Жироскоп: всичко, което трябва да знаете

Модул за жироскоп

Много електронни проекти се нуждаят от елемент на управление и това се случва чрез наличието на жироскоп или жироскоп. Този елемент може също така да открива движения или завои на устройството и да помага да се генерира реакция срещу това движение. Например, ако това е команда, тя може да се завърти в посоката, в която потребителят иска да контролира елемент или видео игра.

на приложения на жироскоп, както можете да си представите, има много, като този, интегриран от смартфони, за да можете да знаете кога екранът е завъртян и да извършите някакво контролно действие върху операционната система, да боравите с превозни средства или герои от видеоигри и т.н. Също така е интегриран в някои лаптопи, за да се определи, че оборудването е изпуснато и по този начин да може да изключи твърдия диск (HDD) навреме, за да предотврати удара на главата на въртящия се диск и счупването и т.н.

Те също могат да бъдат свикнали системи за насочване, за да знаете къде отива устройството. Това служи както за автономни роботи, така и за други системи, които трябва да бъдат правилно ориентирани без намеса или с намеса на потребителя. Дроновете също имат инсталиран този тип елементи и дори очила за виртуална реалност, разширена или смесена реалност, за да могат да адаптират изображението, което се вижда според движението на потребителя ...

Също в военната индустрия Той е имал много приложения, като например да може да насочва първите ракети и ракети, които могат да бъдат ориентирани към цел по-добре благодарение на тези жироскопи. В допълнение, това, заедно със съвременните сателитни системи като GPS, може да има много висока точност.

Както виждаш, приложенията са многои със сигурност вие като производител имате повече в главата си за бъдещия си проект „направи си сам“ ...

Малко история

Ефект на жироскоп

El чувство за ориентация това е необходимо от много години, особено при навигацията. Първите системи се основават на въртящ се връх, подобен на този от XNUMX век от британеца Джон Сърсън. С него той възнамеряваше да използва отново въртящия се връх, за да може да разположи хоризонта в открито море, когато видимостта е намалена или нула.

Малко по малко ориентационните устройства се развиват до първия жироскоп като такъв не ще стигне до 1852г, с изобретението на Фуко. Той се появи като продукт на експеримент за демонстриране на въртенето на Земята. Елемент с махало, който може да покаже този завой по прост начин.

Малко по малко механичните устройства се развиха с разпространението на аеронавигационната и военната индустрия за торпеда и ракети. Необходимо е да се подчертае в този смисъл Жироскоп на Sperry Corp, за военната индустрия и това се превърна в една от първите насочени и модерни концепции.

След това те щяха да започнат да усъвършенстват, намаляват размера си, увеличават се по отношение на прецизността, докато достигнат до сегашните системи електронни и миниатюризирани благодарение на технологии като MEMS. От това вече видяхме нещо в MPU6050 елемент от този блог.

Как работи жироскопът?

MEMS жироскоп

Жироскопът или жироскопът се основава на ефект на жироскоп. Това е явление, което се случва, когато устройство, образувано от диск, монтиран на хоризонтална ос, около която дискът се върти свободно с висока скорост. Ако наблюдателят поддържа оста на фона с лявата ръка и оста на предната с дясната, при спускане на дясната ръка и повдигане на лявата, той ще почувства много своеобразно поведение.

Това, което наблюдателят ще почувства, е това жироскопът ти бута дясната ръка и тегли лявата ти ръка. Това е това, което е известно като ефект на жироскопа. Не знам дали някога сте държали в ръката си механичен твърд диск (HDD) с високи скорости на въртене (7200 RPM), когато работи, но със сигурност ще забележите, че има някаква инерция, когато го преместите, нещо като това е, което ви говоря тук ...

Е, това явление се използва от конвенционалните жироскопи, за да може да се знае кога се случва движение. Въпреки че токът вградени микроелектронни устройства В технологичните устройства, които са посочени в тази статия, те са сложни елементи, които улавят ъгловото изместване за единица време или колко бързо се върти тялото около оста си, използвайки различен ефект.

Получават много добри прецизности благодарение на MEMS с известен ефект прилича на Кориолис. В този случай той е открит от французина Гаспард-Гюстав Кориолис през 1836 г. Ефектът, наблюдаван при въртяща се референтна рамка, когато тялото е в движение по отношение на споменатата референтна рамка. Състои се от относително ускорение на тялото в споменатата система на въртене. Споменатото ускорение винаги ще бъде перпендикулярно на оста на въртене на системата и на скоростта на тялото.

