Πολλά ηλεκτρονικά έργα χρειάζονται ένα στοιχείο διακυβέρνησης, και αυτό συμβαίνει έχοντας ένα γυροσκόπιο ή γυροσκόπιο. Αυτό το στοιχείο μπορεί επίσης να ανιχνεύσει κινήσεις ή στροφές της συσκευής και να βοηθήσει στη δημιουργία αντίδρασης ενάντια σε αυτήν την κίνηση. Για παράδειγμα, εάν πρόκειται για εντολή, θα μπορούσε να περιστραφεί προς την κατεύθυνση που ο χρήστης θέλει να ελέγξει ένα στοιχείο ή ένα βιντεοπαιχνίδι.
ο εφαρμογές ενός γυροσκοπίου, όπως μπορείτε να φανταστείτε ότι υπάρχουν πολλά, όπως αυτά που ενσωματώνουν τα smartphone για να μπορούν να γνωρίζουν πότε έχει περιστραφεί η οθόνη και να εκτελεί κάποια ενέργεια ελέγχου στο λειτουργικό σύστημα, να χειρίζεται οχήματα ή χαρακτήρες βιντεοπαιχνιδιών κ.λπ. Είναι επίσης ενσωματωμένο σε μερικούς φορητούς υπολογιστές για να διαπιστώσει ότι ο εξοπλισμός έχει πέσει και έτσι μπορεί να απενεργοποιήσει τον σκληρό δίσκο (HDD) εγκαίρως για να αποτρέψει το κεφάλι να χτυπήσει τον περιστρεφόμενο δίσκο και να σπάσει κ.λπ.
Μπορούν επίσης να συνηθίσουν συστήματα καθοδήγησης, για να μάθετε πού πηγαίνει μια συσκευή. Αυτό εξυπηρετεί τόσο για αυτόνομα ρομπότ όσο και για άλλα συστήματα που πρέπει να προσανατολιστούν σωστά χωρίς επέμβαση ή με παρέμβαση χρήστη. Τα Drones έχουν επίσης εγκατεστημένο αυτόν τον τύπο στοιχείων, ακόμη και γυαλιά εικονικής πραγματικότητας, επαυξημένης ή μικτής πραγματικότητας, για να είναι σε θέση να προσαρμόσουν την εικόνα που φαίνεται σύμφωνα με την κίνηση του χρήστη ...
Επίσης στο στρατιωτική βιομηχανία Είχε πολλές εφαρμογές, όπως το να καθοδηγεί τους πρώτους πυραύλους και πυραύλους που θα μπορούσαν να προσανατολιστούν σε έναν στόχο με καλύτερο τρόπο χάρη σε αυτά τα γυροσκόπια. Επιπλέον, αυτό, σε συνδυασμό με σύγχρονα δορυφορικά συστήματα όπως το GPS, μπορεί να έχει πολύ υψηλή ακρίβεια.
Οπως βλέπεις, οι εφαρμογές είναι πολλέςκαι σίγουρα εσείς, ως κατασκευαστής, έχετε περισσότερα στο μυαλό σας για το μελλοντικό σας έργο DIY ...
Λίγο de historia
El αίσθηση προσανατολισμού ήταν απαραίτητο για πολλά χρόνια, ειδικά με την πλοήγηση. Τα πρώτα συστήματα βασίστηκαν σε μια περιστρεφόμενη κορυφή, όπως αυτή του XNUMXου αιώνα από τον Βρετανό John Serson. Με αυτό σκόπευε να δώσει μια άλλη χρήση στην περιστρεφόμενη κορυφή για να είναι σε θέση να εντοπίσει τον ορίζοντα στην ανοικτή θάλασσα όταν η ορατότητα ήταν μειωμένη ή μηδενική.
Σιγά-σιγά οι συσκευές προσανατολισμού εξελίχθηκαν μέχρι το πρώτο γυροσκόπιο ως τέτοιο όχι θα φτάσει μέχρι το 1852, με την εφεύρεση του Foucault. Αναδείχθηκε ως προϊόν ενός πειράματος για να δείξει την περιστροφή της Γης. Ένα στοιχείο με εκκρεμές που θα μπορούσε να το δείξει με απλό τρόπο.
Σιγά-σιγά, οι μηχανικές συσκευές εξελίχθηκαν με τον πολλαπλασιασμό των αεροναυτικών και στρατιωτικών βιομηχανιών για τορπίλες και πυραύλους. Είναι απαραίτητο να τονιστεί με αυτή την έννοια το Γύρο Sperry Corp, για τη στρατιωτική βιομηχανία και αυτό έγινε μια από τις πρώτες κατευθυντήριες και σύγχρονες έννοιες.
