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MEMS ACELERÓMETROS JOSÉ ÁNGEL PÉREZ MAGNI

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MEMS Los Sistemas microelectromecánicos (SMEM), mejor conocidos como Microelectromechanical Systems o MEMS 2

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

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Algunas de las aplicaciones más comunes son:  Automoción: utilizados en automóviles modernos para

activación de la airbag al sufrir una colisión, presión de neumáticos, ABS….  Electrónica de consumo, tales como controladores de juegos, reproductores multimedia personales, teléfonos móviles, Cámaras Digitales….  También se usa en ordenadores para estacionar el cabezal del disco duro en caso de caída libre, para evitar daños y pérdida de datos.  Impresoras de inyección de tinta, las cuales usan un piezoeléctrico para depositar la tinta en el papel. 4

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TIPOS DE ACELEROMETROS

 Mecánicos  Capacitivos  Piezoeléctricos  Piezoresistivos 6

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Mecánicos  Emplean una masa inerte y resortes elásticos. Los cambios se miden con galgas extensiométricos, incluyendo sistemas de amortiguación que evitan la propia oscilación.

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Capacitivos  Modifican la posición relativa de las placas de un microcondensador cuando está sometido a aceleración.

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Piezoeléctricos  Su funcionamiento se basa en el efecto

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

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Piezoresistivos  Una deformación física del material cambia el valor de las resistencias del puente.

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 WIIMOTE

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

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WII NUNCHUK (Tipo nunchaku)

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(NUNCHAKU)

 LIS3L06AL tiene un tamaño de (5x5x1.5mm) y un consumo extremadamente bajo. Este sensor presenta un rango de detección de ±2G/±6G. Además, proporciona gran inmunidad ante vibraciones, golpes y temperaturas. 16

ADXL330  El sensor es una superficie de polisilicio construida en la cima de una oblea de silicio (litografía).

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ENCAPSULADO

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

donde ‘F’ representa las fuerzas que actúan sobre la masa m y ‘a’ es la aceleración. 19

 2ª Ley de Newton

 Modelo Matemático

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 Función de

transferencia

 Para s=0

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

 Frecuencia natural

 Despejando 21

ADXL330  La deformación de la estructura es medida utilizando un

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

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ADXL330

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ADXL330

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FIN 26