Giroscop: tot ce trebuie să știți

Modul giroscop

Multe proiecte electronice au nevoie de un element de guvernanță, iar acest lucru se întâmplă prin a avea un giroscop sau giroscop. Acest element poate detecta, de asemenea, mișcări sau rotații ale dispozitivului și poate ajuta la generarea unei reacții împotriva acestei mișcări. De exemplu, dacă este o comandă, s-ar putea roti în direcția în care utilizatorul dorește să controleze un element sau un joc video.

Las aplicațiile unui giroscop, după cum vă puteți imagina, există multe, cum ar fi cel integrat de smartphone-uri pentru a putea ști când a fost rotit ecranul și a efectua unele acțiuni de control asupra sistemului de operare, pentru a gestiona vehicule sau personaje de jocuri video etc. De asemenea, este integrat în unele laptop-uri pentru a determina dacă echipamentul a fost scăpat și, astfel, a putea opri hard disk-ul (HDD) la timp pentru a preveni lovirea capului de discul rotativ și ruperea etc.

Ele pot fi, de asemenea, obișnuite sisteme de ghidare, pentru a ști unde se îndreaptă un dispozitiv. Acest lucru servește atât pentru roboți autonomi, cât și pentru alte sisteme care trebuie orientate corespunzător fără intervenție sau cu intervenția utilizatorului. Dronele au și acest tip de elemente instalate și chiar ochelari de realitate virtuală, realitate augmentată sau mixtă, pentru a putea adapta imaginea care este văzută în funcție de mișcarea utilizatorului ...

Tot în industria militară A avut multe aplicații, cum ar fi posibilitatea de a ghida primele rachete și rachete care ar putea fi orientate către o țintă într-un mod mai bun datorită acestor giroscopuri. În plus, acest lucru, împreună cu sistemele moderne de satelit precum GPS, poate avea o precizie foarte mare.

După cum puteți vedea, aplicațiile sunt multeși cu siguranță tu, ca producător, ai mai mult în cap pentru viitorul tău proiect DIY ...

Un pic de istorie

Efect giroscop

El simțul orientării a fost necesar de mulți ani, mai ales cu navigația. Primele sisteme s-au bazat pe un vârf rotativ, ca cel din secolul al XVIII-lea al britanicului John Serson. Cu el a intenționat să dea o altă utilizare vârfului rotativ pentru a putea localiza orizontul în marea liberă atunci când vizibilitatea era redusă sau nulă.

Încetul cu încetul, dispozitivele de orientare au evoluat până la primul giroscop ca atare nr ar urca până în 1852, cu invenția lui Foucault. A apărut ca produs al unui experiment pentru a demonstra rotația Pământului. Un element cu un pendul care ar putea arăta acea cotitură într-un mod simplu.

Încetul cu încetul, dispozitivele mecanice au evoluat odată cu proliferarea industriilor aeronautice și militare pentru torpile și rachete. Este necesar să subliniem în acest sens Sperry Corp giroscop, pentru industria militară și care a devenit unul dintre primele concepte direcționale și moderne.

După aceea, vor începe să rafineze, să reducă dimensiunea, să crească în termeni de precizie până când vor ajunge la sistemele actuale electronice și miniaturizate datorită tehnologiilor precum MEMS. Din aceasta am văzut deja ceva în Articol MPU6050 de pe acest blog.

Cum funcționează un giroscop?

Giroscop MEMS

Giroscopul sau giroscopul se bazează pe efect giroscop. Acesta este un fenomen care apare atunci când un dispozitiv format dintr-un disc montat pe o axă orizontală, în jurul căruia discul se rotește liber cu viteză mare. Dacă un observator menține axa fundalului cu mâna stângă și axa frontului cu dreapta, atunci când coboară mâna dreaptă și ridică stânga, va simți un comportament deosebit.

Ceea ce va simți observatorul este că giroscopul vă împinge mâna dreaptă și vă trage mâna stângă. Acesta este ceea ce este cunoscut sub numele de efect giroscop. Nu știu dacă ați ținut vreodată în mână un hard disk mecanic (HDD) cu viteze mari de rotație (7200 RPM), când este în funcțiune, dar cu siguranță veți observa că are o oarecare inerție când îl mutați, ceva asa iti vorbesc aici ...

Ei bine, acest fenomen este folosit de giroscopurile convenționale pentru a putea ști când are loc o mișcare. Deși curentul dispozitive microelectronice încorporate În dispozitivele tehnologice, la care se face referire în acest articol, acestea sunt elemente sofisticate care surprind deplasarea unghiulară pe unitate de timp sau cât de repede se rotește un corp în jurul axei sale, folosind un efect diferit.

Ei primesc precizii foarte bune datorită MEMS cu efect cunoscut seamănă cu Coriolis. În acest caz, a fost descoperit de francezul Gaspard-Gustave Coriolis în 1836. Efectul este observat într-un cadru de referință rotativ atunci când un corp este în mișcare față de respectivul cadru de referință. Acesta constă într-o accelerare relativă a corpului în sistemul de rotație menționat. Această accelerație va fi întotdeauna perpendiculară pe axa de rotație a sistemului și pe viteza corpului.

