Sense Mode
Detects proximity by combining electrodes as a separate configurable mode
Proximity Sensing Pseudo Electrode
Detects proximity by combining electrodes as a pseudo electrode allowing for
simultaneous proximity and touch detection
Proximity Detect IRQ
Proximity Detection is reported by Interrupt Assert
TM
External Use
Soluciones inteligentes
TM
External Use
Sensor + Inteligencia = Xtrinsic Sensing Solutions
•
Niveles crecientes de integración
Procesamiento de la señal del sensor
− Almacenamiento No Volátil
− Interfaces de I/O
−
•
Software Framework Inteligent e
Adquicición de datos
− Manejo de energía
− Conectividad
−
•
Niveles crecientes de inteligencia
−
−
−
−
Programabilidad
Auto-calibración
Fusión de Sensores
Ecosistema de software
TM
External Use
Más “Grados de Libertad”…Más grados de complejidad
Magnetics
Magnetics
Applications
Processor
Accel
Accel
Sensor
Sensor
Pressure
Pressure
Proximity
Proximity
TM
External Use
• I2C, SPI, periféricos
analógicos, ADC
Diferentes velocidades de
datos
• Calibración Específica
• Software Dedicado
Implementación: Sensor de Movimiento Inteligente
•
•
•
•
•
•
•
•
•
MEMS (Acelerómetro de 3-ejes)
ADC
ColdFire® V1 (MCU de 32-bit RISC)
ROM
3 Axis
RAM
Accelerometer
Flash
MEMS
SPI e I2C
R
ADC
PWM (Pulse Width Modulation) A
F
M
L
GPIOs
R
O
M
Proximity
Pressure
Proximity
Pressure
TM
External Use
CPU
I2C SPI GPIO
A
S
H
3x3mm
Performance, Fusión & Contenidos para aplicación
Xtrinsic - Ejemplo de Differenciación
Software de Sensado
Sensor Inteligente
Brújula
ColdFire V1
32-Bit
Conectivitdad
I2C/SPI
Alimentación
Gestos
Futuro
Inertial Sensor
Gyro
Pressure
Touch
Magnetics
Gyro
Pressure
Touch
Magnetics
TM
External Use
Pedómetro
(3rd party)
La Arquitectura de sensado de movimiento
converge al hub de sensores inteligente
•
Diseño más simple del sistema
La fusión de sensores y el software de movimiento desacoplado de la
aplicación que corre en el procesador principal
− El software de los sensores puede ser provisto por el fabricante o por
terceros
−
•
Power
•
Consumo reducido
Muchas aplicaciones pueden ser resueltas sin otro MCU
Procesador Host corriendo
la fusión de sensores
El Sensor inteligente corriendo la
fusión de sensores
Ahorro de energía
Carga de la CPU para fusionar sensores
TM
External Use
• Las dos curvas se cruzan
eventualmente debido a la
complejidad creciente del nodo
• La intersección se mueve
contínuamente hacia la derecha
• Ejemplo de ahorro de energía:
Pedómetro
Motivos para usar un procesador de 32-bits
•
•
Un sistema de sensores sencillo puede manejarse con un procesador de 8 bits
Tamaño de código y consumo:
− Tamño
de código normalizado para el core ColdFire (CF) V1:
 CF
V1 =100%, S08 =40%, S12 =60%, 32 Kbytes of flash =220%, 2 Kbytes of RAM =40%
 El tamaño de Flash es 2.2x el instalado en el CF V1, y se incrementará en futuros sensores
de Freescale, la Flash se convierte en el componente crítico
− Un
core de 32-bits requiere menos instrucciones que uno de 8
 El
consumo total del sistema (incluyendo Flash y RAM) se reduce cuando la CPU procesa
más rápido y se va a dormir
•
Exactitud mejorada en los datos del Sensor
− Los
datos del Sensor son de 12-14 bits, se manipulan con rotaciones
 Se
usan senos y cocenos de 16-bits multiplicando los datos en un acumulador de 32-bits y se
almacena en registros de 16-bits
 Como mínimo absoluto se requiere un procesador de 16-bits con acumulador de 32-bits para
que el procesamiento sea óptimo
− Usando
un procesador de 8-bits (Con acumulador/multiplicador de 16-bits)
 Los
datos del sensor deben ser truncados (truncando los senos y cocenos) o llevando mucho
más procesamiento, Flash y Ram.
