Gyroskooppi: kaikki mitä sinun tarvitsee tietää

Gyroskooppimoduuli

Monet sähköiset projektit tarvitsevat elementin hallinnosta, ja se tapahtuu, kun meillä on gyro tai gyroskooppi. Tämä elementti voi myös havaita laitteen liikkeet tai käännökset ja auttaa luomaan reaktion tätä liikettä vastaan. Esimerkiksi, jos se on komento, se voi kiertää suuntaan, johon käyttäjä haluaa ohjata elementtiä tai videopeliä.

Las gyroskoopin sovellukset, kuten voit kuvitella, on monia, kuten älypuhelimien integroima, jotta voidaan tietää, kun näyttöä on käännetty, ja suorittaa joitain ohjaustoimintoja käyttöjärjestelmässä, käsitellä ajoneuvoja tai videopelihahmoja jne. Se on integroitu myös joihinkin kannettaviin tietokoneisiin sen toteamiseksi, että laite on pudonnut, ja pystyy siten sammuttamaan kiintolevyn (HDD) ajoissa estääkseen päätä lyömästä pyörivää levyä ja rikkoutumasta.

Niitä voidaan käyttää myös ohjausjärjestelmät, tietää missä laite on menossa. Tämä palvelee sekä itsenäisiä robotteja että muita järjestelmiä, jotka on suunnattava oikein ilman puuttumista tai käyttäjän toimia. Droneissa on myös tämän tyyppiset elementit ja jopa virtuaalitodellisuuslasit, lisätty tai sekoitettu todellisuus, jotta he voivat mukauttaa näkyvän kuvan käyttäjän liikkeen mukaan ...

Myös sotilasala Sillä on ollut monia sovelluksia, kuten se, että se pystyi ohjaamaan ensimmäisiä raketteja ja ohjuksia, jotka voitaisiin suunnata kohteeseen paremmin näiden gyroskooppien ansiosta. Lisäksi tämä voi yhdessä nykyaikaisten satelliittijärjestelmien, kuten GPS, kanssa olla erittäin tarkka.

Kuten näet, sovelluksia on paljon, ja varmasti sinulla, valmistajana, on enemmän mielessäsi tulevaa DIY-projektiasi varten ...

Hieman historiaa

Gyroskooppi vaikutus

El suuntautumisen tunne se on ollut tarpeen monien vuosien ajan, etenkin navigoinnin yhteydessä. Ensimmäiset järjestelmät perustuivat kehrään, kuten britti John Serson XNUMX-luvulla. Sen avulla hän aikoi antaa spinnille uuden käyttötarkoituksen voidakseen löytää horisontin aavalla merellä, kun näkyvyys oli heikentynyt tai tyhjä.

Vähitellen suuntauslaitteet kehittyivät ensimmäiseen gyroskooppiin saakka menisi vuoteen 1852, Foucaultin keksinnöllä. Se syntyi maapallon pyörimisen osoittavan kokeen tuloksena. Elementti, jolla on heiluri, joka voi osoittaa kyseisen käännöksen yksinkertaisella tavalla.

Vähitellen mekaaniset laitteet kehittyivät ilmailun ja sotilaallisen teollisuuden lisääntyessä torpedoille ja ohjuksille. Tässä mielessä on tarpeen korostaa Sperry Corp gyro, sotilasteollisuudelle ja siitä tuli yksi ensimmäisistä suuntaavista ja moderneista käsitteistä.

Sen jälkeen he alkoivat hienosäätää, pienentää kokoa, lisätä tarkkuutta, kunnes ne saavuttavat nykyisen järjestelmän elektroninen ja pienennetty MEMS: n kaltaisten tekniikoiden ansiosta. Tästä olemme jo nähneet jotain MPU6050 -tuote tästä blogista.

Kuinka gyroskooppi toimii?

MEMS-gyroskooppi

Gyroskooppi tai gyroskooppi perustuu gyroskoopin vaikutus. Tämä on ilmiö, joka tapahtuu, kun laite muodostuu vaaka-akselille asennetusta levystä, jonka ympäri levy pyörii vapaasti suurella nopeudella. Jos tarkkailija ylläpitää taustan akselia vasemmalla kädellä ja etuakselia oikealla, laskiessaan oikeaa kättä ja nostamalla vasenta kättä hän tuntee hyvin erikoisen käyttäytymisen.

Tarkkailija tuntee sen gyroskooppi työntää oikeaa kättäsi ja vetää vasenta kättäsi. Tätä kutsutaan gyroskooppivaikutukseksi. En tiedä, onko sinulla koskaan ollut kädessäsi mekaanista kiintolevyä (HDD), jolla on suuret pyörimisnopeudet (7200 RPM), kun se on käynnissä, mutta huomaat varmasti, että sillä on jonkin verran hitautta, kun liikutat sitä, jotain tätä puhun sinulle täällä ...

No, tätä ilmiötä käytetään tavanomaisissa gyroskoopeissa voidakseen tietää, milloin liike tapahtuu. Vaikka nykyinen sulautetut mikroelektroniset laitteet Teknologisissa laitteissa, joihin tässä artikkelissa viitataan, ne ovat hienostuneita elementtejä, jotka sieppaavat kulmapoikkeaman aikayksikköä kohden tai kuinka nopeasti runko pyörii akselinsa ympäri käyttämällä eri vaikutusta.

