Guía de compra del acelerómetro

Introducción - lo ¨what´s what¨ de acelerómetros

Los acelerómetros, los giroscopios y las UMI, que son básicamente una combinación de los dos primeros, se han convertido en el pan de cada día de la electrónica de consumo. Los usamos en nuestros teléfonos, en los controladores de los juegos, los sensores se fijan también en la electrónica más avanzada que usamos todos los días sin siquiera saberlo. ¿Alguna vez has oído hablar de las experiencias sobre cómo los accidentes afectan a los conductores y pasajeros de los coches. ¿Cómo crees que lo hacen? Otra vez los acelerómetros. Lo mismo ocurre con el perfeccionamiento de la suavidad de los movimientos de los personajes en los juegos deportivos y muchos otros. Puede que estés pensando, interesante, pero lo que hay en eso para mí. Bueno, déjame llegar a eso, tu proyecto podría necesitar un acelerómetro también. Ya sea un robot o un mini dispositivo volador, los acelerómetros, en combinación con los giroscopios, permiten determinar específicamente la ubicación y el seguimiento de cómo llegó el dispositivo a ese punto. 

Un acelerómetro tres ejes con cabecalez acoplados

La física fundamental detrás del funccionamiento de acelerométro

Pero volviendo a lo básico, ¿qué es en realidad la aceleración? La mayoría de nosotros lo sabemos desde las primeras clases de física: la aceleración se define por el ritmo al que un objeto gana velocidad. Dado que la velocidad se calcula en metros por segundo, si queremos medir la rapidez con la que un objeto está alcanzando la velocidad, claramente usaremos una unidad de metros por segundo al cuadrado, lo que significa que si se alcanza una velocidad de 3 metros por segundo en un segundo, la aceleración asciende a 3 metros por segundo al cuadrado.

Credits to SparkFun

Una aplicación interesante de los acelerómetros es para medir la inclinación. Como todos sabemos, la fuerza G depende de la elevación en la que nos encontramos, y, si tomamos en consideración la toma de medidas en diferentes planetas, también de la masa de un planeta determinado. Aprovechando, incluso las más pequeñas diferencias en elevación y movimiento, los acelerómetros nos permiten definir la inclinación. Supongamos que tienes dos sensores en los extremos opuestos de tu teléfono y el programa mantiene tu imagen vertical si muestran lecturas diferenciadas en la fuerza G y mientras las lecturas se alinean se vuelve horizontal y prácticamente se obtiene el efecto iPhone. 

Ahora que entendemos cómo funcionan y para qué sirven, vamos a cubrir un poco sobre cómo elegir uno mejor para tu proyecto.

Las características claves de acelerómetros

Hay varias características que deberías tener en cuenta:

Rango - la propagación de los valores que puede medir, se conoce como un rango de acelerómetro. Normalmente, cuanto mayor sea el rango mayor será la granularidad de la medición, es decir, menor será la precisión. Más o menos como con cualquier sensor - imagina un peso por ejemplo - el peso de la cocina va a ser mucho más preciso que el peso del cuerpo. Pero, por otro lado, no querrás estar parado sobre el peso de la cocina, ya que no te dará una lectura confiable (en realidad, en el caso de las pesas, incluso podría romperse; en el caso de los acelerómetros, simplemente no te dará una lectura más allá de un cierto punto). Tenemos una amplia gama de acelerómetros en el rango de +/-2g a +/- 24g. 

Interfaz - junto al rango en importancia. Los acelerómetros tendrán una interfaz analógica, modulada en anchura de pulso (PWM - solución bastante rara en la que no pasaremos mucho tiempo), o digital.

Los acelerómetros con una salida analógica producirán un voltaje directamente proporcional a la aceleración detectada. A 0g, la salida analógica normalmente residirá en la mitad del voltaje suministrado (por ejemplo, 1,65V para un sensor de 3,3V). Generalmente esta interfaz es la más fácil de trabajar, ya que los convertidores analógico-digitales (ADC) están implementados en la mayoría de los microcontroladores.

