Sistemele microelectromecanice, cunoscute popular ca MEMS, sunt tehnologia dispozitivelor electromecanice și mecanice foarte mici. Progresul în tehnologia MEMS ne-a ajutat să dezvoltăm produse versatile. Multe dintre dispozitivele mecanice precum Accelerometru , Giroscop, etc ... acum pot fi utilizate cu electronice de larg consum. Acest lucru a fost posibil cu tehnologia MEMS. Acești senzori sunt ambalați similar cu alți CI. Accelerometrele și giroscopurile se complimentează reciproc, astfel încât acestea sunt de obicei utilizate împreună. Un accelerometru măsoară accelerația liniară sau mișcarea direcțională a unui obiect, în timp ce senzorul giroscopului măsoară viteza unghiulară sau înclinarea sau orientarea laterală a obiectului. Sunt disponibili și senzori giroscopici pentru axe multiple.
Ce este un senzor de giroscop?
Senzorul giroscopului este un dispozitiv care poate măsura și menține orientarea și viteză unghiulară a unui obiect. Acestea sunt mai avansate decât accelerometrele. Acestea pot măsura înclinarea și orientarea laterală a obiectului, în timp ce accelerometrul poate măsura doar mișcarea liniară.
Senzorii giroscopului mai sunt numiți ca senzori de viteză unghiulară sau senzori de viteză unghiulară. Acești senzori sunt instalați în aplicațiile în care orientarea obiectului este dificil de simțit de oameni.
Măsurată în grade pe secundă, viteza unghiulară este modificarea unghiului de rotație al obiectului pe unitate de timp.
Senzor de giroscop
Principiul de lucru al senzorului giroscopului
Pe lângă detectarea vitezei unghiulare, senzorii giroscopului pot măsura și mișcarea obiectului. Pentru o detecție a mișcării mai robustă și mai precisă, în electronica de consum Senzorii giroscopici sunt combinați cu senzorii accelerometri.
În funcție de direcție, există trei tipuri de măsurători ale ratei unghiulare. Yaw- rotația orizontală pe o suprafață plană atunci când este văzut obiectul de sus, Pitch- Rotația verticală așa cum este văzut obiectul din față, Roll- rotația orizontală când este văzut obiectul din față.
Conceptul de forță Coriolis este utilizat în senzorii giroscopici. În acest senzor pentru a măsura rata unghiulară, rata de rotație a senzorului este convertită într-un semnal electric. Principiul de funcționare al senzorului giroscop poate fi înțeles observând funcționarea senzorului giroscopului vibrației.
Acest senzor este format dintr-un element vibrator intern format din material de cristal sub forma unei structuri duble - T. Această structură cuprinde o parte staționară în centru cu „braț de detectare” atașat la acesta și „braț de antrenare” pe ambele părți.
Această structură dublă-T este simetrică. Când se aplică un câmp electric de vibrație alternativă pe brațele de antrenare, se produc vibrații laterale continue. Deoarece brațele de acționare sunt simetrice, atunci când un braț se deplasează spre stânga celălalt se deplasează spre dreapta, anulând astfel vibrațiile care scurg. Acest lucru menține partea staționară în centru și brațul de detectare rămâne static.
Când forța de rotație externă este aplicată senzorului, vibrațiile verticale sunt cauzate de brațele de acționare. Acest lucru duce la vibrația brațelor de acționare în direcțiile ascendentă și descendentă, datorită cărora o forță de rotație acționează asupra părții staționare din centru.
Rotirea părții staționare duce la vibrațiile verticale în brațele de detectare. Aceste vibrații cauzate în brațul de detectare sunt măsurate ca o schimbare a sarcinii electrice. Această modificare este utilizată pentru a măsura forța de rotație externă aplicată senzorului ca rotație unghiulară.
Tipuri
Odată cu avansul tehnologic, sunt fabricate dispozitive extrem de precise, fiabile și miniaturale. Măsurători mai precise de orientare și mișcare într-un spațiu 3D au devenit posibile odată cu integrarea senzorului giroscop. Giroscopele sunt, de asemenea, disponibile în diferite dimensiuni, cu performanțe diferite.
