Гироскоп: сиз билишиңиз керек болгон нерселердин бардыгы

Гироскоп модулу

Көптөгөн электрондук долбоорлор башкаруу элементине муктаж жана а гиро же гироскоп. Бул элемент, ошондой эле, шаймандын кыймылын же бурулушун байкап, бул кыймылга каршы реакцияны пайда кылышы мүмкүн. Мисалы, ал буйрук болсо, колдонуучу элементти же видео оюнду башкарууну каалаган багытта айланып кетиши мүмкүн.

The гироскоптун колдонмолору, элестетсеңер, алардын көпчүлүгү бар, мисалы, экран качан айланганын билип, иштөө тутумунда кандайдыр бир башкаруу иш-аракеттерин жасоого, автоунааларга же видео оюн каармандарына иштей турган смартфондор менен бириктирилген ж.б. Ошондой эле, ал жабдыктын түшүп калгандыгын аныктоо үчүн кээ бир ноутбуктарга бириктирилген жана ошону менен катуу дискти (HDD) убагында айландырып турган дискке урунуп, сынып кетпеши үчүн ж.б.

Алар ошондой эле көнүп калышы мүмкүн жетекчилик тутумдары, шайман кайда баратканын билүү үчүн. Бул автономдуу роботтор үчүн дагы, колдонуучулардын кийлигишүүсү менен дагы туура багытталышы керек болгон башка тутумдар үчүн дагы кызмат кылат. Дрондордо ушул типтеги элементтер орнотулган, ал тургай виртуалдык реалдуулук көз айнектери, колдонуучунун кыймылына жараша көрүнүп турган сүрөттү ылайыкташтыруу үчүн ...

Ошондой эле аскер өнөр жайы Бул гироскоптордун жардамы менен бутага багытталган биринчи ракеталарды жана ракеталарды жетектөө сыяктуу көптөгөн колдонмолор бар. Мындан тышкары, бул GPS сыяктуу заманбап спутниктик тутумдар менен бирге өтө жогорку тактыкка ээ болушу мүмкүн.

Көрүнүп тургандай, колдонмолор көп, жана, албетте, сиз, жаратуучу катары, келечектеги DIY долбоору үчүн башыңызда көп нерселер бар ...

Бир аз тарыхы

Гироскоп таасири

El багыт сезими ал көп жылдар бою, айрыкча навигация менен керек болуп келген. Биринчи тутумдар XNUMX-кылымдагы британиялык Джон Серсон сыяктуу айланма чокуга негизделген. Анын жардамы менен, ал айлануу чокусун дагы бир жолу колдонуп, ачык деңизде горизонтту көрүү мүмкүнчүлүгү азайганда же нөл болгондо табууга мүмкүнчүлүк берди.

Акырындык менен багыттоочу шаймандар биринчи гироскопко чейин өнүгө баштады 1852-жылга чейин бармак, Фуконун ойлоп табуусу менен. Ал Жердин айлануусун көрсөткөн тажрыйбанын жемиши катары чыккан. Ошол бурулушту жөнөкөй жол менен көрсөткөн маятниктүү элемент.

Торпедолор жана ракеталар үчүн аэронавигациялык жана аскердик өнөр жайдын жайылышы менен механикалык шаймандар акырындык менен өнүгүп келе жатат. Бул мааниде бөлүп көрсөтүү керек Sperry Corp гиросу, аскердик өнөр жай үчүн жана биринчи багыттагы жана заманбап түшүнүктөрдүн бири болуп калды.

Андан кийин, алар азыркы системаларга жеткенге чейин тазаланып, көлөмү кичирейип, тактык жагынан көбөйтүлө башташмак мисалы, MEMS сыяктуу технологиялардын жардамы менен электрондук жана кичирейтилген. Мындан биз буга чейин бир нерсени көргөнбүз MPU6050 нерсе ушул блогдон.

Гироскоп кантип иштейт?