Obiectul în acest caz suferă o accelerație din punctul de vedere al observatorului rotativ, ca și cum ar exista o forță ireală asupra obiectului care îl accelerează. Este o forță Coriolis de tip inerțial sau fictiv, datorită căreia poate fi măsurați viteza unghiulară, integrând viteza unghiulară în raport cu timpul, deplasarea unghiulară sau pur și simplu știind dacă un obiect s-a mișcat ...

Mai exact, într-un Senzor tip MEMS, aveți un cip mic în interiorul căruia a fost implementat un giroscop cu o dimensiune cuprinsă între 1 și 100 micrometri, adică chiar mai mic decât un fir de păr uman. Acest dispozitiv este suficient astfel încât atunci când este rotit, o mică masă de rezonanță se mișcă cu modificări ale vitezei unghiulare, producând la rândul său semnale electrice de curent foarte mic care vor fi citite și interpretate de circuitele de control.

Caracteristici pe care ar trebui să le observați într-un giroscop

cip giroscop

Unele dintre caracteristicile de care ar trebui să țineți cont atunci când vine vorba alege un giroscop pentru proiectul dvs. eson:

  • Rango: viteza unghiulară maximă pe care o va putea măsura nu trebuie să depășească intervalul maxim al giroscopului pe care îl alegeți. Cu toate acestea, ar trebui să aveți și cea mai bună sensibilitate posibilă, iar acest lucru se realizează prin creșterea gamei giroscopice cu mult mai mare decât aveți nevoie.
  • interfață: Nu este o problemă prea mare, deoarece 95% din giroscopele de pe piață au ieșire analogică, deși există unele cu o interfață digitală de tip SPI sau magistrală I2C.
  • Numărul de axe: la fel ca în accelerometre, este ceva foarte important. Nu au de obicei la dispoziție atât de multe axe ca în cazul accelerometrelor, dar cu cât sunt mai multe cu atât mai bine. În zilele noastre au început să apară câteva axe 3, ceea ce este un lucru foarte bun. Dar majoritatea modelelor au 1 sau 2 axe, ceea ce ar trebui să fie suficient pentru majoritatea proiectelor. În cele cu 3 axe, ar trebui să consultați informațiile despre model pentru a ști care axă măsoară rotația, deoarece celelalte două pot măsura, de asemenea, pasul și rularea unui obiect, în timp ce altul măsoară pasul și falca.
  • Consum: o alta dintre caracteristicile importante, deoarece daca proiectul tau depinde de o baterie sau o celula trebuie sa alegi una care consuma putina energie. În general nu este prea mult, consumul mediu este de obicei în jur de 100 de microamperi. Unele mai avansate vor avea o funcție de suspendare a alimentării atunci când nu sunt utilizate.
  • Extras: unele pot avea unele elemente suplimentare, cum ar fi senzori de accelerometru, contoare de temperatură etc., în același modul.

De asemenea, dacă cumpărați moduleVor avea cipul și un PCB cu niște extras care le vor facilita integrarea cu Arduino, de exemplu, asigurând conexiune și pini de alimentare etc.

Gyros puteți cumpăra

Câteva gyros pe care le puteți cumpăra ca MPU6050 care include și accelerometru. Am descris-o deja într-un alt articol, dar pe lângă acestea, există și altele pe care le puteți integra cu ușurință în proiectele dvs. electronice împreună cu Arduino.

  • Puteți cumpăra un giroscop precum STMicroelectronics LPY503AL. Este una dintre cele mai populare și puteți citi foaia sa de date aici.
  • Puteți utiliza, de asemenea, senzor inerțial ca Nu au fost găsite produse.,Nu au fost găsite produse. e Nu au fost găsite produse., pe lângă MPU6050 ...

Conexiunea și integrarea sa cu Arduino vor depinde de fiecare model și producător. Dar nu este complicat. Le puteți verifica fișe tehnice și identificare să știi cum să le gestionezi. Întrebarea este să știți cum funcționează pentru a ști cum să calculeze deplasarea unghiulară și că codul dvs. din Arduino IDE îl interpretează și generează o acțiune în consecință ...


Conținutul articolului respectă principiile noastre de etică editorială. Pentru a raporta o eroare, faceți clic pe aici.

Fii primul care comenteaza

Lasă comentariul tău

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

*

*

  1. Responsabil pentru date: Miguel Ángel Gatón
  2. Scopul datelor: Control SPAM, gestionarea comentariilor.
  3. Legitimare: consimțământul dvs.
  4. Comunicarea datelor: datele nu vor fi comunicate terților decât prin obligație legală.
  5. Stocarea datelor: bază de date găzduită de Occentus Networks (UE)
  6. Drepturi: în orice moment vă puteți limita, recupera și șterge informațiile.