Miniaturowy czujnik MEMS oznaczony symbolem FC30 należy do nowej kategorii układów, określanych mianem „czujników funkcjonalnych”. Rozpoznaje on i sygnalizuje na 3-bitowym wyjściu cyfrowym (jest to wyjście kombinacyjne, zgodnie z rys. 1) 6 kierunków, umożliwia wykrywanie także pozycji pośrednich pomiędzy „sąsiadującymi” kierunkami.

Rys. 1. Stany wyjściowe czujnika FC30 w zależności od jego orientacji względem podłoża

Rys. 2. Czujnik FC30 wykrywa puknięcia i uderzenia, sygnalizuje je chwilową zmianą stanu na wybranym wyjściu

Inną funkcją realizowaną przez czujnik FC30 jest wykrywanie puknięć i uderzeń (rys. 2), które są sygnalizowane za pomocą impulsowych zmian stanów sygnałów na wyjściach: PC ( Portrait ) lub LC ( Landscape ), w zależności od kierunku uderzenia.

Funkcję tę można wykorzystać na przykład do sterowania pracą urządzenia – włączania za pomocą dwukrotnego piknięcia w określonym kierunku lub detekcji manipulowania przez osoby nieupoważnione przy zabezpieczanym samochodzie lub motocyklu. Na rys. 3 pokazano orientację układu FC30 względem podłoża.

Rys. 3. Kierunki referencyjne czujnika FC30

Rys. 4. Schemat elektryczny prostego wskaźnika położenia

Na rys. 4 pokazano schemat elektryczny wskaźnika położenia, który wyposażono w 3-diodowy wskaźnik LED (D1…D3) oraz złącze szpilkowe Con1, dzięki któremu wskaźnik można dołączyć do systemu alarmowego lub dowolnego układu detekcji. Urządzenie powinno być zasilane stabilizowanym napięciem 3,3 VDC, bez LED pobiera ok. 0,55 mA.

Rys. 5. W nocie katalogowej układu FC30 jest błąd: w rzeczywistości gdy PD=1 układ pracuje, gdy PD=0 – przechodzi w stan stand-by

Na schemacie pokazanym na rys. 4 jedna rzecz może budzić wątpliwości uważnych Czytelników: wejście PD ( Power Down ) dołączono na stałe do +3,3 V, co zgodnie z notą katalogową (rys. 5) powinno przełączyć układ FC30 w stan stand-by. Podczas prób okazało się jednak, że w nocie katalogowej jest błąd – czujnik podczas normalnej pracy musi mieć na wejściu PD stan 1, jest wyłączany gdy PD przyjmuje stan 0. Diagnozę potwierdził (niezwykle sprawny!) support techniczny firmy STMicroelectronics.
Sposób kodowania kierunków na wyjściach układu FC30 – jakkolwiek logiczny – można przekodować do bardziej czytelnych formatów, na przykład przez wykorzystanie układów PLD GAL lub CPLD).

Rys. 6. Schemat montażowy płytki drukowanej

Urządzenie prototypowe zmontowano na płytce, której schemat montażowy pokazano na rys. 6.

Rys. 7. Widok mozaiki ścieżek (strona elementów)

Rys. 8. Widok mozaiki ścieżek (spód płytki)

Wykaz elementów