Μετά από αυτό, θα άρχιζαν να βελτιώσουν, να μειώσουν το μέγεθος, να αυξήσουν την ακρίβεια μέχρι να φτάσουν στα τρέχοντα συστήματα ηλεκτρονικά και μικροσκοπικά χάρη σε τεχνολογίες όπως το MEMS. Από αυτό έχουμε ήδη δει κάτι στο Είδος MPU6050 από αυτό το ιστολόγιο.
Πώς λειτουργεί ένα γυροσκόπιο;
Το γυροσκόπιο ή το γυροσκόπιο βασίζεται στο επίδραση γυροσκοπίου. Αυτό είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει όταν μια συσκευή σχηματίζεται από έναν δίσκο τοποθετημένο σε έναν οριζόντιο άξονα, γύρω από τον οποίο ο δίσκος περιστρέφεται ελεύθερα με υψηλή ταχύτητα. Εάν ένας παρατηρητής διατηρήσει τον άξονα του φόντου με το αριστερό χέρι και τον άξονα του εμπρός με το δεξί, όταν κατεβάζει το δεξί χέρι και ανυψώνει το αριστερό, θα αισθανθεί μια πολύ περίεργη συμπεριφορά.
Αυτό που θα αισθανθεί ο παρατηρητής είναι αυτό το γυροσκόπιο σπρώχνει το δεξί σας χέρι και τραβά το αριστερό σας χέρι. Αυτό είναι γνωστό ως φαινόμενο γυροσκοπίου. Δεν ξέρω αν έχετε κρατήσει ποτέ στο χέρι σας έναν μηχανικό σκληρό δίσκο (σκληρό δίσκο) με υψηλές ταχύτητες περιστροφής (7200 RPM), όταν λειτουργεί, αλλά σίγουρα θα παρατηρήσετε ότι έχει κάποια αδράνεια όταν το μετακινείτε, κάτι έτσι σας λέω εδώ ...
Λοιπόν, αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται από τα συμβατικά γυροσκόπια για να γνωρίζει πότε συμβαίνει μια κίνηση. Αν και το τρέχον ενσωματωμένες μικροηλεκτρονικές συσκευές Σε τεχνολογικές συσκευές, οι οποίες αναφέρονται σε αυτό το άρθρο, είναι εξελιγμένα στοιχεία που συλλαμβάνουν τη γωνιακή μετατόπιση ανά μονάδα χρόνου ή πόσο γρήγορα ένα σώμα περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του, χρησιμοποιώντας διαφορετικό αποτέλεσμα.
Παίρνουν πολύ καλές ακρίβεια χάρη στο Το MEMS με γνωστό αποτέλεσμα μοιάζει με Coriolis. Σε αυτήν την περίπτωση, ανακαλύφθηκε από τον Γάλλο Gaspard-Gustave Coriolis το 1836. Το αποτέλεσμα παρατηρείται σε ένα περιστρεφόμενο πλαίσιο αναφοράς όταν ένα σώμα κινείται σε σχέση με το εν λόγω πλαίσιο αναφοράς. Αποτελείται από μια σχετική επιτάχυνση του σώματος στο εν λόγω σύστημα περιστροφής. Η εν λόγω επιτάχυνση θα είναι πάντα κάθετη στον άξονα περιστροφής του συστήματος και στην ταχύτητα του αμαξώματος.
Το αντικείμενο σε αυτήν την περίπτωση υφίσταται επιτάχυνση από την άποψη του περιστρεφόμενου παρατηρητή, σαν να υπήρχε μια εξωπραγματική δύναμη στο αντικείμενο που την επιταχύνει. Είναι μια δύναμη Coriolis αδρανειακού ή πλασματικού τύπου, χάρη στην οποία μπορεί να είναι μετρήστε τη γωνιακή ταχύτητα, ενσωμάτωση της γωνιακής ταχύτητας σε σχέση με το χρόνο, τη γωνιακή μετατόπιση ή απλά γνωρίζοντας εάν ένα αντικείμενο έχει μετακινηθεί ...
Συγκεκριμένα, σε ένα Αισθητήρας τύπου MEMS, έχετε ένα μικρό τσιπ μέσα στο οποίο έχει εφαρμοστεί ένα γυροσκόπιο με μέγεθος που κυμαίνεται από 1 έως 100 μικρόμετρα, δηλαδή, ακόμη μικρότερο από τα ανθρώπινα μαλλιά. Αυτή η συσκευή είναι επαρκής έτσι ώστε όταν περιστρέφεται, μια μικρή μάζα συντονισμού κινείται με αλλαγές στη γωνιακή ταχύτητα, με τη σειρά της παράγοντας ηλεκτρικά σήματα πολύ χαμηλού ρεύματος που θα διαβαστούν και θα ερμηνευθούν από το κύκλωμα ελέγχου.