MEMS гироскопу

Гироскоп же гироскоп негизделген гироскоп таасири. Бул горизонталдык огуна орнотулган диск түзгөн шайман, анын айланасында диск жогорку ылдамдыкта эркин айланганда пайда болгон көрүнүш. Эгерде байкоочу фон колун, ал эми алдыңкы огун оң колу менен түшүрсө, оң колун ылдый түшүрүп, сол жагын көтөргөндө, ал өзүнчө бир жүрүм-турумду сезет.

Байкоочу эмнени сезет? гироскоп оң колуңузду түртүп, сол колуңузду тартып алат. Бул гироскоп эффектиси деп аталат. Ал иштеп турганда, айлануу ылдамдыгы жогору (7200 RPM) болгон механикалык катуу дискти (HDD) колуңузга алып келгениңизди билбейм, бирок аны кыймылдатканда кандайдыр бир инерцияга ээ экендигин байкайсыз, бир нерсе ушул жерде мен сизге ушундай сүйлөйм ...

Ооба, бул көрүнүш кадимки гироскоптор тарабынан кыймылдын качан болорун билүү үчүн колдонулат. Учурдагы болсо да камтылган микроэлектрондук шаймандар Ушул макалада айтылган технологиялык шаймандарда алар убакыттын бирдигиндеги бурчтук жылышууну же дененин өз огунун айланасында кандайча тез айланып, башкача эффектти колдонуп кармаган татаал элементтер.

Алар аркасында абдан жакшы тактыктарга ээ болушат Белгилүү эффект менен MEMS Coriolis окшойт. Бул учурда, ал француз Гаспар-Гюстав Кориолис тарабынан 1836-жылы ачылган. Дене аталган кыймылдаткычка карата кыймылда болуп турганда айланма эталондук алкакта байкалган таасир. Ал аталган айлануу тутумундагы дененин салыштырмалуу ылдамдануусунан турат. Айтылган ылдамдануу ар дайым тутумдун айлануу огуна жана дененин ылдамдыгына перпендикуляр болот.

Бул нерсе айланып турган байкоочу көз карашынан алганда, аны ылдамдатуучу нерсеге реалдуу эмес күч болгондой, ылдамданууга дуушар болот. Бул инерциянын же ойдон чыгарылган типтеги Кориолис күчү, анын жардамы менен болот бурчтук ылдамдыгын өлчөө, бурчтук ылдамдыкты убакытка, бурчтук жылышууга карата интеграциялоо же бир нерсенин кыймылдагандыгын билүү ...

Тактап айтканда, а MEMS түрүндөгү сенсор, ичиңизде кичинекей чип бар, анын көлөмү 1-100 микрометрге чейин, башкача айтканда, адамдын чачынан дагы кичинекей гироскоп ишке ашырылган. Бул шайман айландырылганда, кичинекей резонанс массасы бурчтук ылдамдыктын өзгөрүшү менен кыймылдап, өз кезегинде башкаруу схемасы тарабынан окула турган жана чечмелене турган өтө төмөн ток сигналдарын жаратканга жетиштүү.

Гироскопто байкоо жүргүзүү керек мүнөздөмөлөр

гироскоп чипи

Кээ бир өзгөчөлүктөрдү эске алуу керек гиросун тандоо eson долбооруңуз үчүн:

