Acelerômetro ADXL372

Sobre o sistema

O ADXL372 é um acelerômetro MEMS digital de 3 eixos projetado para detecção de impactos e medições de alta aceleração em aplicações embarcadas. Ele possui uma faixa de medição de ±200 g, consumo ultrabaixo de energia (22 µA em modo de medição a 3200 Hz) e funcionalidades avançadas, como filtros configuráveis, detecção de atividade/inatividade e um FIFO embutido de 512 amostras.

Principais funções

• Detecção de impactos e eventos de alta aceleração:

Com alta faixa dinâmica (±200 g) e recursos de captura de eventos transientes.

• Economia de energia:

Modos de operação autônoma, incluindo standby (< 0.1 µA), wake-up (1.4 µA) e instant on para monitoramento contínuo.

• Processamento autônomo:

FIFO para armazenar dados temporariamente e interrupções configuráveis para reduzir a carga sobre o processador host.

• Interface de comunicação digital:

Suporte a SPI e I²C, permitindo integração com microcontroladores.

Configuração e função dos pinos

Diagrama de blocos funcionais

Listagem de características

1. Unidade de processamento:

O ADXL372 se conecta com processadores via interfaces SPI e I²C digitais. Suas funcionalidades autônomas, como interrupções e FIFO, reduzem a carga de processamento do host ​(adxl372).

1. Memória:

Possui um FIFO embutido de 512 amostras, usado para armazenamento temporário de dados. Isso ajuda a economizar energia e permite ao processador host realizar outras tarefas enquanto o acelerômetro coleta dados autonomamente ​(adxl372).

1. Sistema operacional:

Embora o ADXL372 não utilize um sistema operacional diretamente, ele tem recursos para operação autônoma, como FIFO embutido e processamento de interrupção, reduzindo a necessidade de intervenção do processador.

1. Sensores e atuadores:

   • Tipo de sensor:

     Acelerômetro de 3 eixos MEMS com faixa de medição de ±200 g.

   • Resolução:

     Saída de 12 bits (100 mg/LSB).

   • Filtros:

     Filtro passa-baixa de 4 polos e filtro passa-alta configuráveis para eliminar ruídos e aliasing em medições de alta frequência ​(adxl372).

   O artigo sobre escolha de acelerômetros detalha o uso de sensores MEMS para monitoramento de vibração e manutenção preditiva, o que se alinha com sensores no tópico 4.1 (Campagnie, Bertrand. 2019).

2. Interface de comunicação com fio:

   Suporta SPI (até 10 MHz) e I²C (até 3.4 MHz). O protocolo SPI permite alta velocidade para leitura de dados e configuração​(adxl372).

   O artigo sobre monitoramento robusto discute interfaces como SPI e RS-485/RS-422 em detalhes, incluindo desafios de sincronização e filtros de energia​ (Anslow, Richard and O'Sullivan, Dara. 2019).

3. Interfaces de comunicação sem fio:

   O ADXL372 é projetado para comunicação com fio usando SPI e I²C. Conexões sem fio, se necessárias, dependeriam de módulos externos conectados ao sistema embarcado.

4. Unidades de entrada/saída (I/O):

   O ADXL372 não tem GPIOs de uso geral, ele possui pinos de interrupção (INT1 e INT2) configuráveis. Esses pinos podem ser usados para sinalizar eventos ao microcontrolador, como detecção de atividade ou preenchimento do FIFO​(adxl372), como por exemplo, a detecção de eventos, como atividade, inatividade, ou preenchimento do FIFO e a sinalização direta ao processador sem necessidade de polling contínuo, economizando energia e aumentando a eficiência do sistema ​(adxl372).

   Conversores Analógico-Digital e Digital-Analógico (ADC/DAC):Internamente, o ADXL372 possui um ADC para converter o sinal analógico de aceleração em dados digitais de 12 bits, que são disponibilizados ao processador via SPI ou I²C​ (adxl372).

5. Fonte de energia e sistema de alimentação:

   • Consumo ultrabaixo:

     Apenas 22 µA em modo de medição contínua a 3200 Hz e menos de 0.1 µA em modo standby.

   • Tensão operacional:

     Funciona com 1.6 V a 3.5 V, permitindo alimentação por baterias pequenas, como células tipo moeda ​(adxl372).

   O artigo sobre monitoramento robusto aborda alimentação através de cabos combinados (phantom power), incluindo filtragem e componentes de energia. Este tema se alinha com tópicos como gerenciamento de energia e alimentação de sensores (Anslow, Richard and O'Sullivan, Dara. 2019).

6. Firmware e atualizações:

   O acelerômetro permite configuração detalhada através de registros acessados via SPI ou I²C. Inclui modos de operação autônomos (detecção de impacto, atividade/inatividade) sem intervenção contínua do processador​(adxl372).

7. Unidade de proteção e segurança:

   Projetado para operar em ambientes extremos.

   • Resistência a condições adversas:

     Projetado para operar em uma ampla faixa de temperatura (-40 °C a +1050 °C) e em aplicações de alta aceleração.

   • Resistência a impactos:

     Até 10.000 g sem alimentação, ideal para aplicações robustas ​(adxl372).

8. Armazenamento externo:

   Para armazenar dados em memória externa (como cartões SD ou armazenamento Flash), seria necessário integrar o ADXL372 com um microcontrolador ou microprocessador que suporte essas funções.

9. Interface com o usuário (UI):

   Indiretamente, por meio da coleta e exibição de dados de impacto ou vibração, como parte de um sistema maior. O ADXL372 não possui componentes visuais ou táteis diretamente (como displays, LEDs ou botões).

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Referências

• Campagnie, Bertrand. Analog Devices, Inc. Choose the Right Accelerometer for Predictive Maintenance. 2019. Disponível em: Analog. Acesso em 21 de nov. de 2024.
• Anslow, Richard and O'Sullivan, Dara. Analog Device, Inc. Enabling Robust Wired Condition-Based Monitoring for Industry 4.0—Part 2. 2019. Disponível em: Analog. Acesso em 21 de nov. de 2024.
• Slaterry, Colm and Vinco, Alessando. Analog Devices, Inc. Enabling Automation in Logistics and Retail—Part 2. 2024. Disponível em: Analog. Acesso em 21 de nov. de 2024.
• Analog Devices, Inc. Data Sheet ADXL372: Micropower, 3-Axis, ±200 g Digital Output, MEMS Accelerometer. 2017-2022. Disponível em: Analog. Acesso em 21 de nov. de 2024.