Χαρακτηριστικά που πρέπει να παρατηρήσετε σε ένα γυροσκόπιο
Μερικά από τα χαρακτηριστικά που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν πρόκειται επιλέξτε ένα γυροσκόπιο για το έργο σας eson:
- Rango: η μέγιστη γωνιακή ταχύτητα που θα μπορεί να μετρήσει δεν πρέπει να υπερβαίνει το μέγιστο εύρος του γυροσκοπίου που επιλέγετε. Ωστόσο, θα πρέπει επίσης να έχετε την καλύτερη δυνατή ευαισθησία, και αυτό επιτυγχάνεται κάνοντας το εύρος γυροσκοπίων όχι πολύ υψηλότερο από ό, τι χρειάζεστε.
- διεπαφή: Δεν είναι πάρα πολύ πρόβλημα, καθώς το 95% των γυροσκοπίων στην αγορά έχουν αναλογική έξοδο, αν και υπάρχουν μερικά με ψηφιακή διεπαφή τύπου SPI ή I2C bus.
- Αριθμός αξόνων: όπως στα επιταχυνσιόμετρα, είναι κάτι πολύ σημαντικό. Δεν διαθέτουν συνήθως τόσους άξονες όσο στην περίπτωση των επιταχυνσιόμετρων, αλλά όσο περισσότερο το καλύτερο. Σήμερα έχουν αρχίσει να εμφανίζονται μερικοί άξονες, κάτι που είναι πολύ καλό. Αλλά τα περισσότερα μοντέλα έχουν 3 ή 1 άξονες, οι οποίοι θα πρέπει να επαρκούν για τα περισσότερα έργα. Στα 2-άξονες, θα πρέπει να συμβουλευτείτε τις πληροφορίες του μοντέλου για να μάθετε ποιος άξονας μετρά τη στροφή, καθώς οι άλλοι δύο μπορούν επίσης να μετρήσουν το βήμα και το ρολό ενός αντικειμένου, ενώ ένας άλλος μετρά το βήμα και το χασμουρητό.
- Κατανάλωση: ένα άλλο από τα σημαντικά χαρακτηριστικά, αφού εάν το έργο σας εξαρτάται από μια μπαταρία ή μια κυψέλη, πρέπει να επιλέξετε ένα που καταναλώνει λίγη ενέργεια. Γενικά, δεν είναι πάρα πολύ, η μέση κατανάλωση είναι συνήθως περίπου 100 micro amp. Ορισμένες πιο προηγμένες θα έχουν λειτουργία αναστολής ισχύος όταν δεν χρησιμοποιούνται.
- Πρόσθετα: μερικά μπορεί να έχουν κάποια πρόσθετα, όπως αισθητήρες επιταχυνσιόμετρου, μετρητές θερμοκρασίας κ.λπ., στην ίδια μονάδα.
Επίσης, αν αγοράσετε ενότητεςΘα έχουν το chip και ένα PCB με μερικά πρόσθετα που θα διευκολύνουν την ενσωμάτωσή τους με το Arduino, για παράδειγμα, παρέχοντας συνδέσεις και πινέζες κ.λπ.
Γύρος μπορείτε να αγοράσετε
Διάφοροι γυροσκόπια μπορείτε να αγοράσετε ως MPU6050 που περιλαμβάνει επίσης επιταχυνσιόμετρο. Το περιγράψαμε ήδη σε άλλο άρθρο, αλλά εκτός από αυτό, υπάρχουν και άλλα που μπορείτε εύκολα να ενσωματώσετε στα ηλεκτρονικά σας έργα μαζί με το Arduino.
- Μπορείτε να αγοράσετε ένα γυροσκόπιο όπως το ST Microelectronics LPY503AL. Είναι ένα από τα πιο δημοφιλή, και μπορείτε να διαβάσετε το δελτίο δεδομένων του εδώ.
- Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το αδρανειακός αισθητήρας ως Δεν βρέθηκαν προϊόντα.,Δεν βρέθηκαν προϊόντα. e Δεν βρέθηκαν προϊόντα., εκτός από το MPU6050 ...
Η σύνδεση και η ενσωμάτωσή του με το Arduino θα εξαρτηθεί από κάθε μοντέλο και κατασκευαστή. Αλλά δεν είναι περίπλοκο. Μπορείτε να ελέγξετε τους δελτία δεδομένων και pinout να μάθουν πώς να τα διαχειριστούν. Το ερώτημα είναι να μάθουμε πώς λειτουργούν για να μάθουν πώς να υπολογίζουν τη γωνιακή μετατόπιση και ότι ο κώδικάς σας στο Arduino IDE την ερμηνεύει και δημιουργεί μια ανάλογη ενέργεια ...