В този случай обектът се подлага на ускорение от гледна точка на въртящия се наблюдател, сякаш върху обекта има нереална сила, която го ускорява. Това е сила на Кориолис от инерционния или фиктивен тип, благодарение на която може да бъде измерване на ъгловата скорост, интегриране на ъгловата скорост по отношение на времето, ъгловото изместване или просто знанието дали даден обект се е преместил ...

По-конкретно, в a Сензор тип MEMS, вътре имате малък чип, в който е вграден жироскоп с размер, вариращ от 1 до 100 микрометра, тоест дори по-малък от човешки косъм. Това устройство е достатъчно, така че когато се завърти, малка резонансна маса се движи с промени в ъгловата скорост, като от своя страна произвежда електрически сигнали с много нисък ток, които ще се четат и интерпретират от управляващата схема.

Характеристики, които трябва да наблюдавате в жироскоп

жироскоп чип

Някои от характеристиките, които трябва да вземете предвид, когато става въпрос изберете жироскоп за вашия проект eson:

  • Rango: максималната ъглова скорост, която ще може да измери, не трябва да надвишава максималния обхват на избрания от вас жироскоп. Трябва обаче да имате и възможно най-добрата чувствителност и това се постига, като правите обхвата на жироскопа не много по-висок, отколкото ви е необходим.
  • интерфейс: Не е голям проблем, тъй като 95% от жироскопите на пазара имат аналогов изход, въпреки че има и такива с цифров интерфейс от тип SPI или I2C шина.
  • Брой оси: както при акселерометрите, това е нещо много важно. Те обикновено не разполагат с толкова оси, колкото в случая на акселерометрите, но колкото повече, толкова по-добре. В днешно време започнаха да се появяват някои 3-оси, което е много хубаво нещо. Но повечето модели имат 1 или 2 оси, което би трябвало да е достатъчно за повечето проекти. При 3-осните трябва да се консултирате с информацията за модела, за да знаете коя ос измерва завоя, тъй като другите две също могат да измерват височината и ролката на даден обект, докато друга измерва височината и наклона.
  • Потребление: друга от важните характеристики, тъй като ако вашият проект зависи от батерия или клетка, трябва да изберете такава, която консумира малко енергия. Като цяло не е твърде много, средният разход обикновено е около 100 микро ампера. Някои по-напреднали ще имат функция за спиране на захранването, когато не се използват.
  • Екстри: някои могат да имат някои екстри, като сензори за акселерометър, измерватели на температурата и т.н., в същия модул.

Също така, ако купувате модули, те ще имат чипа и печатната платка с някои екстри, които ще улеснят интеграцията им с Arduino, например осигуряване на връзки и щифтове за захранване и т.н.

Жироскопи, които можете да си купите

Има няколко жироскопи, които можете да си купите като MPU6050 който включва и акселерометър. Вече го описахме в друга статия, но освен това има и други, които можете лесно да интегрирате във вашите електронни проекти заедно с Arduino.

  • Можете да си купите жироскоп като ST Microelectronics LPY503AL. Той е един от най-популярните и можете да прочетете неговия лист с данни тук.
  • Можете също да използвате инерционен сензор като Няма намерени продукти,Няма намерени продукти e Няма намерени продукти, в допълнение към MPU6050 ...

Неговата връзка и интеграция с Arduino ще зависи от всеки модел и производител. Но това не е сложно. Можете да проверите техните таблици с данни и пиноут да знаят как да ги управляват. Въпросът е да знаете как работят, за да знаят как да изчисляват ъгловото изместване и че вашият код в Arduino IDE го интерпретира и генерира действие съответно ...


Бъдете първите, които коментират

Оставете вашия коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

*

*

  1. Отговорен за данните: Мигел Анхел Гатон
  2. Предназначение на данните: Контрол на СПАМ, управление на коментари.
  3. Легитимация: Вашето съгласие
  4. Съобщаване на данните: Данните няма да бъдат съобщени на трети страни, освен по законово задължение.
  5. Съхранение на данни: База данни, хоствана от Occentus Networks (ЕС)
  6. Права: По всяко време можете да ограничите, възстановите и изтриете информацията си.