많은 전자 프로젝트에는 거버넌스 요소가 필요하며 이는 자이로 또는 자이로 스코프. 이 요소는 또한 장치의 움직임이나 회전을 감지하고 해당 움직임에 대한 반응을 생성하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 예를 들어 컨트롤러라면 사용자가 원하는 요소나 비디오 게임을 조작하려는 방향으로 회전할 수 있습니다.
라스 자이로 스코프의 응용, 당신이 상상할 수 있듯이 스마트 폰에 통합 된 것과 같이 화면이 회전 한시기를 알 수 있고 운영 체제에서 일부 제어 작업을 수행하고 차량 또는 비디오 게임 캐릭터 등을 처리 할 수있는 것과 같은 많은 것이 있습니다. 또한 일부 랩톱에 통합되어 장비가 떨어졌는지 확인하여 헤드가 회전하는 디스크에 부딪 히거나 파손되는 것을 방지하기 위해 제 시간에 하드 디스크 (HDD)를 끌 수 있습니다.
그들은 또한 사용할 수 있습니다 안내 시스템, 장치가 어디로 가는지 알 수 있습니다. 이는 자율 로봇과 개입없이 또는 사용자 개입없이 적절하게 지향되어야하는 기타 시스템 모두에 사용됩니다. 드론에는 또한 이러한 유형의 요소와 가상 현실 안경 (증강 또는 혼합 현실)이 설치되어있어 사용자의 움직임에 따라 보이는 이미지를 조정할 수 있습니다.
또한 군사 산업 그것은 이러한 자이로스코프 덕분에 목표물을 더 잘 지향할 수 있는 최초의 로켓과 미사일을 안내할 수 있는 것과 같은 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 또한 이것은 GPS와 같은 최신 위성 시스템과 함께 매우 높은 정밀도를 가질 수 있습니다.
보시다시피 응용 프로그램이 많습니다, 그리고 분명히 당신은 제작자로서 미래의 DIY 프로젝트를 위해 더 많은 것을 머릿속에 가지고 있을 것입니다...
약간의 역사
El 방향 감각 특히 내비게이션과 관련하여 수년 동안 필요했습니다. 첫 번째 시스템은 XNUMX세기 영국인 John Serson과 같은 팽이를 기반으로 했습니다. 그것으로 그는 시야가 줄어들거나 존재하지 않을 때 공해에서 수평선을 찾을 수 있도록 팽이를 또 다른 용도로 사용하려고 했습니다.
조금씩 오리엔테이션 가젯은 최초의 자이로스코프가 나올 때까지 진화했습니다. 1852 년까지 올라갈 것입니다, 푸코의 발명으로. 그것은 지구의 자전을 증명하기 위한 실험의 산물로서 생겨났습니다. 간단한 방법으로 회전을 보여줄 수 있는 진자가 있는 요소입니다.
어뢰와 미사일을 위한 항공 산업과 군대의 확산과 함께 기계 장치가 조금씩 진화했습니다. 이와 관련하여 주목해야 할 것은 Sperry Corp 자이로, 군사 산업을 위해 최초의 방향적이고 현대적인 개념 중 하나가되었습니다.
그 후, 현재 시스템에 도달할 때까지 정교화, 크기 축소, 정밀도 증가를 시작합니다. MEMS와 같은 기술 덕분에 전자 및 소형화. 이것으로부터 우리는 이미 MPU6050 항목 이 블로그에서.
자이로 스코프는 어떻게 작동합니까?
자이로 스코프 또는 자이로 스코프는 자이로 스코프 효과. 이것은 디스크가 수평축에 장착되어 있고 그 주위를 중심으로 디스크가 고속으로 자유롭게 회전할 때 발생하는 현상입니다. 관찰자가 왼손으로 아래쪽 축을 잡고 오른손으로 앞축을 유지하면서 오른손을 내리고 왼손을 들어 올리면 매우 이상한 행동을 느낄 것입니다.
관찰자가 느끼는 것은 자이로 스코프는 오른손을 밀고 왼손을 당깁니다.. 이것은 자이로스코프 효과로 알려진 것입니다. 회전속도(7200RPM)가 높은 기계식 하드디스크(HDD)를 손에 쥐어본 적이 있는지는 모르겠지만, 움직일 때 일정한 관성이 있다는 것을 확실히 알아차릴 수 있을 것이다. 내가 여기서 당신에게 말하는 것은 그런 것입니다 ...
음, 이 현상은 움직임이 언제 발생하는지 알 수 있도록 기존의 자이로스코프에서 사용됩니다. 비록 현재 임베디드 마이크로 전자 장치 이 기사에서 참조하는 기술 장치에는 다른 효과를 사용하여 단위 시간당 각도 변위 또는 본체가 축을 중심으로 회전하는 속도를 캡처하는 정교한 요소가 있습니다.
