地磁速度傳感器：傳感器之方向：使用加速度傳感器和地磁傳感器共同實(shí)現(xiàn)
就在過去兩年中，運(yùn)動傳感技術(shù)已經(jīng)開始遍地開花——視頻控制臺、智能手機(jī)、電視遙控器和個(gè)人訓(xùn)練設(shè)備——就在我們給手機(jī)照片打上地理標(biāo)簽、玩視頻游戲以及通過電視機(jī)和有線電視機(jī)頂盒進(jìn)行頻道沖浪之時(shí)。這些東西知道我們身處何方、我們的目標(biāo)是什么、我們向哪里移動——上、下、四周和側(cè)面。使這些成為可能的是大量更小、更便宜和更快的新型傳感器。在經(jīng)過最佳集成后，它們能通過空間和時(shí)間精確地跟蹤我們的運(yùn)動。這些傳感器套件（...
地磁速度傳感器：博世傳感器調(diào)試筆記（三）加速度及地磁傳感器BMC156
一. 器件簡介：
1. BMC 156是一款整合三軸地磁傳感器與三軸(12bit)加速度傳感器于一體的傳感器，以BMC 150 電子羅盤模塊為基礎(chǔ), 并與Bosch Sensortec 2x2平方毫米的加速度傳感器引腳兼容。智能手機(jī)開發(fā)商可輕松將現(xiàn)有加速度傳感器的設(shè)計(jì)升級為功能齊全的電子羅盤設(shè)計(jì)，或?qū)㈦娮恿_盤方案簡化為僅有加速度傳感器的方案
2. 測量參數(shù)指標(biāo)：
Acceleration ranges ±2g/±4g/±8g/±16g
Magnetic ranges±1300μT (x, y-axis), ±2500μT (z-axis),Magnetic field resolution of ~0.3μT
二. 重要寄存器描述：
1. 加速度模塊Accelerometer field data
（1） 芯片ID寄存器R0：CHIPID register ,value 0xfa
（2） X軸加速度數(shù)據(jù)12bit
r0x02:ACCD_X_LSB acc_x_lsb[3:0] bit4--bit7
r0x03:ACCD_X_MSB acc_x_msb[11:4] bit0--bit7
（3） Y軸加速度數(shù)據(jù)12bit
r0x04:ACCD_Y_LSB acc_y_lsb[3:0] bit4--bit7
r0x05:ACCD_Y_MSB acc_y_msb[11:4] bit0--bit7
（4） Z軸加速度數(shù)據(jù)12bit
r0x06:ACCD_Z_LSB acc_z_lsb[3:0] bit4--bit7
r0x07:ACCD_Z_MSB acc_z_msb[11:4] bit0--bit7
2. 地磁模塊Magnetic field data
（1） 芯片ID寄存器r0x40:CHIPID register ,value 0x32
This number can only be read if the power control bit (register 0x4B bit0) is enabled.
（2） X軸地磁數(shù)據(jù)13bit
r0x42:data_X_LSB axis_x_lsb[4:0] bit3--bit7
r0x43:data_X_MSB axis_x_msb[12:5] bit0--bit7
（3） Y軸地磁數(shù)據(jù)13bit
r0x44:data_Y_LSB axis_y_lsb[4:0] bit3--bit7
r0x45:data_Y_MSB axis_y_msb[12:5] bit0--bit7
（4） Z軸地磁數(shù)據(jù)15bit
r0x46:data_Z_LSB axis_z_lsb[6:0] bit1--bit7
r0x47:data_Z_MSB axis_z_msb[14:7] bit0--bit7
三. 調(diào)試注意事項(xiàng)：
1. BMC 156雖然在硬件上將三軸地磁傳感器與三軸(12bit)加速度傳感器整合于一體，但實(shí)際操作時(shí)我們需要將其視為兩個(gè)獨(dú)立工作的設(shè)備，這兩個(gè)設(shè)備的設(shè)備ID是不一樣的（加速度模塊的設(shè)備ID為0xFA，地磁模塊的設(shè)備ID為0x32），其I2C設(shè)備地址也是獨(dú)立的（加速度模塊的I2C地址為0x10，地磁模塊的I2C設(shè)備地址為0x12）。
2. 上電后，加速度檢測模塊將直接進(jìn)入正常工作模塊（After power-up the accelerometer part of BMC156 is in normal mode ）。
3. 上電后，地磁檢測模塊則直接進(jìn)入掛起（suspend mode）模式（Suspend mode is the default power mode of BMC156 magnetometer part after the chip is powered.）。在這個(gè)模式下，除了工作模式控制寄存器（R0x4B）及少部分寄存器可以讀寫外，大部分（包括地磁數(shù)據(jù)寄存器，甚至是設(shè)備ID寄存器）均無法存取。如果需要正常使用地磁檢測功能，需要先將設(shè)備從suspend mode--?sleep mode-?normal/forced mode。
如圖所示：