He saavat erittäin hyvät tarkkuudet MEMS, jolla on tunnettu vaikutus, näyttää Coriolisilta. Tässä tapauksessa ranskalainen Gaspard-Gustave Coriolis löysi sen vuonna 1836. Vaikutus havaitaan pyörivässä vertailukehyksessä, kun runko on liikkeessä suhteessa mainittuun viitekehykseen. Se koostuu rungon suhteellisesta kiihtyvyydestä mainitussa kiertojärjestelmässä. Mainittu kiihtyvyys on aina kohtisuorassa järjestelmän pyörimisakseliin ja rungon nopeuteen nähden.

Kohde käy tässä tapauksessa kiihtyvyyden pyörivän tarkkailijan näkökulmasta ikään kuin esineeseen kohdistuu epärealistinen voima, joka kiihdyttää sitä. Se on inertia- tai kuvitteellinen Coriolis-voima, jonka ansiosta se voi olla mittaa kulmanopeus, integroimalla kulmanopeus ajan suhteen, kulmapoikkeama tai yksinkertaisesti tietäen onko esine liikkunut ...

Erityisesti a MEMS-tyyppinen anturi, sinulla on pieni siru, jonka sisällä on otettu käyttöön gyroskooppi, jonka koko on 1 - 100 mikronia, eli jopa pienempi kuin hiukset. Tämä laite on riittävä niin, että kun sitä kierretään, pieni resonanssimassa liikkuu kulmanopeuden muutosten kanssa, mikä puolestaan ​​tuottaa hyvin pienivirtaisia ​​sähköisiä signaaleja, jotka ohjauspiiri lukee ja tulkitsee.

Ominaisuudet, joita sinun tulisi tarkkailla gyroskoopissa

gyroskooppi-siru

Joitakin ominaisuuksia, jotka sinun tulisi ottaa huomioon, kun se tulee valitse gyro projektisi eson:

  • Rango: suurin kulmanopeus, jonka se pystyy mittaamaan, ei saa ylittää valitsemasi gyroskoopin enimmäisaluetta. Sinulla tulisi kuitenkin olla myös paras mahdollinen herkkyys, ja tämä saavutetaan tekemällä gyro-alue ei paljon korkeammaksi kuin tarvitset.
  • liitäntä: Se ei ole liian suuri ongelma, koska 95 prosentilla markkinoilla olevista gyroskoopeista on analoginen lähtö, vaikka joissakin on digitaalinen SPI-tyyppinen liitäntä tai I2C-väylä.
  • Akselien lukumäärä: kuten kiihtyvyysmittareissa, se on jotain erittäin tärkeää. Niillä ei yleensä ole käytettävissä yhtä monta akselia kuin kiihtyvyysmittareilla, mutta mitä enemmän, sitä parempi. Nykyään jotkut 3-akselit ovat alkaneet ilmestyä, mikä on erittäin hyvä asia. Mutta useimmissa malleissa on 1 tai 2 akselia, minkä pitäisi olla riittävä useimpiin projekteihin. Kolmiakselisissa sinun tulee etsiä mallin tiedoista, mikä akseli mittaa käännöstä, koska kaksi muuta voivat myös mitata kohteen nousua ja rullaa, kun taas toinen mittaa nousua ja kallistusta.
  • kulutus: toinen tärkeistä ominaisuuksista, koska jos projektisi riippuu akusta tai kennosta, sinun on valittava vähän energiaa kuluttava. Yleensä se ei ole liikaa, keskimääräinen kulutus on yleensä noin 100 mikro ampeeria. Joillakin edistyneemmillä on virrankatkaisutoiminto, kun niitä ei käytetä.
  • Ekstrat: Joissakin moduuleissa voi olla joitain lisäominaisuuksia, kuten kiihtyvyysanturit, lämpötilamittarit jne.

Lisäksi, jos ostat moduulit, heillä on siru ja piirilevy, jossa on joitain lisäominaisuuksia, jotka helpottavat integrointia Arduinoon, esimerkiksi tarjoamalla yhteys- ja virtaliittimiä jne.

Gyros voit ostaa

On olemassa useita gyroja, joita voit ostaa kuin MPU6050 joka sisältää myös kiihtyvyysanturin. Olemme kuvanneet sitä jo toisessa artikkelissa, mutta sen lisäksi on muitakin, jotka voit helposti integroida sähköisiin projekteihisi yhdessä Arduinon kanssa.

  • Voit ostaa sellaista gyroa kuin ST Microelectronics LPY503AL. Se on yksi suosituimmista, ja voit lukea sen tietolomakkeen täältä.
  • Voit myös käyttää hitausanturi kuin Tuotteita ei löytynyt.,Tuotteita ei löytynyt. e Tuotteita ei löytynyt., MPU6050: n lisäksi ...

Sen yhteys ja integrointi Arduinoon riippuu jokaisesta mallista ja valmistajasta. Mutta se ei ole monimutkaista. Voit tarkistaa heidän tuotetiedot ja pinout tietää kuinka hallita niitä. Kysymys on tietää kuinka he työskentelevät osatakseen laskea kulmapoikkeamat ja että Arduino IDE -koodisi tulkitsee sen ja luo toiminnon vastaavasti ...


Ole ensimmäinen kommentti

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

*

*

  1. Vastuussa tiedoista: Miguel Ángel Gatón
  2. Tietojen tarkoitus: Roskapostin hallinta, kommenttien hallinta.
  3. Laillistaminen: Suostumuksesi
  4. Tietojen välittäminen: Tietoja ei luovuteta kolmansille osapuolille muutoin kuin lain nojalla.
  5. Tietojen varastointi: Occentus Networks (EU) isännöi tietokantaa
  6. Oikeudet: Voit milloin tahansa rajoittaa, palauttaa ja poistaa tietojasi.