發布日期：2022-10-09 點擊率：45
就在過去兩年中，運動傳感技術已經開始遍地開花——視頻控制臺、智能手機、電視遙控器和個人訓練設備——就在我們給手機照片打上地理標簽、玩視頻游戲以及通過電視機和有線電視機頂盒進行頻道沖浪之時。這些東西知道我們身處何方、我們的目標是什么、我們向哪里移動——上、下、四周和側面。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。在經過最佳集成后，它們能通過空間和時間精確地跟蹤我們的運動。這些傳感器套件（...
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, 并與Bosch Sensortec 2x2平方毫米的加速度傳感器引腳兼容。智能手機開發商可輕松將現有加速度傳感器的設計升級為功能齊全的電子羅盤設計，或將電子羅盤方案簡化為僅有加速度傳感器的方案
2. 測量參數指標：
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軸加速度數據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軸加速度數據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軸加速度數據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軸地磁數據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軸地磁數據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軸地磁數據15bit
r0x46:data_Z_LSB axis_z_lsb[6:0] bit1--bit7
r0x47:data_Z_MSB axis_z_msb[14:7] bit0--bit7
三. 調試注意事項：
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，但實際操作時我們需要將其視為兩個獨立工作的設備，這兩個設備的設備ID是不一樣的（加速度模塊的設備ID為0xFA，地磁模塊的設備ID為0x32），其I2C設備地址也是獨立的（加速度模塊的I2C地址為0x10，地磁模塊的I2C設備地址為0x12）。
2. 上電后，加速度檢測模塊將直接進入正常工作模塊（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（包括地磁數據寄存器，甚至是設備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制轉換（工作）模式forced mode，在需要檢測地磁數據時先寫入強制轉換命令，延時一段時間后即可讀取地磁數據。轉換完成后地磁模塊自動進入sleep mode。使用這樣的工作方式系統功耗較低。
四. 數據讀取參考代碼：
1. 3軸加速度數據讀取參考代碼：
x=( i2c_read_byte(0x02) &0xf0) >>4 ;
x=x|(( i2c_read_byte(0x03) &0xff)<
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。當考慮傾斜時，需要將地磁傳感器的3軸值與加速度傳感器相結合，將其校正到正確的方向。
下圖顯示了地磁傳感器水平旋轉時X和Y值的分布。
如果地磁傳感器水平旋轉，在不受周圍磁場影響的理想情況下，輸出分布圖的圓心變為零。
然而，實際上中心因環境磁場的影響而移動，因此需要進行調整以將圓心移動到零。
地磁傳感器導出的北極稱為磁北（略偏離北極）。通過上述方程式計算該磁北的角度，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
構成
抗噪聲
（靈敏度）
×
△
◎
消耗電流
×
△
◎
響應速度
×
△
◎
霍爾傳感器
基于霍爾效應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應用，例如門和筆記本電腦等物體的打開和關閉檢測。
MR傳感器
MR（Magneto Resistance）傳感器也被稱為磁阻效應傳感器，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用外，它還用于電機旋轉和位置檢測應用。
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用了磁阻抗效應。
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。
可以應用于超低消耗電流的方位檢測（電子羅盤），還可應用于室內定位、金屬異物檢測等高靈敏度特性的應用。
地磁傳感器至產品詳細網頁
傳感器（Sensor）
脈搏傳感器
MEMSIC
地磁與
G-SENSOR
氣泡式加速度傳感器原理
IC
內嵌入一個
MEMS
（微機電系統）
，內部充滿特定氣體，
MEMS
中間是加熱點，工作
時加熱，當手機變動時，
MEMS
內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；阻值變化轉化為電壓變化，在由
IC
內的
ASIC
電路放大輸出；
電容式
G-SENSOR
硅片蝕刻成三個軸上的平板電容，每個平板電容的兩塊導電板之間有有彈性的介質（這
種介質應是硅材料）
，當甩動手機時，彈簧變動，平行電容板的兩塊導電板之間間距變化，
使得電容發生變化，經過放大輸出；
電容式
G-SENSOR
有共振和抖動問題
地磁傳感器原理
地球磁場強度約為
0.4-0.6
高斯
地磁種類：
AMR
：異響磁阻，磁體通電后，內部小磁體會與水平位置產生一個夾角，磁體阻抗發生
變化，轉化為電信號；
AMR
材質的磁性強度剛好可以覆蓋地球磁場，無需處理，
GMR
：兩個磁體之間有一層特殊金屬介質，當通電后，金屬層的阻抗會發生變化，轉化
為電信號；
HALL:
霍爾效應是電磁效應的一種，
這一現象是美國物理學家霍爾
（
A.H.Hall
，
1855
—
1938
）
于
1879
年在研究金屬的導電機制時發現的。當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體
的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電勢差，這一現象就是霍爾效應。這個
電勢差也被稱為霍爾電勢差。霍爾效應應使用左手定則判斷
GMR
和
HALL
磁場強度超過地磁場，因此
GMR
和
HALL
效應做的地磁傳感器還增加了集
磁器，提高磁場強度。
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