JP7435419B2 - 感震センサ - Google Patents
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Description
マイクロコントローラと加速度センサとを備えた感震センサであって、
前記加速度センサは、
測定される加速度が所定の条件を満たしたことを前記マイクロコントローラに通知する割り込み信号を出力する割り込み信号出力部と、
電源から該加速度センサに供給される電圧の所定の変動を検知して、該加速度センサを初期化する初期化回路と、
を有し、
前記割り込み信号は、該加速度センサが初期化された初期化状態と、振動を待機する振動待機状態とで論理レベルが逆となり、かつ、測定される加速度が前記所定の条件を満たした場合に論理レベルが該初期化状態と同一となることを特徴とする。
ここで、測定される加速度が満たす所定の条件とは、例えば、加速度が所定の閾値を超えるという条件が挙げられるが、地震による振動を検知するための加速度に対する条件であればこれに限られない。
また、割り込み信号の論理レベルは、初期化状態でLow、振動待機状態でHigh、測定される加速度が所定の条件を満たした場合にLowとしてもよいし、初期化状態でHigh、振動待機状態でLow、測定される加速度が所定の条件を満たした場合にHighとしてもよい。
前記マイクロコントローラが前記加速度センサのレジスタの所定アドレスを所定の値に設定することにより、該加速度センサは前記初期化状態から前記振動待機状態に遷移し、
前記加速度センサが前記振動待機状態にある場合に、前記マイクロコントローラが、前記割り込み信号の論理レベルの変化を検知したときは、前記マイクロコントローラは、前記加速度センサの前記レジスタの前記所定アドレスの値を確認するようにしてもよい。
外部装置に対する外部割り込み信号を出力する外部割り込み信号出力部を備え、
前記マイクロコントローラは、前記加速度センサから出力される前記割り込み信号の論理レベルが前記初期化状態と同一の論理レベルに変化するのに応じて、前記外部割り込み信号の論理レベルをアクティブに設定するようにしてもよい。
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
本発明は、図1に示すように、加速度センサ2とMCU3と、電源電圧VCCを電圧VCCに変換して加速度センサ2及びMCU3に供給する電圧レギュレータ4とを備え、加速度センサ2によって測定された加速度に基づいて地震の規模の指標値の算出等を行う感震センサ1である。
り、加速度センサ2のレジスタ221が初期化されてしまうと、加速度センサ2は電源ON時に初期化された状態と同じようにINT信号の論理レベルはLowになってしまう。しかし、正論理に従って論理レベルが変化するINT信号では、測定モードの終了(T13)により、既に論理レベルがインアクティブを示すLowになっている。このため、INT信号が入力されるMCU3では、初期化回路24が誤作動してもINT信号は変化しないので、初期化回路24の誤作動により加速度センサ2が初期化されていることを認識できないという不具合が生じる。また、感震センサ1に接続された外部装置が、INT信号に対応する論理レベルのINT2信号が出力される信号線15を通じて加速度センサ2の状態を認識し、信号線13によって接続された外部装置が感震センサ1から指標値等を読み出す等の通信を行う場合にも支障が生じる。
以下では、本発明の実施例に係る感震センサについて、図面を用いて、より詳細に説明する。
加速度センサ2は、デジタル出力タイプの3軸加速度センサである。加速度センサ2は、主として、加速度測定部21と、制御部22と、割り込み信号出力部23、初期化回路24を有する。電圧レギュレータ4に接続された制御部22及び初期化回路24には、電圧VDDが供給される。
具体的には、MCU3は、他装置(他のMCU等)から入力される指示に従って、加速度センサ設定部31、指標値算出部32、割り込み信号出力部33、記憶部34等として
機能する。MCU3は、信号線13によって他装置と接続され、I2C通信方式によりデータの送受信を行う。また、MCU3は、信号線14及び信号線15によって他装置と接続され、他装置に対して、それぞれINT1信号及びINT2信号を出力する。ここでは、割り込み信号出力部33が本発明の外部割り込み信号出力部に相当し、INT2信号が本発明の外部割り込み信号に相当する。
