基于复合ＭＥＭＳ传感器的控制器制造技术

基于复合ＭＥＭＳ传感器的控制器指针定位方法及控制器，涉及到无线传感控制技术领域，包括：ＵＳＢ接收器和控制器本体，所述的控制器本体包括有：单片机及与单片机连接的ＭＥＭＳ传感器、ＲＦ电路、ＥＥＰＲＯＭ及按键，其特征是：所述的ＭＥＭＳ传感器为复合ＭＥＭＳ传感器，包括有：加速度传感器和陀螺仪，所述的加速度传感器为三轴的加速度传感器；所述的陀螺仪为一个两轴的陀螺仪或两个相互垂直放置的单轴陀螺仪组合，所述的加速度传感器和陀螺仪通过Ａ／Ｄ转换器与单片机连接，加速度传感器用来测量控制器本体的线性加速，陀螺仪用来测量控制器本体的角速度。解决了单ＭＥＭＳ传感器无法全方位，任意角度控制，使用起来不够灵活，具有很大的局限性的问题，实现３６０度控制，使用流畅舒适，操作更加自由灵活。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到无线传感控制
，特别是涉及到包含有MEMS传感器的 控制器的改进方面。
技术介绍
目前，随着计算机周边设备的迅猛发展，以及人们不断追求的时尚元素，如今单一 的鼠标和演示控制器以不能完全满足人们的工作需要和生活体验。目前的桌面鼠标和无线 鼠标依赖于桌面的限制，或特殊质感物体的表面，才能正常的工作。也有一些轨迹球鼠标， 但使用的时候要拨动轨迹球，指针移动不够灵活。MEMS传感器的发展和成熟，为控制器领域 注入了新的活力，出现了一些传感器鼠标，使鼠标终于“飞”了起来。但这类鼠标或控制器 是单加速度传感器或陀螺仪制作的，使用效果不令人满意，指针移动速度比较慢，操作不够 灵活，没有被消费者接受和市场认可。在办公用户中存在着有一类特殊群体，如教师、演讲人员、培训人员、职业经理等， 他们往往都会随身配备着笔记本电脑，到达会议现场后将电脑连接到投影仪上，打开自己 精心准备好的PowerPoint文档。当演讲开始后，需要点击鼠标或者键盘进行PowerPoint 的翻页操作，同时还要滔滔不绝地进行讲解。演示控制器是必备的专业工具，但要操作演示 控制器，有时又要控制计算机鼠标，确实是一件麻烦的事情。对于数量庞大的计算机用户来说，还没有一种多功能控制器，能实现鼠标的功能， 又能实现演示控制器，还能玩游戏的的控制器。一机多用，将是未来的发展方向，也将为我 们的工作和生活带来巨大便利。
技术实现思路
综上所述，本技术的目是主要是针对传统鼠标使用介面要求高，传感器鼠标 指针移动速度比较慢，操作不够灵活的问题，而提出基于复合MEMS传感器的控制器。解决提出的问题采用的技术方案是基于复合MEMS传感器的控制器，包括USB接 收器和控制器本体，所述的控制器本体包括有单片机及与单片机连接的MEMS传感器、RF 电路、EEPROM及按键，其特征是所述的MEMS传感器为复合MEMS传感器，包括有加速度传 感器和陀螺仪，所述的加速度传感器为三轴的加速度传感器；所述的陀螺仪为一个两轴的 陀螺仪或两个相互垂直放置的单轴陀螺仪组合，所述的加速度传感器和陀螺仪通过A/D转 换器与单片机连接，加速度传感器用来测量控制器本体的线性加速，陀螺仪用来测量控制 器本体的角速度。对该装置进一步改进的技术方案包括有所述的加速度传感器采用的是型号为FreeSCale MMA7361L。所述的陀螺仪采用的是两个型号为EPS0N XV-3500CB的单轴陀螺仪，其中一个水平放置，另一个竖直放置。所述的控制器本体的单片机为NEC 16位单片机，型号为UPD78F1146。3 所述EEPROM型号为93C46，负责存储MEMS传感器的初始化数据和RF电路中的RF 芯片的无线通信的地址。所述的USB接收器采用nRF24LUl单芯片射频芯片。所述的RF电路的RF芯片采用24L01射频芯片，负责将单片机的控制信号和数据 发送至USB接收器。所述的按键包括左键、右键、上键、中键、下键、功能快捷键及激光发射键，左键代 替传统鼠标的左功能键，右键代替传统鼠标右功能键，上键和下键代替传统鼠标的滚轮，中 键代替传统鼠标的中功能键，控制器上还设有激光发射部件，激光发射键连接控制激光发 射部件的开与关。所述的控制器本体和USB接收器为自动对码方式。本技术的有益效果为三轴的加速度传感器与两轴的陀螺仪或两个相互垂 直放置的单轴陀螺仪组合的复合MEMS复合传感器与传统的只有单MEMS传感器相比，有了 本质的提升，解决了单MEMS传感器无法全方位，任意角度控制，使用起来不够灵活，具有 很大的局限性的问题，实现360度控制，使用流畅舒适，操作更加自由灵活。