Ein Beschleunigungssensor, auch Accelerometer genannt, ist ein Bauteil zum Bestimmen der aktuellen Beschleunigung(in ) auf den Sensor in 1, 2 oder 3 Dimensionen. Genutzt werden solche Sensoren zur Vibrationsmessung(Seismograph), Stabilisierung(z.B Fluggeräte wie Quadrokopter, aber auch Helikopter oder Roboter), aktive Federungssysteme, Schutz vor Head-Chrashes bei HDDs(Lenovo Active Protection) oder aber auch für Spielekonsolen wie Nintendos Wii.

Frühe Accelerometer hatten sensitive Achsen, also Achsen mit einer Masse, die die Bewegung wahrnehmen. Im Zuge der Miniaturisierung und der Modernisierung basieren moderne Accelerometer auf MEMS-Technik oder Piezoelektrischen-Elementen. Da der hier im Projekt verwendete Sensor selbst auf der MEMS-Technik basiert, werde ich hier nicht mehr näher auf die Piezo-Sensoren eingehen.

MEMS(Mikro-Elektro-Mechanische Systeme) basieren auf sehr kleinen Silicium Stäben, die mit einer Kontrolelektrode zusammen eine Kapazität bilden. Diese ändert sich bei einer Bewegung. MEMS nutzen eben diese Kapazitätsänderung um die Beschleunigung zu bestimmen. Ein im Sensor integrierter Controller misst die Kapazitätsänderung und gibt sie als analoge Spannung oder auf einer digitalen Schnittstelle aus. Dies ist notwendig, da die Kapazität innerhalb des Sensors nur ca 1pF beträgt und deswegen die Messung sehr kurze Leitungen erfordert, um Störeffekte zu minimieren.

Der Sensor, den wir verwenden wollen, ist simpel gestrickt. Er ist auf einer Platine mit Verpolungsschutz, Spannungsregler und Analogverstärker. Das heißt für uns, wir müssen die Betriebsspannung nicht selbst regeln sondern nur eine Spannung zwischen 6V und 24V anlegen. Und fast genauso einfach ist das Auslesen der Daten. An den Ausgängen X, Y, Z liegen in Ruhelage ca. 1,6V an, bei einer Beschleunigung wird die Spannung, je nach Richtung, um 0,3V/g abgesenkt bzw vergrößert. Diese Spannung können wir mit einem Mikrocontroller mit Analog-Digital-Converter auslesen und per RS-232 an den Computer senden.

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