 Resultado: Si se acepta el truncado, la exactitud angular será pobre
TM
External Use
MMA955xL – Acelerómetro de 3 ejes + MCU 32 bits CFV1
Diferenciadores
MMA9550L
• Plataforma de sensado de movimiento con librerías embebidas
• Capacidad de actuar como sensor hub
• Capacidad de bajo consumo y modos de energía flexibles
Prestaciones
•
•
•
•
•
Alimentación: 1.71 a 1.89V
Output data rate (ODR): 488 Hz
Rango dinámico configurables: +/-2g, 4g, 8g
Resolución disponible: 14/12/10/8 bits
16K Flash, 2K RAM
Aplicaciones Típicas
• Móbiles: Telefónos, Tablets, eReaders
• Controles: Remotos, Juegos
• Monitoreo de deportes
Encapsulado
•
3x3x1 LGA
TM
External Use
•
•
•
Solo infraestructura
User Flash: 6.5 Kbytes
User RAM: 576 bytes
MMA9551L
•
•
•
Infraestructura y gestos
User RAM: 452 bytes
MMA9553L
•
•
•
Infraestructura y pedómetro
User RAM: 200 bytes
MMA9559L
•
•
•
•
Infraestructura sencilla
User Flash: 14 Kbytes
User RAM: 1.5 Kbytes
La diferencia principal entre los
distintos productos de esta
famlia está en las funciones
embebidas. El usuario puede
usar la parte remanente para su
propio software
Pedómetro
•
Seteos Configurables:
− El
largo del paso puede configurarse
manualmente o calcularse de la altura y el peso
− El filtrado evita cuenta de pasos falsos
•
Salidas Flexibles:
− 99.9%
de exactitud en la cuenta de pasos
− Contador de Calorías
− Distancia
− Velocidad Promedio
− Contador de vueltas, guarda últimos resultados
•
Complejidad Seleccionable:
− Cuenta
pasos
− Cuenta pasos y Nivel de actividad
− Cuenta pasos, calorías & distancia
− Cuenta pasos, calorías & distancia con
contador de vueltas
TM
External Use
MMA955xL – Recursos de Desarrollo
MMA955xL Plataforma de sensado Inteligente
• No es parte del Sensor Toolbox
• Ambiente de software diferente; más dependiente
del modelo del cliente
• CodeWarrior 10.x
2011
Evaluation Board
Description
KITMMA9550LEVM
MMA9550L Eval Board
KITMMA9551LEVM
MMA9551L Eval Board
TM
External Use
FXLC95000L – Acelerómetro de 3 ejes + MCU 32 bits CFV1
Diferenciadores
• Plataforma de sensado de movimiento con librerías embebidas
• Capacidad de actuar como sensor hub
• Capacidad de bajo consumo y modos de energía flexibles
Prestaciones
−
Alimenatación: 1.72 a 3.6V I/O
−
Output data rate (ODR): 488 Hz
−
−
Resolución disponible: 14/12/10/8 bits
−
128K Flash, 16K RAM
• Móbiles: Telefónos, Tablets, eReaders
• Controles: Remotos, Juegos
• Monitoreo de deportes
Encapsulado
•
3x5x1mm LGA, paso 0.5mm
TM
External Use
Performance, Fusion & Contenidos dedicadosXtrinsic
FXLC95000CL
FXLC95000CL
Software de Sensado
Host
Wearable
ColdFire V1
32-Bit
L
C
L
C
00
Alimentación
0
0905
5
9C
L
C
FLX
X
F
Acelerómetro
I2C/SPI
Salud/Monito
reo
Integración de Sensores
Localización
Gyro
Pressure Touch Magnetics
Gyro
Pressure Touch Magnetics
TM
External Use
FXLC95000CL – Acelerómetro de 3 ejes + MCU 32 bits CFV1
Diferenciación
−
MCU abierto para uso del programador
−
Soporte de librerías
−
Cáculo y actuación locales;
−
El Sensor hub puede manejar diferentes
sensores de FSL o de la competencia
−
Puede funcionar como procesador local si es
necesario
Prestaciones
−
Acelerómetor de 14 bits
−
128K Flash, 16K RAM
−
4MHz SPI
−
Funcionalidad master/slave autónoma
−
Alimentación: 1.72 a 3.6V I/O
−
Aplicaciones
−
Medical and sports monitoring
−
Motion enabled accessories
−
Controllers: remotes, games
−
Tracking Devices
TM
External Use
Encapsulado
•
3x5x1mm LGA, paso 0.5mm
FXLC95000CL vs. MMA955xL
Description
Package size and type
MCU core
Flash
RAM
ROM
High Speed (MHz)
Slow Speed (kHz)
Ext Xtal Oscillator
GPIO count
I2C
Serial
Communication
SPI
Interfaces
UART
Interrupt pin (input)
PDB
PWM
External input to ADC
IO voltage range (V)
Internal regulator for logic core
Memory
size
(kByte)
MCU
Clock
Speed
Accelerometer
Typical Current drain
under nominal
power supply
range (±g)
rate (Hz)
resolution (bits)
TCS (%/°C) typ
TCO (mg/°C) typ
Output noise (µg/sqrt(Hz))
Zero g Offset (mg)
Fast Speed
Slow Speed
Standby
Proposed Firmware
TM
External Use
Freescale
Freescale
FXLC95000CL
MMA955xL
3-axis Accel + 32-bit MCU
5x3x1mm LGA-24
ColdFire-V1
with MAC
128
16
16
16
62.5
/
16
2 (Master & Slave)
2 (Master & Slave)
no
1
2
2
yes (differential)
1.62-3.6
/
3-axis Accel + 32-bit MCU
3x3x1mm LGA-16
ColdFire-V1
with MAC
16
2
4
8
62.5
/
10
2 (Master & Slave)
1 (Slave)
no
1
2
2
yes (differential)
1.8
/
2/4/8
0.24 - 3906
10 / 12 / 14/ 16
± 0.17
± 1.9
100 typ
± 100 Max
5.4mA @16MHz
15µA @62.5kHz
2/4/8
0.24 - 3906
10 / 12 / 14/ 16
± 0.17
± 1.9
100 typ
± 100 Max
3.1mA @8MHz
15µA @62.5kHz
2µA
MQX lite + ISPF
Sensor Hub, eCompass
2µA
Gesture recognition,
Pedometer
ISF
TM
External Use
ISF – Preguntas básicas
•
¿Qué es?
