高精度双轴倾角传感器在风板控制系统中的应用

双轴倾角传感器风板控制系统 2016-09-18

现代电子技术已经广泛应用到体育领域，称为科技体育，目前传感器也很广泛的应用在体育领域，比如此次的风板控制中用到直川科技高精度双轴倾角传感器，。

2016年是体育投资大年，体育总局公布的权威数字显示，2014年我国体育产业总规模达到13574亿元，若达到2020年提出的3万亿总规模的目标，年增长率需达到20%左右。据历史数据，我国体育产业2006至2012年增长率已达16.1%，要达成3万亿目标，提速势在必行。科技体育在体育产业规模中占有重要的一席之地。

风板控制系统采用高精度双轴倾角传感器ZCT系列倾角实时检测帆板偏转角度,并由单片机采集处理。数据经进行A/D转换后,为减少误差采用数字平均滤波算法处理数据。系统通过自适应PID控制算法调节PWM信号,控制两台轴流风机的转速,实现精确、平稳控制风板翻转到设定角度。

系统总体原理图如上

当用手控制帆板时，显示屏能够实时显示帆板的转角，可显示范围为0°~90°；当通过操作键盘给单片机传送加速指令，风扇速度由零逐渐增大到最大风速，帆板与竖直面的偏转角度相应的由0°增大到60°，显示屏也实时显示倾角度数；当需要帆板偏转到某个固定角度时，通过键盘输入角度值，单片机通过分析控制风扇转速，使帆板的偏转角度逐渐达到设定值，并实时对帆板角度进行修正，当帆板转动接近预定的角度（±3°）时会发出声光提示。

角度测量原理

当传感器转动时，重力（垂直）和传感器转轴之间的夹角就是倾斜角，在此过程中，由倾角传感器结合PWM波进行分段控制，即分别根据距离和角度进行脉宽调整。在进行角度调整时根据角度进行控制，角度越小，控制脉宽越小，直到检测角度在±1°范围内，认为其处于平衡状态。用以下转换公式，模拟输出量能转换成角度。