3축 가속도 센서 myAccel7260EB의 성능을 myCortex-LM8962 보드에 연결하여 테스트할 수 있도록 펌웨어의 바이너리와 PC측 모니터 프로그램 실행 파일을 공개합니다.


myCortex-LM8962의 AD0, AD1, AD2에 각각 X축, Y축, Z축을 연결하면 해당 펌웨어로 가속도 센서 동작을 테스트할 수 있습니다. 펌웨어는 위드로봇에서 제작한 Stellaris-JTAG 또는 LM3S8962 디바이스를 지원하는 장비를 이용하여 플래쉬로 구울 수 있습니다.

• PC 모니터 프로그램:  (3.9MB)

PC쪽 프로그램은 python으로 제작되었으며 py2exe를 통해 실행 파일 형태로 변경하였습니다. 압축을 풀고, 별도의 설치과정 없이 AccMeter_MyMotion_Filtered.exe를 실행시키면 위에 공개한 firmware와 맞물려 동작합니다. 해당 포트를 선택하고 [Open] 버튼을 클릭하면 각 축의 출력값이 화면에 표시됩니다. 공개한 firmware에는 cutoff frequency가 6Hz인 매우 passband가 좁은 low-pass filter가 구현되어 있습니다. 필요에 따라 IIR 디지털 필터를 거친 결과 또는 센서 자체 출력값을 확인해 보실 수 있습니다.

추후, 좀 더 다양한 기능을 보강한 모니터 프로그램을 공개하도록 하겠습니다.

3축 가속도 센서 평가보드 myAccel7260EB의 동작을 테스트하기 위한 테스트 보드와 PC와 연결하여 그래프로 출력하게한 모니터 프로그램입니다.

3축가속도 센서 출력값은 myCortex-LM8962 보드와 연결되어 ADC를 통해 디지털 값으로 변환되고, 그 결과는 USB를 통해 PC로 전달됩니다. 전달된 결과는 화면에 그래프로 출력되어 각 축의 변화상태를 손쉽게 확인할 수 있습니다. 보드를 기울이면 중력 가속도의 변화가 그래프에 반영되는 것을 확인할 수 있습니다. 또한 상하, 좌우, 위아래로 흔들었을 경우 각각의 가속도가 해당 축에 출력되는 것도 확인할 수 있습니다.

측정 범위 설정용 점퍼 사용 방법

myAccel7260EB를 그림처럼 위치시켰을 때 보드의 하단에 위치한 핀과 핀 사이의 간격이 2mm인 세 개의 점퍼는 왼쪽에서부터 각각 J1, J2, J3입니다. 이 중 J1과 J2가 측정 범위를 사용자가 직접 설정할 때 사용하는 점퍼입니다. 보드에서 점퍼로 측정 범위를 설정하지 않고 GSEL1, GSEL2 신호선을 이용해 측정 범위를 결정하고 싶다면, 두 개의 점퍼를 모두 아래쪽에 연결하면 됩니다.

그림 3 myAccel7260EB의 점퍼 위치. 좌측부터 J1, J2, J3

그림 4 공장 출하 시 점퍼 설정 상태. 측정 범위는 6g

그림 5 GSEL1, GSEL2 신호선으로 측정 범위 결정

좌표축

my7260EB에서 측정하는 가속도의 좌표계는 아래 그림과 같습니다. 보드의 위쪽이 +X, 아래쪽이 -X, 우측이 +Y, 좌측이 -Y입니다. 보드의 아래 방향은 +Z 이며, 위쪽 방향이 -Z축에 해당합니다.

그림 6 myAccel7260EB 좌표축

슬립 모드 진입 방법

가속도를 측정하지 않을 때는 myAccel7260EB를 슬립 상태로 바꾸면 소비 전력을 줄일 수 있습니다. 슬립 상태로 전환하는 방법은 점퍼 셋팅을 바꾸어 주거나, 외부에서 SLEEP 핀에 LOW 신호를 인가하는 방법 두 가지가 있습니다.

• J3 점퍼로 설정하는 방법
  • J3의 공장 출하 시 초기 상태는 상단에 점퍼가 연결되어 있으며, 이는 "정상 동작 상태"를 의미합니다.

그림 7 J3의 초기 설정 상태. 정상 동작 상태를 의미

• 슬립 모드로 상태를 바꾸기 위해서는 이 점퍼를 하단에 연결하면 됩니다. 단, 이 때 SLEEP 핀(21번)에는 어떠한 신호선도 연결이 안 되어 있거나, LOW 신호가 연결되어 있는 상태이어야 합니다.

