Zasada działania akcelerometru

Akcelerometr to czujnik mierzący przyspieszenie własne (własny ruch). W nowoczesnych akcelerometrach MEMS wewnątrz układu znajduje się mikroskopijna masywna struktura zawieszona na sprężynkach. Gdy czujnik porusza się lub jest pochylany, ta masa naciska na elementy pomiarowe (np. piezoelektryczne lub zmieniające pojemność kondensatora). Elektronika układu przetwarza te minimalne zmiany na sygnał elektryczny proporcjonalny do przyspieszenia w danym kierunku. Ponieważ grawitacja to też przyspieszenie (stałe 1 g skierowane w dół), akcelerometr potrafi wykryć orientację względem ziemi – na podstawie składowych grawitacji w osiach X, Y, Z można określić, w którą stronę czujnik jest przechylony.

Akcelerometry jedno- i wieloosiowe

Dawniej spotykano akcelerometry jednowymiarowe (mierzące przyspieszenie tylko wzdłuż jednej osi) lub dwuwymiarowe. Obecnie standardem są akcelerometry trójosiowe, które jednocześnie mierzą przyspieszenia w osi X, Y i Z. Taki 3-osiowy sensor daje pełną informację o ruchu w przestrzeni. Typowy moduł dla hobbystów zawiera właśnie układ 3-osiowy (np. ADXL345 czy MPU-6050). Wiele nowoczesnych czujników tego rodzaju integruje dodatkowe funkcje, na przykład żyroskop (pomiar prędkości kątowej) lub magnetometr (kompas cyfrowy) – tworząc kompleksowe jednostki IMU (Inertial Measurement Unit). Przykładowo układ MPU-6050 zawiera 3-osiowy akcelerometr i 3-osiowy żyroskop, co czyni go popularnym wyborem do projektów robotycznych wymagających stabilizacji i kontroli balansu.

Sygnał analogowy czy cyfrowy?

Akcelerometry dostępne są w wersjach z wyjściem analogowym oraz cyfrowym. Starsze i prostsze modele (np. analogowy ADXL335) podają na trzech pinach napięcia odpowiadające przyspieszeniom w osiach – można je odczytać bezpośrednio za pomocą wejść analogowych mikrokontrolera. Nowsze czujniki zwykle mają interfejs cyfrowy (I²C, SPI), przez który mikrokontroler odczytuje zmierzone wartości przyspieszeń jako liczby. Takie cyfrowe akcelerometry (jak wspomniany ADXL345 z komunikacją I²C/SPI) są bardziej odporne na zakłócenia i oferują dodatkowe ustawienia (np. wybór zakresu pomiarowego, filtracja drgań, wykrywanie kliknięć lub swobodnego spadku).

Zastosowania akcelerometrów

Lista zastosowań jest bardzo długa. W smartfonach akcelerometr odpowiada za wykrywanie orientacji urządzenia (dlatego ekran automatycznie się obraca, gdy przekręcimy telefon) i służy jako element krokomierza, zliczając nasze kroki na podstawie drgań podczas chodzenia. Kontrolery gier i piloty ruchowe (np. do dronów czy konsol VR) wykorzystują te czujniki, aby przełożyć ruch ręki na sterowanie postacią lub modelem. W samochodach akcelerometry wykrywają gwałtowne opóźnienie przy kolizji, aktywując poduszki powietrzne. W branży badawczej używa się ich do analizy drgań maszyn i konstrukcji (monitoring wibracji budynków, mostów itp.). Hobbyści często sięgają po akcelerometr w projektach takich jak: alarm wstrząsowy (czujka, która wykryje próby poruszenia urządzenia), samopoziomująca się platforma (układ sterujący ustawia platformę tak, by kompensować przechył) czy balansujący robot (np. dwukołowy robot utrzymujący równowagę jak segway – potrzebuje ciągłego pomiaru przechyłu).

Moduły akcelerometrów w ofercie

W naszym sklepie znajdziesz moduły akcelerometrów 3-osiowych gotowe do podłączenia w swoich projektach. Przykładowo moduł z układem ADXL345 umożliwia łatwy odczyt przyspieszeń przez Arduino (wyprowadzenia goldpin ułatwiają podłączenie do płytki stykowej). Dla bardziej wymagających przygotowaliśmy także moduł MPU-6050 (GY-521) łączący funkcje akcelerometru i żyroskopu – idealny do zastosowań w robotyce (np. konstrukcje balansujące, drony) i projektach wymagających stabilizacji obrazu czy ruchu. Wszystkie nasze czujniki są niewielkich rozmiarów i pobierają znikomy prąd, co ułatwia integrację nawet w małych urządzeniach zasilanych z baterii. Dzięki akcelerometrom z naszego asortymentu możesz zrealizować zaawansowane projekty mierzące ruch i orientację: od loggera wibracji, przez inteligentny system alarmowy reagujący na próbę przemieszczenia urządzenia, po kontroler gestów rozpoznający machnięcia lub potrząśnięcia.