Acelerómetro MMA8451 problema

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En mi compañía, tenemos un problema muy extraño con respecto a MMA8451. Estamos experimentando que los datos de nuestros acelerómetros pueden estar repentinamente equivocados con el tiempo.

Tenemos aproximadamente 250 dispositivos ejecutándose en el campo, y tenemos aproximadamente 10 dispositivos que tuvieron este problema. Lo que pasa es que los datos del sensor:

  • De repente, tiene un desplazamiento completamente incorrecto (fuera de los valores mínimo / máximo, que incluso el MMA debería ser capaz de).
  • O tiene su eje z bloqueado en un valor "fijo" o fluctuante.

Vemos que una protuberancia mecánica de la PCB / sensor puede hacer que vuelva a funcionar repentinamente. Eso nos hace pensar que el chip MMA ha sido dañado.

Si tomamos una nueva MMA y la soldamos en una PCB que tenía el problema más pronto, no existe ningún problema. Así que está pasando con el tiempo. Y cuando ha ocurrido, puede recuperarse o volver a la normalidad nuevamente.

Por supuesto, tenemos un montón de software que verifica que todas las comunicaciones estén bien en el I2C, etc. Nos conectamos con un microcontrolador STM32. Cuando se produce el problema, todos los apagados, el restablecimiento del chip, etc., no tienen influencia de los datos incorrectos.

Aquí tengo algunas visualizaciones de cómo se ven los datos. Primero, una medición de MMA que funcione normalmente: (eje x = rojo, eje y = verde y eje z = azul). Todas las mediciones se realizan con el dispositivo fijo horizontalmente en la dirección zy luego se giran alrededor del eje z.

Elejexdeestegráficosonmuestras(frecuenciademuestreode100hz).Elejeyeselvalorbrutodelsensor.

LassiguientesimágenesmuestranunmalfuncionamientodelasmedicionesdeMMA:

Yotro:

Como ve, el sensor funciona en cierto sentido, a medida que cambian los ejes x e y. Pero tiene un desplazamiento poco realista. Si golpeamos el dispositivo mecánicamente, el eje pasa a ser normal después.

El eje z puede actuar así, simplemente fluctuando, o puede bloquearse en 8192 (máx) o en -8191 (min).

Hemos realizado varias pruebas ESD para desmentir eso como una razón para los dispositivos que no funcionan correctamente. Pero ese no parece ser el problema.

Esperamos que NXP o algunos de ustedes, tengan algunas ideas inteligentes sobre este problema, o hayan escuchado sobre esto antes?

NB. La misma pregunta se publica en el foro cerrado de NXP sin respuestas aún.

    
pregunta Mikkel Stampe

3 respuestas

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Hemos hablado con NXP. Tenían problemas con el MMA8451. En 2012, implementaron más pruebas de calidad en sus fábricas para ayudar con el problema de un "eje z pegajoso".

Hemos comprobado nuestros componentes, que son de fechas más recientes (2016/2017). Pero todavía estamos convencidos de que vemos problemas relacionados con esto.

NXP también dice que esto puede suceder si las fuerzas son demasiado grandes en el acelerómetro.

Vamos a cambiar el acelerómetro de nuestro producto.

Gracias por tus sugerencias.

    
respondido por el Mikkel Stampe
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Hay dos posibilidades básicas: que el chip esté fallando dentro de su rango de operación normal, o que su aplicación esté excediendo algún límite para que se produzcan daños.

En el primer caso, creo que la mejor opción es hablar con NXP. Pero, creo que es mucho más probable que se abuse de los chips de alguna manera.

Si es lo último, entonces en términos generales hay límites eléctricos (incluyendo ESD), límites de temperatura y límites mecánicos. Los acelerómetros son intrínsecamente sensibles a los choques en algún nivel u otro. Tal vez intente romper muestras mecánicamente. Tal vez sus usuarios estén haciendo algo que no esperaba. Los usuarios son conocidos por encontrar formas innovadoras de romper un producto.

Dudo que las conexiones de soldadura externas puedan causar los síntomas observados, pero vale la pena eliminar eso como una posibilidad.

El cambio con golpes puede indicar algo relacionado con la mecánica, pero no descarta por completo el daño eléctrico, dependiendo de cómo miden el desplazamiento y aplican la retroalimentación de fuerza a las masas de prueba.

Si está conectando cables directamente desde un conector externo o un cable al chip sin la protección adecuada, se debe examinar detenidamente la ESD u otras causas relacionadas con la electricidad (por ejemplo, EMI de otros dispositivos o rayos).

Bajo ciertas condiciones, las fallas parciales o totales relacionadas con la temperatura pueden ocurrir como un efecto secundario de ESD o EMI.     

respondido por el Spehro Pefhany
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Le sugiero que tenga una combinación de problemas de flujo de soldadura y montaje físico en la placa.

Estos dispositivos son muy sensibles a cualquier tipo de estrés, y el hecho de que pueda golpear el dispositivo y que vuelva a funcionar bien parece admitirlo. Hay una advertencia en la hoja de datos :

Siempre es aconsejable montar en la superficie un dispositivo como este en una isla relevada en su PCB, o al menos montarlo en una esquina donde la PCB que sostiene el dispositivo no está sujeta a la tensión de varios tornillos o montajes de PCB.

    
respondido por el Jack Creasey

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