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- ELETTRONICA OGGI 437 - GIUGNO 2014
COMPONENTS
MEMS
assi L3GD20. Quest’ultimo rende disponi-
bile l’intera scala di misura da ±250 punti
al secondo fino a ±2000 punti al secondo
e dispone di un interrupt programmabile.
Bosch Sensortec con il modulo BMI055of-
fre la stessa combinazione di un sensore
di accelerazione a 3 assi (BMA255) e di
un giroscopio a 3 assi (BMG160). Con
dimensioni di 3x4.5x0.95 mm è attualmente
l’unità di misura inerziale (IMU) più piccola
disponibile sul mercato. I suoi sei gradi
di libertà (6DoF, Degrees of Freedom) e il
suo ridotto consumo di potenza di appena
5,15 mA in modalità operativa completa lo rendono ideale
per le applicazioni più esigenti nel campo dell’elettronica
consumer, come ad esempio per l’impiego nei videogiochi
sulle console di gioco, negli smartphone e nei PC tablet. La
sua elevata risoluzione – 16 bit (giroscopio) e 12 bit (senso-
re di accelerazione) – garantisce risultati di misura precisi
e affidabili: BMI055, inoltre, assicura un rapporto segnale/
rumore (SNR) eccellente. La sua scala di misura può essere
programmata da ±125 punti al secondo fino a ±2000 punti al
secondo per il giroscopio e da ±2g fino a ±16g per il sensore
di accelerazione.
Quest’ultimo è inoltre caratterizzato da un offset in condizioni
di accelerazione nulla pari a soli 70 mg. Le interfacce I
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C e SPI
offrono molteplici possibilità di comunicazione dati.
Tali sensori o moduli MEMS xDoF non solo rendono possibili
le applicazioni nei giochi ma anche il monitoraggio remoto
dei pazienti o delle persone anziane senza limitare la loro
libertà di movimento. In questo modo il sensore è in grado di
riconoscere una caduta e di far sì che un operatore sanitario
venga allertato. L’ergoterapia, l’allenamento per gli sportivi
e i dosaggi dei farmaci possono essere regolati in modo
preciso in base al profilo di movimento individuale, e quindi
possono essere realizzati in modo più efficace. Negli appa-
recchi di misura della pressione sanguigna per usi domestici,
il sensore può controllare la posizione del braccio e quindi
assicurare una misura corretta. Nel settore zootecnico, con
l’aiuto di un sensore MEMS di questo tipo è possibile valutare
la quantità di foraggio da somministrare al singolo capo di
bestiame in base al movimento dell’animale.
Tutto in uno
Sfruttando più gradi di libertà, sono disponibili moduli-sensore
che combinano un numero sempre maggiore di sensori. STMi-
croelectronics ha introdotto di recente sul mercato un modulo
multi sensore di questo tipo con nove gradi di libertà: iNEMO
M1 (sistema su scheda) combina un sensore geomagnetico
LSM303DLHC a sei assi (un sensore di movimento a 3 assi +
un sensore magnetico a 3 assi), un giroscopio a 3 assi L3GD20,
oltre al microcontrollore a 32 bit STM32 e a un software spe-
cifico – e tutto questo con dimensioni di appena
13x13x2 mm. Con questo iNEMO M1 offre le perce-
zioni che comprendono quasi tutti i sensi umani e in
parte vanno al di là. Così esso comprende sensori
di accelerazione lineare, di velocità angolare e del
campo magnetico terrestre, con cui è possibile deter-
minare con precisione la posizione, i movimenti e la
loro direzione. Il software combina i segnali in uscita
di tutti i sensori. Le distorsioni e le imprecisioni della
misura vengono corrette automaticamente da algorit-
mi di predizione e di filtraggio. Il giroscopio L3GD20
registra i movimenti di avvolgimento, di inclinazio-
ne su una scala arbitraria compresa fra ±250°/s,
±500°/s e ±2000°/s. Il sensore geomagnetico LSM303DLHC
offre una scala di misura liberamente programmabile di ±2g,
±4g, ±8g e ±16g, attraverso il sensore di accelerazione, e da
±1.3 Gauss fino a ±8.1 Gauss con un sensore magnetico, oltre
a un’uscita I
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C. Con queste caratteristiche, iNEMO assicura
ancora più realismo nei videogiochi e nella realtà virtuale;
nelle applicazioni di realtà aumentata, nelle interfacce uomo-
macchina, nei robot e negli apparecchi di navigazione portatili
oltre che nel monitoraggio dei pazienti.
Q
Fig. 4 - Rappresentazione schematica di una misura di livello per mezzo del sensore
di pressione di tipo MEMS LPS331AP di STMicroelectronics
Fig. 3 – Dati relativi al sensore di pressione BMP180 di Bosch Sensortec durante la corsa di un
ascensore