− Xtrinsic
Intelligent Sensing Framework es un software fácil de
usar que atiende las necesidades de integración del sensor
haciendo que el FXLC95000 actúe como sensor hub para sensores
externos y manejar los datos para el host
•
¿Qué hace?
− Permite
que el FXLC95000 tenga servicios de comunicaciones,
manejo de dispositivos, manejo de sensores y servicios de soporte
de aplicaciones para los disferentes sensores conectados al sistema
•
¿Porqué lo necesito?
− Para
simplificar el esfuerzo de diseño y concentrarme en la
aplicación y dejar ISF y al FXCL95000 manejar los datos de los
sensores.
•
¿Qué necesito para comenzar a usarlo?
− www.freescale.com/ISF
TM
External Use
Xtrinsic Intelligent Sensing Framework (ISF)
Diferenciación
•
•
•
Primer framework para plataformas de sensado de
movimientos de la industria
Capacidad de Sensor hub
Manejo de consumo
Prestaciones
•
•
•
•
•
Provee una interaz única para los datos de los sensores
independiente de el tipo de sensor
Permite al desarrollador concentrarse en el uso de los
datos de los sensores y no en como obtenerlos
Elimina esfuerzo de integración d elos sensores
Provee manejo de los modos de bajo consumo
Crea aplicaciones con CUALQUIER sensor del mercado
•
•
•
•
Teléfonos, Tablets, eReaders, electrónica vestible, localización, smart tags
Control Remoto, juegos: Control de gestos, Control de gestos sin contacto, Accesorios de
controles
Equipo deportivo inteligentes, Análisis de swing de Golf, Fuerza de bateo en baseball, Detección
de fair play, Entrenadores virtuales, Monitoreo médico, Jugador virtual
Realidad aumentada: Conciencia del contexto, Viajes por clases virtuales con control del salon
virtual
TM
External Use
Para comenzar con el iSF
• CodeWarrior 10.x(con soporte para ColdFire)
Software
•
•
•
•
MQX
MQX FXLC95000 Board Support Package (BSP) add-on
ISF 1.0 Core Library
Xtrinsic Intelligent Sensing Framework:
• Intelligent Sensor Mailbox Tool
• www.freescale.com/ISF
Hardware
Soporte y
Entrenamiento
•
•
•
•
KITFXLC95000 EVM
P&E USB Multilink
Cable USB
• FXLC95000 Datasheet
• Hardware Reference Manuals
• Software Reference Manuals
• Documentación de FXLC95000 ISF 1.0
• API Reference Manual
• Software Release Notes for the Intelligent Sensing Framework
on the FXLC95000
• Entrenamiento Online Training
TM
External Use
Placas de expansión de Sensores Xtrinsic
Compatible con Kinetis KL25z
FRDM-FXS-
Part Number
Description
FRDM-FXS-MULTI*
Xtrinsic Sensor Expansion
board.
MPL3115A2 (Horizon)
MMA8652(Newton) FXAS21000
(Leon)
FXOS8700 (Gauss)
FXLS8471 (Veyron SPI)
MMA955x (Eve)
MAG3110 (Maxwell)
FRDM-FXS-MULTI-B*
board with Bluetooth and
Battery,
MPL3115A2 (Horizon)
MMA8652(Newton) FXAS21000
(Leon)
FXOS8700 (Gauss)
FXLS8471 (Veyron SPI)
MMA955x (Eve)
MAG3110 (Maxwell)
FRDM-FXS-9AXIS*
board with only 2 sensors :
FXAS21000 (Leon)
FXOS8700 (Gauss)
KL25z
*Las placas requieren KL25z Freedom Board. Conectores incluídos
TM
External Use
Muchas Gracias
TM
External Use

FREESCALE - Tutorial de Sensores

Transcripción

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