Los acelerómetros digitales suelen tener una interfaz en serie, ya sea SPI o I²C. Dependiendo de su experiencia, estos pueden ser los más difíciles de integrar con su microcontrolador. Sin embargo, suelen estar menos afectados por el ruido y cuentan con otras funciones, lo que los hace más populares que los acelerómetros analógicos.

Uso de la energía - Como con cualquier otro componente, si su proyecto funciona con baterías, ¡necesita ahorrar energía! El consumo de corriente requerido normalmente estará en el rango de los 100s de µA. Algunos sensores también tienen la función de "dormir" para conservar la energía cuando el acelerómetro no es necesario.

Características adicionales - Muchos acelerómetros desarrollados más recientemente pueden tener algunas características ingeniosas, más allá de sólo producir datos de aceleración. Estos nuevos acelerómetros pueden incluir características como rangos de medición seleccionables, control del sueño, detección de 0-g y detección de golpes.

¿Por qué SparkFun?

Los productos SparkFun ofrecen varias ventajas en los acelerómetros. Para nombrar las más importantes.

Fiabilidad

Los productos sin marca a veces difieren del rendimiento prometido en la ficha técnica. Esto se debe a que hay una garantía de calidad limitada en el proceso de producción, las piezas no se verifican a fondo, lo que provoca ligeras variaciones en los productos incluso en la misma línea de producción. Obviamente, el innegable positivo de esto es el menor precio del producto. Sin embargo, en un momento dado podrías empezar a preguntarte - ¿realmente sale más barato, si con cada tercer o cuarto sensor que compré tengo que tirarlo y comprar otro? Porque un eje no funcionará, mi conexión en serie falla de vez en cuando, el rango de lectura es más pequeño de lo que debería ser? Esto puede ocurrir un mes después de la compra, dos mese de la compra, pero todavía te fastidia en la misma manera

A continuación encontrará la lista de los fallos más frecuentes:

• - Uno de los ejes no funciona
• - Un cargador de arranque anticuado
• - No hay lecturas fiables

Además, SparkFun realmente ofrece una garantía si usaste el sensor correctamente y terminó sin funcionar.

SparkFun no presenta ninguno de los problemas anteriores. Gracias a su garantía de calidad, al comprar uno de sus productos te aseguras de que realmente va a funcionar según la descripción del producto. Obviamente, si se usa de acuerdo con las guías.

El apoyo de los materiales

Productos sin marca tienen un apoyo muy limitado - para algunos de ellos trabajamos para proporcionar guías de material básico, pero no siempre hay un apoyo completo de biblioteca, etc. 

La situación muy a menudo termina con un sensor que no puede ser configurado rápidamente.

Los productos de SparkFun vienen con materiales de productos bien definidos y bibliotecas desarrolladas por el propio productor. Además, se obtiene una guía de productos con códigos básicos, vídeo, que permite no preocuparse por los aspectos técnicos, sólo hay que coger la placa y empezar a jugar con él.

Innovación y facilidad de uso

Aquí cubrimos estos dos juntos, ya que la innovación de SparkFun está a menudo relacionada con la facilidad de uso. Un gran ejemplo de ello sería un sistema Qwiic - revolucionario sistema de conexión sin soldadura que permite la creación rápida y sin errores de prototipos. Además, SparkFun ofrece a menudo nuevos productos que tienen especificaciones o características que no se ofrecen en el mercado de los clones.

Esto no sólo hace que tu vida sea mucho más fácil, sino que además, a veces, simplemente no encontrarás entre los clones los productos que necesitas con las especificaciones que necesitas.

Inspiraciónes

En este artículo hemos aprovechado nuestros conocimientos y experiencia, así como la guía de SparkFun que puede encontrar en este enlace.