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MEMSMEMSACELERÓMETROSACELERÓMETROS

JOSÉ ÁNGEL PÉREZ MAGNIJOSÉ ÁNGEL PÉREZ MAGNI

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MEMSMEMS

Los Los Sistemas Sistemas microelectromecánicosmicroelectromecánicos (SMEM), mejor conocidos (SMEM), mejor conocidos

como como Microelectromechanical Microelectromechanical

SystemsSystems o o MEMSMEMS

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MEMSMEMS

Por lo general, los MEMS tienen Por lo general, los MEMS tienen comúnmente dimensiones que van desde comúnmente dimensiones que van desde el micrómetro hasta el milímetro .el micrómetro hasta el milímetro .

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Algunas de las aplicaciones más Algunas de las aplicaciones más comunes son:comunes son:

Automoción: utilizados en automóviles modernos para Automoción: utilizados en automóviles modernos para activación de la airbag al sufrir una colisión, presión de activación de la airbag al sufrir una colisión, presión de neumáticos, ABS…. neumáticos, ABS….

Electrónica de consumo, tales como controladores de Electrónica de consumo, tales como controladores de juegos, reproductores multimedia personales, teléfonos juegos, reproductores multimedia personales, teléfonos móviles, Cámaras Digitales….móviles, Cámaras Digitales….

También se usa en ordenadores para estacionar el También se usa en ordenadores para estacionar el cabezal del disco duro en caso de caída libre, para cabezal del disco duro en caso de caída libre, para evitar daños y pérdida de datos. evitar daños y pérdida de datos.

Impresoras de inyección de tinta, las cuales usan un Impresoras de inyección de tinta, las cuales usan un piezoeléctrico para depositar la tinta en el papel.piezoeléctrico para depositar la tinta en el papel.

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TIPOS DE ACELEROMETROSTIPOS DE ACELEROMETROS

MecánicosMecánicos CapacitivosCapacitivos PiezoeléctricosPiezoeléctricos PiezoresistivosPiezoresistivos

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MecánicosMecánicos Emplean una masa inerte y resortes elásticos. Emplean una masa inerte y resortes elásticos.

Los cambios se miden con galgas Los cambios se miden con galgas extensiométricos, incluyendo sistemas de extensiométricos, incluyendo sistemas de amortiguación que evitan la propia oscilación. amortiguación que evitan la propia oscilación.

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CapacitivosCapacitivos Modifican la posición relativa de las placas de Modifican la posición relativa de las placas de

un microcondensador cuando está sometido a un microcondensador cuando está sometido a aceleración.aceleración.

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PiezoeléctricosPiezoeléctricos Su funcionamiento se basa en el efecto Su funcionamiento se basa en el efecto

piezoeléctrico. Una deformación física del piezoeléctrico. Una deformación física del material causa un cambio en la estructura material causa un cambio en la estructura cristalina y así cambian las características cristalina y así cambian las características eléctricas. eléctricas.

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PiezoresistivosPiezoresistivos Una deformación física del material

cambia el valor de las resistencias del puente.

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WIIMOTEWIIMOTE

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El chip MEMS de Analog El chip MEMS de Analog Devices para el Wiimote Devices para el Wiimote es exactamente el es exactamente el modelo ADXL330, su modelo ADXL330, su tamaño es (4x4x1,45 tamaño es (4x4x1,45 mm) y bajo consumo. Su mm) y bajo consumo. Su rango de detección es de rango de detección es de ±3,6 G y tiene una ±3,6 G y tiene una sensibilidad de 300 mV/g. sensibilidad de 300 mV/g.

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WII NUNCHUK (Tipo nunchaku)WII NUNCHUK (Tipo nunchaku)

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(NUNCHAKU)(NUNCHAKU)

LIS3L06AL tiene un LIS3L06AL tiene un tamaño de (5x5x1.5mm) tamaño de (5x5x1.5mm) y un consumo y un consumo extremadamente bajo. extremadamente bajo. Este sensor presenta un Este sensor presenta un rango de detección de rango de detección de ±2G/±6G. Además, ±2G/±6G. Además, proporciona gran proporciona gran inmunidad ante inmunidad ante vibraciones, golpes y vibraciones, golpes y temperaturas. temperaturas.

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ADXL330ADXL330 El sensor es una superficie de polisilicio construida en la El sensor es una superficie de polisilicio construida en la

cima de una oblea de silicio (litografía). cima de una oblea de silicio (litografía).

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ENCAPSULADOENCAPSULADO

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ACELERÓMETROACELERÓMETRO

Se denomina acelerómetro a un instrumento Se denomina acelerómetro a un instrumento destinado a medir aceleraciones. Se destinado a medir aceleraciones. Se construye uniendo una Masa construye uniendo una Masa mm a un a un dinamómetro cuyo eje está en la misma dinamómetro cuyo eje está en la misma dirección que la aceleración. Por la Ley dirección que la aceleración. Por la Ley Fundamental de la Dinámica o Segunda ley Fundamental de la Dinámica o Segunda ley de Newton, se sabe quede Newton, se sabe que

donde ‘F’ representa las fuerzas que actúan donde ‘F’ representa las fuerzas que actúan sobre la masa sobre la masa mm y ‘a’ es la aceleración. y ‘a’ es la aceleración.

2020

2ª Ley de Newton2ª Ley de Newton

Modelo MatemáticoModelo Matemático

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Función de transferencia

Para s=0

Frecuencia natural

Donde m es dato y k viene dada por la deformación de una viga.

Despejando

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ADXL330ADXL330 La deformación de la estructura es medida utilizando un La deformación de la estructura es medida utilizando un

condensador diferencial que consiste en placas fijas condensador diferencial que consiste en placas fijas independientes y placas adjuntas a la masa sísmica en independientes y placas adjuntas a la masa sísmica en movimiento. La aceleración desvía el movimiento de las movimiento. La aceleración desvía el movimiento de las masas y los desequilibrios modifican el condensador masas y los desequilibrios modifican el condensador diferencial resultante, cuya amplitud es proporcional a la diferencial resultante, cuya amplitud es proporcional a la aceleración.aceleración.

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ADXL330ADXL330

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ADXL330ADXL330

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FINFIN