4. 建議地磁檢測模塊使用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換（工作）模式forced mode，在需要檢測地磁數(shù)據(jù)時(shí)先寫入強(qiáng)制轉(zhuǎn)換命令，延時(shí)一段時(shí)間后即可讀取地磁數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換完成后地磁模塊自動進(jìn)入sleep mode。使用這樣的工作方式系統(tǒng)功耗較低。
四. 數(shù)據(jù)讀取參考代碼：
1. 3軸加速度數(shù)據(jù)讀取參考代碼：
x=( i2c_read_byte(0x02) &0xf0) >>4 ;
x=x|(( i2c_read_byte(0x03) &0xff)<
地磁速度傳感器：地磁傳感器
地磁傳感器
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何謂地磁傳感器？
地球被磁場磁力所包圍，這被稱為地磁。
地磁傳感器是檢測地球磁力的傳感器，也被稱為“電子羅盤”。
地磁傳感器可以通過檢測地磁來檢測方向。
【圍繞地球的地磁】
地磁傳感器有X和Y兩軸型以及添加了Z的三軸型，并測量各方向上的磁力值。
如果不考慮諸如簡單羅盤之類的傾斜，則僅使用X軸和Y軸的值。當(dāng)考慮傾斜時(shí)，需要將地磁傳感器的3軸值與加速度傳感器相結(jié)合，將其校正到正確的方向。
下圖顯示了地磁傳感器水平旋轉(zhuǎn)時(shí)X和Y值的分布。
如果地磁傳感器水平旋轉(zhuǎn)，在不受周圍磁場影響的理想情況下，輸出分布圖的圓心變?yōu)榱恪?br/>然而，實(shí)際上中心因環(huán)境磁場的影響而移動，因此需要進(jìn)行調(diào)整以將圓心移動到零。
地磁傳感器導(dǎo)出的北極稱為磁北（略偏離北極）。通過上述方程式計(jì)算該磁北的角度，可以容易知道方向。
各類磁傳感器
磁傳感器是一種旨在測量磁場的大小和方向的傳感器。
根據(jù)目的不同有多種傳感器，以下列舉典型的傳感器。
檢測方法
霍爾
MR
MI
構(gòu)成
抗噪聲
（靈敏度）
×
△
◎
消耗電流
×
△
◎
響應(yīng)速度
×
△
◎
霍爾傳感器
基于霍爾效應(yīng)測量磁通密度的傳感器，輸出與磁通密度成比例的電壓。
它易于使用，主要用于非接觸式開關(guān)應(yīng)用，例如門和筆記本電腦等物體的打開和關(guān)閉檢測。
MR傳感器
MR（Magneto Resistance）傳感器也被稱為磁阻效應(yīng)傳感器，利用物體電阻因磁場變化來測量地磁大小的傳感器。
靈敏度高于霍爾傳感器，功耗更低，因此是一種使用更廣泛的磁傳感器。除了電子羅盤等地磁檢測應(yīng)用外，它還用于電機(jī)旋轉(zhuǎn)和位置檢測應(yīng)用。
MI傳感器
MI（Magneto Impedance）傳感器是下一代磁傳感器，采用特殊的非晶絲并應(yīng)用了磁阻抗效應(yīng)。
它的靈敏度比霍爾傳感器高出10,000倍以上，并且可以高精度地測量地磁的微小變化。
可以應(yīng)用于超低消耗電流的方位檢測（電子羅盤），還可應(yīng)用于室內(nèi)定位、金屬異物檢測等高靈敏度特性的應(yīng)用。
地磁傳感器至產(chǎn)品詳細(xì)網(wǎng)頁
傳感器（Sensor）
脈搏傳感器
地磁速度傳感器：地磁傳感器和加速度傳感器原理說明
MEMSIC
地磁與
G-SENSOR
氣泡式加速度傳感器原理
IC
內(nèi)嵌入一個(gè)
MEMS
（微機(jī)電系統(tǒng)）
，內(nèi)部充滿特定氣體，
MEMS
中間是加熱點(diǎn)，工作
時(shí)加熱，當(dāng)手機(jī)變動時(shí)，
MEMS
內(nèi)的加熱的氣體向四周移動，四周有熱偶電阻，可以檢
測移動方向；阻值變化轉(zhuǎn)化為電壓變化，在由
IC
內(nèi)的
ASIC
電路放大輸出；
電容式
G-SENSOR
硅片蝕刻成三個(gè)軸上的平板電容，每個(gè)平板電容的兩塊導(dǎo)電板之間有有彈性的介質(zhì)（這
種介質(zhì)應(yīng)是硅材料）
，當(dāng)甩動手機(jī)時(shí)，彈簧變動，平行電容板的兩塊導(dǎo)電板之間間距變化，
使得電容發(fā)生變化，經(jīng)過放大輸出；
電容式
G-SENSOR
有共振和抖動問題
地磁傳感器原理
地球磁場強(qiáng)度約為
0.4-0.6
高斯
地磁種類：
AMR
：異響磁阻，磁體通電后，內(nèi)部小磁體會與水平位置產(chǎn)生一個(gè)夾角，磁體阻抗發(fā)生
變化，轉(zhuǎn)化為電信號；
AMR
材質(zhì)的磁性強(qiáng)度剛好可以覆蓋地球磁場，無需處理，
GMR
：兩個(gè)磁體之間有一層特殊金屬介質(zhì)，當(dāng)通電后，金屬層的阻抗會發(fā)生變化，轉(zhuǎn)化
為電信號；
HALL:
霍爾效應(yīng)是電磁效應(yīng)的一種，
這一現(xiàn)象是美國物理學(xué)家霍爾
（
A.H.Hall
，
1855
—
1938
）
于
1879
年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體
的垂直于磁場和電流方向的兩個(gè)端面之間會出現(xiàn)電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)。這個(gè)
電勢差也被稱為霍爾電勢差?；魻栃?yīng)應(yīng)使用左手定則判斷
GMR
和
HALL
磁場強(qiáng)度超過地磁場，因此
GMR
和
HALL
效應(yīng)做的地磁傳感器還增加了集
磁器，提高磁場強(qiáng)度。
