本项目是一块 MEMS 加速度计采集 PCB,采用 ESP32 或 STM32 作为主控,控制 ADXL357 三轴加速度计完成加速度测量并实现无线传输,同时预留一路摩擦电信号的采集接口。
ADXL357 属于低噪声、低漂移的数字输出 MEMS 加速度计,适合需要长期稳定读数的振动与倾角测量场景。硬件设计上要保证器件安装面的平整与刚性,避免 PCB 弯曲引入额外应力;电源部分要为传感器提供干净的模拟电源并做好去耦。
摩擦电信号接口的技术要求比较特殊:测量电压大致在 1-3V,电流在微安级别,且要求在不提供外部电压的情况下也能测到数值。这意味着该通道必须是高输入阻抗、极低偏置电流的采集路径,前端不能加会汲取电流的负载,同时需要良好的屏蔽与 guarding 布线,防止漏电流和环境噪声淹没微弱信号。
接口不需要做得很大,但要预留清楚的信号、地和屏蔽接点,方便客户接入自己的传感器。无线传输部分由 ESP32 的 Wi-Fi 或 STM32 配合无线模块实现,需要设计好采样率、数据帧和重传机制。
项目硬件工作通常包括原理图设计、PCB 布局布线、样机制作与焊接、传感器驱动调试、无线链路验证和采集精度测试。交付内容包括原理图、PCB、BOM、固件源码与测试资料,并可按需求增加其他传感器接口。
采样率与噪声带宽是 MEMS 加速度计方案设计中需要一起考虑的指标。提高输出数据率可以捕捉更高频的振动,但噪声也会随之上升;降低带宽则适合慢变的倾角测量。我们会根据实际测量对象是振动还是姿态来配置滤波器与采样率,并在测试中验证。
无线传输部分,若采用 ESP32 可直接利用其 Wi-Fi 能力把数据送到局域网内的上位机或云平台;若采用 STM32 则需外接无线模块。两种方案各有取舍:前者集成度高、开发快,后者在实时性与功耗控制上更灵活,我们会按项目需求给出建议。
关于微弱信号接口的预留,我们建议即使当前只测一路,也在 PCB 上预留同类接口的走线与屏蔽位置。后期增加通道时只需焊接器件,不必重新改板,这对研发阶段的迭代非常有帮助。