USB接收器采 用nRF24LUl单芯片射频芯片，集MCU、USB、RF为一体，大大简化了电路，并缩小了接收器 的体积。EEPROM选用93C46，用于存储MEMS传感器的初始化数据和RF芯片的无线通信的 地址。实现自动对码，无需人工对码，可以省去对码按键。加速度传感器采用Freescale MMA7361L。该微型电容式加速传感器融合了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术。陀 螺仪采用EPS0NXV-3500CB，基于EPSON独特的QMEMS技术，与市场上常见的基于硅技术的陀 螺仪传感器不同，是采用石英晶体进行设计，SMD5. 0*3. 2mm小体积封装，所以，在稳定性，温 漂方面都有优势。结合激光发射器和键盘功能快捷键的功能，可为用户在使用Word/Excel/ Powerpoint/HTML等多种多媒体教学和演讲时提供更大的灵活、便捷性，在充分展现演讲者 个人风采的同时，还可让您的演讲授课更加形象生动。附图说明图1本技术的USB接收器部分的电路原理图；图2本技术的电路控制器本体电路原理图；图3本技术的结构方框图；图4本技术USB接收器部分的原理示意图；图5本技术控制器本体部分的结构示意图；图6本技术所采用的加速度传感器内部结构示意图图7加速度传感器原理示意图；图8本技术的控制器本体上的按键结构方框图；图9本技术的控制器本体工作流程图；图10本技术的控制器本体充电示意图；图11本技术实现自动对码软件流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术的具体结构作进一步地说明参照图3中所示，本技术主要包括两部分USB接收器和控制器本体。使用时， 将USB接收器插入计算机USB接口，与控制器本体间建立无线通线连接，其通讯采用2. 4G Hz频率，10米可操作范围，可360度接收，无方向性。参照图1、图4中所示，USB接收器采用nRF24LUl单芯片射频芯片，集MCU、USB、 2. 4G无线收发于一体，大大简化了电路，可收纳于控制器本体内，方便携带，不易遗失。参照图2、图5、图6、图7、图8中所示，控制器本体包括有单片机、MEMS传感器、RF 电路、EEPR0M、按键及激光发射器。单片机选用NEC高性能16为单片机，型号为UPD78F1146， 负责数据的采集和控制处理，其ROM为256KB，RAM为12KB。MEMS传感器是由一个三轴的加 速度传感器和两个单轴的陀螺仪组成的。加速度传感器用来测量物体的线性加速度，本实施例中加速度传感器采用 Freescale MMA7361L。该微型电容式加速传感器融合了信号调理、单极低通滤波器和温度 补偿技术，测量范围是正负1. 5g 6g，Ig = 9. 8m/s。加速度传感器上有两个测量范围的 档位选择。一个低加速度档位的加速度量程为1. 5g，灵敏度为800mv/g ；另一个高加速度档 位的加速度量程为6g，灵敏度为206mv/g。在正常(非睡眠)情况下，3. OV供电，输出x、y、 ζ的模拟电压。原理本质是两片弹性间距的平板电容，改变间距即改变电容，因而改变输出 电压。加速度与电容平板上的电荷变化有关。或者说，加速度与输出电压的变化情况有关， 而与输出电压的出示位置状态无关(与平板电容的初始电容量无关)。所以加速度的测量 一定要用实时的输出电压与传感器位置固定后初始输出电压相减，才能得到正确的最终结^ O陀螺仪又名角速度传感器，用来测量物体的角速度。本实施例中采用EPSON XV-3500CB的陀螺仪，基于EPSO本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于复合ＭＥＭＳ传感器的控制器，包括：ＵＳＢ接收器和控制器本体，所述的控制器本体包括有：单片机及与单片机连接的ＭＥＭＳ传感器、ＲＦ电路、ＥＥＰＲＯＭ及按键，其特征是：所述的ＭＥＭＳ传感器为复合ＭＥＭＳ传感器，包括有：用来测量控制器本体线性加速的加速度传感器和用来测量控制器本体角速度的陀螺仪，所述的加速度传感器为三轴的加速度传感器；所述的陀螺仪为一个两轴的陀螺仪或两个相互垂直放置的单轴陀螺仪组合，所述的加速度传感器和陀螺仪通过Ａ／Ｄ转换器与单片机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何智峰，袁璐，林欣荣，
申请(专利权)人：金领导科技深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]