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三轴线性加速度计LIS3DHTR:技术规格、应用及替代料号详解

2024-08-16 09:48:19 5,909

LIS3DH是一款超低功耗、高性能的三轴线性加速度计 ,属于具有数字 I2C/SPI 串行接口标准输出的“nano”系列。该设备具有超低功耗运行模式,可实现高级省电和智能嵌入式功能,同时减少封装面积并提高芯片功能。这款 3x3x1 毫米加速度传感器最适合运动感应功能、空间和功耗有限的应用,例如手机、遥控器和游戏机。 

LIS3DH 具有±2g/±4g/±8g/±16g 的满量程,可由用户动态选择,并能以 1Hz 至 5.3kHz 的输出数据速率测量加速度。 LIS3DH 可提供非常精确的测量数据输出,在额定温度和长期工作下仍能保持出色的稳定性。自检功能允许用户在最终应用中检查传感器的功能。该设备可配置为使用两个独立的惯性唤醒/自由落体事件,并从设备本身的位置生成中断信号。

LIS3DH具有集成的32级先进先出(FIFO)缓冲器,允许用户存储数据以限制主处理器的干预。工作电流消耗低至2μA。LIS3DH采用小型塑料接地栅阵列封装(LGA),保证在-40°C至+85°C的扩展温度范围内工作。LIS3DH加速度计芯片内置温度传感器和三路模数转换器,可轻松集成陀螺仪等配套芯片。LIS3DH还可实现多种功能,包括鼠标单击/双击识别、4D/6D方向检测和省电睡眠唤醒模式。在睡眠模式下,检测链路保持活动状态。当事件发生时,传感器将从睡眠模式唤醒并自动增加输出数据速率。其他重要功能包括可编程 FIFO(先进先出)内存模块 和两个可编程中断信号输出引脚,可以立即通知主处理器运动检测、单击/双击事件和其他情况。

由于其特殊的性能,它们可用于各个领域,包括运动激活功能、自由检测、单击/双击识别、手持设备的智能省电、计步器、显示方向、游戏和虚拟现实输入设备、冲击识别和记录,以及振动监测和补偿。

技术规格

  • 工作温度 -40°C~85°C

  • 功能-可调带宽、可选范围、温度传感器

  • 电压-电源-1.71V~3.6V

  • 峰值回流温度 (摄氏度) - 260

  • 功能数量-1

  • 电源电压-2.5V

  • 峰值回流温度时间-最大 (s) - 30

  • 基本零件编号-LIS3

  • 输出类型-I2C、SPI

  • 工作电源电压-2.5V

  • 接口-I2C、SPI

  • 工作电源电流-11μA

  • 带宽-0.5Hz~625Hz

  • 解析度-2 B

  • 传感器类型-3 轴

  • 电源电压(DC)范围为 3.6V 至 1.71V

  • 轴-X、Y、Z

  • 加速度范围-±2g、4g、8g、16g

  • 灵敏度(LSB/g)-1000(±2g)~83(±16g)

CAD 模型

引脚配置及说明

LIS3DHTR引脚配置

LIS3DHTR 引脚描述

象征

LIS3DHTR 符号

脚印

LIS3DHTR 足迹

如何使用LIS3DHTR

LIS3DH内置硬件算法工作原理

因为计步等场景需要先读取底层X、Y、Z轴数据再进行处理,所以这里就不讨论这个算法了,本文主要讲解如何使用LIS3DH内置的硬件算法来检测常见的场景。

LIS3DH内置的硬件算法主要由2个参数和1个模式选择决定,两个参数分别是threshold和duration。比如我们想在芯片静止的时候检测芯片的移动(唤醒),可以设置一个对应移动的threshold,要求芯片检测数据超过这个threshold一段时间才算是移动。内置的算法基本都是根据threshold和duration来检测的。

LIS3DH 有两套可以同时工作的硬件算法电路,一套是专门针对单击、双击场景的,比如鼠标应用,另一套则是针对其他所有场景,比如静止运动检测、运动方向识别、位置识别等等。这里主要讲一下后者,它有四种工作模式:

LIS3DHTR 四种操作模式

第一种:或(OR)电路,即X、Y、Z轴数据都超过阈值才完成检测。

第二种:AND与电路,即X、Y、Z所有轴的数据都要超过阈值才完成检测。当然也允许只检测任意两个轴或者一个轴,未检测出的轴的阈值检测可以视为永远正确。

上述两种电路的阈值比较如下图所示。阈值比较是绝对值比较,没有方向之分。不管是正方向还是负方向,只要绝对值超过阈值,那么XH(YH,ZH)就为1,对应的XL(YL,ZL)就为0;否则XL(YL,ZL)就为1,对应的XH(YH,ZH)就为0。XH(YH,ZH)、XL(YL,ZL)可以看作是待处理指示位,用于检测条件是否满足。

LIS3DHTR 阈值比较

第三、四是对物体六个方向的检测,运动检测芯片是随着物体运动的方向变化,也就是从一个方向变化到另一个方向;而位置检测芯片则是在某个方向上稳定(比如平放时稳定,平放时稳定,前后左右直立时稳定)等等。

阈值比较电路如下,阈值比较采用正负实数数据比较。正方向超过阈值,XH(YH,ZH)为1,否则为0;负方向超过阈值,XL(YL,ZL)为1,否则为0。XH(YH,ZH)、XL(YL,ZL)代表6个方向。由于在静止稳定状态下重力加速度只有一个方向,因此据此可以得知芯片当时的位置姿态。

LIS3DHTR 阈值

LIS3DHTR使用地点

#LIS3DHTR#有两种工作方式,一是内置多种算法来处理常见的应用场景(比如静态检测、运动检测、屏幕翻转、失重、位置识别、单击双击等),用户只需要简单配置算法对应的寄存器就可以启动检测,一旦检测到目标事件,Lis3dh 的外设引脚 INT1 就会产生中断。二是支持用户通过 SPI/I2C 读取底层加速度数据,利用软件算法做进一步的复杂处理,比如计步等。

LIS3DHTR替代型号零件

LIS2DE12TRLIS2HH12TRH3LIS100DLTRLIS2DH12TR

制造商品牌信息

意法半导体是一家全球知名的半导体公司。他们致力于为各种微电子应用开发半导体解决方案。意法半导体拥有无与伦比的硅和系统专业知识、强大的制造实力、知识产权组合以及与战略合作伙伴的牢固关系。基于这些优势,意法半导体已成为片上系统 (SoC) 技术的先驱,其产品在实现当今的融合趋势方面发挥了积极作用。

产品数据手册下载

LIS3DHTR规格书.pdf (icdhs.com)

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