設定されることにより、加速度センサ2は、初期化状態から振動を待機する振動待機状態となる。
加速度センサ2の割り込み信号出力部23から出力されるINT信号としては、電源ON時には論理レベルLowである信号が出力されるが、ステップS201においてレジスタ221が設定されることにより論理レベルはHighに変更され(ステップS202)。
図6は、加速度センサ2に作用する振動と、加速度センサ2の状態と、加速度センサ2からMCU3に出力されるINT信号を時系列で示している。図6に示すように、電源ON時(T10)の時点では加速度センサ2のレジスタ221は初期化された状態であり、INT信号としては論理レベルLowが出力される。そして、加速度センサ2のレジスタ221が設定(T11)されることにより、加速度センサ2は振動待機状態となり、INT信号の論理レベルはHighとなる。
そして、加速度センサ2の制御部22によって、測定された加速度が所定の閾値を超える(起動条件)と判断された場合、又は、電源電圧の変動により初期化回路24が作動して初期化された場合には割り込み信号出力部23は論理レベルをLowに変更したINT信号を出力する(ステップS204,S205)。ここでは、測定された加速度が所定の閾値を超えること(起動条件)が、本発明の測定される加速度が満たすべき所定の条件に相当する。
所定の閾値を超える加速度が測定されず、かつ、初期化回路24による初期化も行われない場合には、加速度センサ2は、ステップS203に戻り、加速度の測定を継続する。
図6では、T12のタイミングで、所定の閾値を超える振動が測定されINT信号の論理レベルはLowに変更される。すなわち、加速度が所定の閾値を超えたことをMCU3に通知する割り込み信号としてのINT信号は、振動待機状態において論理レベルがインアクティブでHighとなり、所定の閾値を超える加速度が測定された感震状態において論理レベルがアクティブでLowとなる。このように、加速度が所定の閾値を超えたことをMCU3に通知する割り込み信号としてのINT信号の論理レベルは、振動待機状態及び感震状態を含む振動検知可能状態において負論理に設定されている。また、図6では、T14のタイミングで、加速度センサ2のレジスタ221の所定アドレスが初期化され、INT信号として論理レベルがLowの信号が出力される。
図7は、MCU3の割り込み信号出力部33から出力されるINT1信号及びINT2信号を時系列で示す。図7に示すように、所定の閾値を超える振動が検出されるとINT信号の論理レベルがLowに変化するタイミング(T12)で、感震状態に移行し、割り込み信号出力部33は、INT2信号の論理レベルをHighからLowに変更する。
加速度センサ2は、レジスタ221の所定アドレスへのMCU3のアクセスを検出すると(ステップ206)、INT信号の論理レベルをHighに変更し(ステップS207)、測定した加速度情報を、信号線11を通じてSPI方式でMCU3に送信する(ステップS207)。
ステップS104において、Yesと判断された場合、すなわち、加速度センサ2のレジスタ221の所定アドレスが初期化されていた場合には、異常処理を行う(ステップS105)。図6に示す例では、MCU3の指標値算出部32が、T14のタイミングでのINT信号のLowレベルへの変化を検出した場合には、ステップS103において、加速度センサ2のレジスタ221の所定アドレスのチェックし、ステップS104において、当該レジスタ値が初期化されていると判断するので、ステップS105に進み、異常処理を行う。
ステップS104において、Noと判断された場合、すなわち、加速度センサ2のレジスタ221に所定アドレスが初期化されていない場合に、MCU3の指標値算出部32では、加速度センサ2から受信した加速度情報を受信し(ステップS106)、受信した加速度情報に基づいて、SI値及びPGAを算出する(ステップS107)。算出されたSI値及びPGAは、記憶部34に記憶される。このとき、MCU3に接続された外部装置(例えば、他のマイクロコントローラ)には、信号線15を通じて、INT2信号が入力され、INT2信号の論理レベルがLowであることにより、感震センサ1が感震状態であることを認識し、必要に応じて、信号線13を通じてI2C方式により感震センサ1の記憶部34に記憶されたSI値等を読み出すことができる。