그림 8 슬립 모드로 점퍼 셋팅

• SLEEP 핀으로 슬립 모드/정상 모드를 전환하는 방법
  • 21번 SLEEP 핀에 신호를 인가하여 슬립 모드 또는 정상 모드로 myAccel7260EB를 설정할 수 있습니다. 우선 점퍼는 아래 그림처럼 하단에 연결합니다. 그 후, 21번에 H 신호(3.3V)를 인가하면 정상 모드가 되며, L 신호(0V)를 연결하면 슬립 모드로 상태가 전환됩니다. 마이크로프로세서의 GPIO와 연결하여 포트의 출력 상태를 바꾸면 정상 모드와 슬립 모드 사이를 소프트웨어로 전환할 수 있습니다.

그림 9 21번 SLEEP 핀으로 동작 상태를 결정하기 위한 점퍼 설정

외형 치수

그림 2 myAccel7260EB 외형 수치

myAccel7260EB는 외관상 24핀의 narrow DIP 패키지 외형을 가지고 있습니다. 핀과 핀 사이는 100mil 간격으로 기존의 24핀 IC 커넥터를 사용하여 다른 장치와 손쉽게 연결할 수 있으며, 필요에 따라서는 브레드 보드에 연결하여 실험도 가능합니다. 외부로 연결하기 위해 배치되어 있는 핀은 총 12개이며, 이 중 인터페이스에 사용하는 신호 및 전원선은 8개입니다. 보드의 하단에 있는 4개의 핀은 my7260EB 보드를 안정적으로 다른 장치에 고정하기 위한 수단으로 사용되며, 신호는 연결되어 있지 않습니다.

핀 설명

• GSEL1, GSEL2

가속도의 측정 범위를 1.5g/2g/4g/6g 중 선택하는 용도로 사용하는 핀입니다. myAccel7260EB는 보드에 장착되어 있는 점퍼를 이용해서 측정 범위를 지정할 수도 있고, 외부에서 별도의 GPIO(general purposed input/output) 포트를 통해 측정 범위를 소프트웨어 상에서 설정할 수도 있습니다. 측정 범위를 좁히면 해상도가 높아지고, 해상도를 떨어뜨리면 측정 범위를 넓힐 수 있습니다. 응용 분야에 맞게 사용자가 적절한 측정 범위를 선택하시면 최적의 결과를 얻을 수 있습니다. 자세한 설명은 다음 절의 [점퍼 설정 방법]을 참고하시기 바랍니다.

• SLEEP

myAccel7260EB를 사용하지 않을 때 소비 전류를 줄이기 위한 기능으로, 슬립 상태로 동작 상태가 바뀌게 되면 소비 전류는 500uA 수준으로 떨어지게 됩니다. 이 기능 역시 점퍼를 통해 외부에서 결정할 수도 있으며, 별도의 GPIO(general purposed input/output) 포트를 통해 측정 범위를 소프트웨어 상에서 설정할 수도 있습니다. 로 신호(0V)가 인가되면 슬립 상태로 동작 상태가 전환되며, 하이 신호(3.3V)가 인가되면 정상 상태로 동작 상태가 전환됩니다. 점퍼 설정 및 외부에서 인가하는 신호간의 자세한 설명은 다음 절에 나와 있는 [슬립 상태 진입 방법] 부분을 참조하시기 바랍니다.

제품 특징

myAccel7260EB는 X, Y, Z 방향의 3축 가속도를 측정하는 가속도 센서와 이를 동작시키기 위해 필요한 주변 회로를 PCB에 장착하여 다른 회로나 마이크로프로세서에 손쉽게 연결할 수 있도록 제작한 소형 가속도 센서 보드입니다. 추가 부품 없이 바로 전원만 인가하면 동작하도록 제작되어 있으며, QFN(Quard Flat Non-leaded package) 외형으로 인해 실험에 불편함을 해결하기 위해 일반적으로 많이 사용하는 브레드 보드에 장착이 가능한 100mil(2.54mm) 간격의 8핀 인터페이스로 변경하였습니다. 외형은 24핀 TTL 로직 디바이스와 동일하므로, 기존에 사용하던 IC 소켓을 이용하여 연결 가능합니다. 이전에는 센서 패키지 형태 때문에 손쉽게 테스트하지 못하고 PCB를 제작해야만 했던 불편함을 느꼈던 개발자들에게는 myAccel7260EB이 해결책이 될 것입니다.

기능상의 특징

• 한 개의 센서 보드에서 3축 측정
• 1.5g/2g/4g/6g 중에서 사용자가 임의로 선택하여 측정 가능
• 동작 시 500uA의 저전력 설계
• 로-패스 필터(low pass filter)의 적용으로 바로 A/D 변환기에 연결 후 측정 가능
• 전체 크기의 소형화

응용분야

• 가속도 센서 측정이 필요한 전 분야
• 로봇의 움직임, 기울어짐 측정
• 이동 로봇의 네비게이션용 센서
• 충격, 낙하 감지