  • Rango: ал өлчөй турган эң чоң бурчтук ылдамдык сиз тандаган гироскоптун максималдуу диапазонунан ашпашы керек. Бирок, сизде мүмкүн болушунча мыкты сезгичтик болушу керек жана бул гиронун диапазонун сизге караганда бир топ жогору кылбастан болот.
  • Interface: Бул анча деле көйгөй эмес, анткени рыноктогу гироскоптордун 95% аналогдук өндүрүшкө ээ, бирок SPI типтеги санарип интерфейси же I2C шинасы бар.
  • Октордун саны: акселерометрлердегидей эле, бул өтө маанилүү нерсе. Аларда, адатта, акселерометрдегидей көп огу жок, бирок канчалык көп болсо, ошончолук жакшы болот. Азыркы учурда кээ бир 3 огу пайда боло баштады, бул абдан жакшы нерсе. Бирок көпчүлүк моделдерде 1 же 2 огу бар, бул көпчүлүк долбоорлор үчүн жетиштүү болушу керек. 3 огу болгон учурда, кайсы огу бурулушту өлчөөрүн билүү үчүн, модель маалыматына кайрылыңыз, анткени калган экөө бир нерсенин бийиктигин жана тоголокчусун өлчөй алат, ал эми экинчиси бийиктигин жана эскирүүсүн өлчөйт.
  • керектөө: дагы бир маанилүү мүнөздөмөлөрдүн бири, анткени сиздин долбоор батареяга же батареяга байланыштуу болсо, анча-мынча энергияны керектегенди тандашыңыз керек. Жалпысынан алганда, бул өтө эле көп эмес, орточо керектөө, адатта, 100 микро ампердин тегерегинде болот. Кээ бир өнүккөндөр колдонулбай калганда, электр кубатын токтото туруу функциясы болот.
  • Кошумча: кээ бирлери бир эле модулда кээ бир кошумча, мисалы, акселерометр сенсорлору, температура өлчөгүчтөр ж.б.

Ошондой эле, эгер сиз сатып алсаңыз модулдар, алар чипке жана Arduino менен интеграциясын жеңилдеткен айрым кошумча нерселер менен ПКБга ээ болушат, мисалы, байланыш жана электр түйрөөчү, ж.б.

Сиз сатып алсаңыз болот

бир топ сиз сатып алсаңыз болот катары MPU6050 ошондой эле акселерометрди камтыйт. Биз буга чейин дагы бир макалада сүрөттөгөн, бирок андан тышкары, Arduino менен биргеликте электрондук долбоорлоруңузга оңой эле аралашып кете турган башка адамдар бар.

  • Сиз сыяктуу гиросун сатып алсаңыз болот STMicroelectronics LPY503AL. Бул эң популярдуу, жана анын маалымат баракчасын бул жерден окуй аласыз.
  • Сиз дагы колдоно аласыз инерциялык сенсор сыяктуу Эч кандай буюмдар табылган.,Эч кандай буюмдар табылган. e Эч кандай буюмдар табылган., MPU6050 дан тышкары ...

Анын Arduino менен байланышы жана интеграциясы ар бир моделге жана өндүрүүчүгө жараша болот. Бирок бул татаал эмес. Сиз алардын текшере аласыз берилмелер жадыбалы жана pinout аларды башкарууну билүү. Суроо, алардын бурчтук жылышууну эсептөөнү билүү үчүн кантип иштешерин билүү жана Arduino IDEдеги кодуңуз аны чечмелеп, ошого жараша аракет жасайт ...


Макаланын мазмуну биздин принциптерге карманат редакциялык этика. Ката жөнүндө кабарлоо үчүн чыкылдатыңыз бул жерде.

Комментарий биринчи болуп

Комментарий калтырыңыз

Сиздин электрондук почта дареги жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар менен белгиленет *

*

*

  1. Маалыматтар үчүн жооптуу: Мигель Анхель Гатан
  2. Маалыматтын максаты: СПАМды көзөмөлдөө, комментарийлерди башкаруу.
  3. Мыйзамдуулук: Сиздин макулдугуңуз
  4. Маалыматтарды берүү: Маалыматтар үчүнчү жактарга юридикалык милдеттенмелерден тышкары билдирилбейт.
  5. Маалыматтарды сактоо: Occentus Networks (ЕС) тарабынан уюштурулган маалыматтар базасы
  6. Укуктар: Каалаган убакта маалыматыңызды чектеп, калыбына келтирип жана жок кыла аласыз.