ステップS108においてNoと判断された場合には、MCU3の指標値算出部32は、ステップS107に戻り、加速度センサ2から送信される加速度情報に基づく指標値の算出を継続する。
ステップS108においてYesと判断された場合、例えば、指標が遮断条件、すなわち遮断信号を出力すべき条件(日本配線器具工業会規格JWDS 0007付2)を満たすと判断した場合には、指標値算出部32は、信号線14にINT1信号として論理レベルLowを出力する(ステップS109)。このINT1信号の立下りが遮断信号であり、外部装置は、INT1信号の論理レベルがLow(アクティブ)となることにより、遮断条件が満たされたことを認識し、遮断弁を閉じる等の必要な動作を指示する。図7に示すように、遮断条件が成立すると(T21)、High(インアクティブ)となっていたINT1信号の論理レベルがLow(アクティブ)に変更される。
図6では、測定モードが終了すると(T13)、加速度センサ2は感震状態から振動待機状態に遷移し、INT信号の論理レベルはHighに変更される。図7に示すように、測定モード終了(T13)により、INT1信号及びINT2信号の論理レベルは、いずれもLowに変更される。
検知し、加速度センサ2のレジスタ221の所定アドレスの値をチェックするようにしている。これにより、電源ON時ではないにもかかわらず初期化回路24が作動したか否かを確認することができるので、状態に応じた適切な対応が可能となり、不具合の発生を防止することができる。
<発明1>
マイクロコントローラ(3)と加速度センサ(2)とを備えた感震センサ(1)であって、
前記加速度センサ(2)は、
測定される加速度が所定の条件を満たしたことを前記マイクロコントローラ(3)に通知する割り込み信号を出力する割り込み信号出力部(23)と、
電源から該加速度センサ(2)に供給される電圧の所定の変動を検知して、該加速度センサを初期化する初期化回路(24)と、
を有し、
前記割り込み信号は、該加速度センサが初期化された初期化状態と、振動を待機する振動待機状態とで論理レベルが逆となり、かつ、測定される加速度が前記所定の条件を満たした場合に論理レベルが該初期化状態と同一となることを特徴とする感震センサ(1)。
2 :加速度センサ
3 :マイクロコントローラ
23 :割り込み信号出力部
24 :初期化回路
33 :割り込み信号出力部
Claims (3)
- マイクロコントローラと加速度センサとを備えた感震センサであって、
前記加速度センサは、
測定される加速度が所定の条件を満たしたことを前記マイクロコントローラに通知する割り込み信号を出力する割り込み信号出力部と、
電源から該加速度センサに供給される電圧の所定の変動を検知して、該加速度センサを初期化する初期化回路と、
を有し、
前記割り込み信号は、該加速度センサが初期化された初期化状態と、振動を待機する振動待機状態とで論理レベルが逆となり、かつ、測定される加速度が前記所定の条件を満たした場合に論理レベルが該初期化状態と同一となることを特徴とする感震センサ。 - 前記マイクロコントローラが前記加速度センサのレジスタの所定アドレスを所定の値に設定することにより、該加速度センサは前記初期化状態から前記振動待機状態に遷移し、
前記加速度センサが前記振動待機状態にある場合に、前記マイクロコントローラが、前記割り込み信号の論理レベルの変化を検知したときは、前記マイクロコントローラは、前記加速度センサの前記レジスタの前記所定アドレスの値を確認することを特徴とする請求項1に記載の感震センサ。 - 外部装置に対する外部割り込み信号を出力する外部割り込み信号出力部を備え、
前記マイクロコントローラは、前記加速度センサから出力される前記割り込み信号の論理レベルが前記初期化状態と同一の論理レベルに変化するのに応じて、前記外部割り込み信号の論理レベルをアクティブに設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の感震センサ。
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