Pe baza dimensiunilor lor, senzorii giroscopului sunt împărțiți la dimensiuni mici și mari. De la mare la mic, ierarhia senzorilor giroscopici poate fi listată ca giroscop cu inel laser, giroscop cu fibră optică, giroscop fluid și giroscop cu vibrații.
Fiind mic și mai ușor de utilizat Giroscopul cu vibrații este cel mai popular. Precizia giroscopului de vibrații depinde de materialul elementului staționar utilizat în senzor și de diferențele structurale. Deci, producătorii folosesc diferite materiale și structuri pentru a crește precizia giroscopului de vibrații.
Tipuri de giroscop de vibrații
Pentru Traductoare piezoelectrice , materiale precum cristalul și ceramica sunt utilizate pentru partea staționară a senzorului. Aici, pentru structuri de material cristal, cum ar fi structura dublă-T, furculița și furculița în formă de H sunt utilizate. Când se folosește materialul ceramic se alege structura prismatică sau coloană.
Caracteristicile senzorului giroscopului vibrației includ factorul de scală, coeficientul de temperatură-frecvență, dimensiunea compactă, rezistența la șoc, stabilitatea și caracteristicile de zgomot.
Senzor de giroscop pe mobil
Pentru a facilita o bună experiență de utilizare, în zilele noastre smartphone-urile sunt încorporate cu diferite tipuri de senzori. Acești senzori oferă, de asemenea, informații despre telefon despre împrejurimile sale și, de asemenea, ajută la creșterea duratei de viață a bateriei.
Steve Jobs a fost primul care a folosit tehnologia Gyroscope în electronica de larg consum. Apple iPhone a fost primul smartphone cu tehnologie de senzor giroscop. Cu ajutorul giroscopului de pe smartphone, putem detecta mișcări și gesturi cu telefoanele noastre. Smartphone-urile au de obicei o versiune electronică a senzorului giroscopului vibrațiilor.
Aplicație mobilă senzor giroscop
Aplicația Sensor giroscop ajută la detectarea înclinării și orientării telefonului mobil. Aplicația Senzor giroscop este utilă pentru smartphone-urile vechi care nu au senzor giroscop.
O aplicație precum GyroEmu, un modul Xposed, folosește accelerometrul și magnetometrul prezente pe telefon pentru a simula un senzor de giroscop. Gyroscope Sensor este utilizat în principal pe smartphone pentru a juca jocuri AR de înaltă tehnologie.
Aplicații
Senzorii giroscopului sunt utilizați pentru aplicații versatile. Giroscoapele cu inel laser sunt folosite în navetele pentru aeronave și surse, în timp ce giroscoapele cu fibră optică sunt utilizate în autovehicule și bărci cu motor.
Senzorii giroscopului de vibrații sunt folosiți în sistemele de navigație auto, sistemele electronice de control al stabilității vehiculelor, detectarea mișcării pentru jocurile mobile, sistemele de detectare a tremurului camerei foto în camerele digitale, elicopterele controlate radio, sistemele robotizate etc.
Principalele funcții ale senzorului giroscop pentru toate aplicațiile sunt detectarea vitezei unghiulare, detectarea unghiului și mecanismele de control. Estomparea imaginii în camere poate fi compensată prin utilizarea unui sistem optic de stabilizare a imaginii bazat pe senzorul giroscopului.
Înțelegându-le comportamentul și caracteristicile, dezvoltatorii proiectează multe produse eficiente și cu costuri reduse, cum ar fi controlul gestual al mouse-ului fără fir, controlul direcțional al scaunului cu rotile, un sistem de control al dispozitivelor externe utilizând comenzi gestuale, etc.
Sunt create multe aplicații noi care schimbă modul în care putem folosi gesturile noastre ca comenzi pentru a controla dispozitivele. Unele dintre senzorii giroscopului disponibili pe piață sunt MAX21000, MAX21001, MAX21003, MAX21100. Ce aplicație mobilă. ați folosit pentru a simula senzorul giroscopului pe telefonul dvs. mobil?