덕분에 매우 우수한 정밀도를 달성합니다. 이번에는 Coriolis로 알려진 효과가 있는 MEMS. 이 경우 1836년에 프랑스인 Gaspard-Gustave Coriolis에 의해 발견되었습니다. 이 효과는 물체가 기준 시스템에 대해 움직일 때 회전 기준 시스템에서 관찰됩니다. 그것은 상기 회전 시스템에서 신체의 상대적 가속으로 구성됩니다. 가속도는 항상 시스템의 회전축과 신체의 속도에 수직입니다.
이 경우 물체는 물체를 가속시키는 비현실적인 힘이 있는 것처럼 회전하는 관찰자의 관점에서 가속을 겪습니다. 그것은 관성 또는 가상 유형의 코리올리 힘입니다. 덕분에 다음을 수행할 수 있습니다. 각속도 측정, 시간에 대한 각속도 통합, 각변위, 또는 단순히 물체가 움직였는지를 아는 것...
특히 MEMS 유형 센서, 1~100마이크로미터, 즉 사람의 머리카락보다 작은 크기의 자이로스코프가 구현된 작은 칩이 있습니다. 이 장치는 회전할 때 작은 공진 질량이 각속도의 변화에 따라 움직이고 제어 회로에서 읽고 해석할 매우 낮은 전류 전기 신호를 생성하기에 충분합니다.
자이로 스코프에서 관찰해야 할 특성
때 고려해야 할 몇 가지 특성 자이로를 선택 프로젝트 eson :
- Rango: 측정할 수 있는 최대 각속도는 선택한 자이로의 최대 범위를 초과하지 않아야 합니다. 그러나 가능한 최상의 감도를 가져야 하며, 이는 자이로의 범위를 필요한 것 이상으로 너무 많이 유지하지 않음으로써 달성됩니다.
- 인터페이스: 시장에 나와 있는 자이로스코프의 95%가 아날로그 출력을 가지고 있기 때문에 그다지 문제가 되지 않습니다. 일부는 SPI 또는 I2C 버스와 같은 디지털 인터페이스가 있지만.
- 차축 수: 가속도계와 마찬가지로 매우 중요한 것입니다. 일반적으로 가속도계의 경우만큼 사용 가능한 축이 많지 않지만 많을수록 좋습니다. 요즘에는 3 개의 축이 나타나기 시작했는데 이는 매우 좋은 일입니다. 그러나 대부분의 모델에는 1 개 또는 2 개의 축이 있으므로 대부분의 프로젝트에 충분합니다. 3 축 축에서는 어떤 축이 회전을 측정하는지 알기 위해 모델 정보를 참조해야합니다. 다른 두 축은 물체의 피치와 롤을 측정하고 다른 축은 피치와 요를 측정 할 수 있기 때문입니다.
- 소비: 프로젝트가 배터리 또는 배터리에 의존하는 경우 에너지를 거의 소비하지 않는 배터리를 선택해야 하기 때문에 또 다른 중요한 특성입니다. 일반적으로 너무 많지는 않으며 평균 소비량은 일반적으로 약 100마이크로 암페어입니다. 일부 고급 제품은 사용하지 않을 때 파워 서스펜션 기능을 갖습니다.
- 추가 정보: 일부는 동일한 모듈에 가속도계 센서, 온도계 등과 같은 추가 기능이 있을 수 있습니다.
또한 사면 모듈, 예를 들어 연결 및 전원 핀 등을 제공하는 Arduino와의 통합을 용이하게 하는 몇 가지 추가 기능이 있는 칩과 PCB를 갖게 됩니다.
살 수있는 자이로
몇 가지가있다. 살 수있는 자이로 으로 MPU6050 가속도계도 포함되어 있습니다. 우리는 이미 다른 기사에서 설명했지만 그 외에도 Arduino와 함께 전자 프로젝트에 쉽게 통합할 수 있는 다른 것들이 있습니다.
- 당신은 같은 자이로를 살 수 있습니다 ST마이크로일렉트로닉스 LPY503AL. 가장 인기있는 것 중 하나이며 여기에서 그의 데이터시트를 읽을 수 있습니다..
- 당신은 또한 사용할 수 있습니다 관성 센서 으로 제품이 없습니다.,제품이 없습니다. e 제품이 없습니다., MPU6050 외에 ...
Arduino와의 연결 및 통합은 각 모델 및 제조업체에 따라 다릅니다. 그러나 그것은 복잡하지 않습니다. 당신은 그들을 확인할 수 있습니다 데이터 시트 및 핀아웃 그들을 관리하는 방법을 알고 있습니다. 문제는 각도 변위를 계산하는 방법과 Arduino IDE의 코드가 이를 해석하고 그에 따라 동작을 생성하는 방법을 알기 위해 어떻게 작동하는지 아는 것입니다...