Многие электронные проекты нуждаются в элементе управления, и это достигается за счет наличия гироскоп или гироскоп. Этот элемент также может обнаруживать движения или повороты устройства и способствовать возникновению реакции на это движение. Например, если это команда, она может вращаться в том направлении, в котором пользователь хочет управлять элементом или видеоигрой.
Лас- применения гироскопа, как вы понимаете, их много, например, встроенная в смартфоны, чтобы знать, когда экран был повернут, и выполнять некоторые управляющие действия в операционной системе, управлять транспортными средствами или персонажами видеоигр и т. д. Он также интегрирован в некоторые ноутбуки, чтобы определить, что оборудование упало, и, таким образом, иметь возможность вовремя выключить жесткий диск (HDD), чтобы предотвратить удар головки о вращающийся диск и т. Д.
Их также можно использовать для системы наведения, чтобы узнать, куда движется устройство. Это подходит как для автономных роботов, так и для других систем, которые необходимо правильно ориентировать без вмешательства или вмешательства пользователя. В дронах также установлены элементы этого типа и даже очки виртуальной реальности, дополненной или смешанной реальности, чтобы иметь возможность адаптировать изображение, которое видно, в соответствии с движением пользователя ...
Также в военная промышленность У него было много применений, таких как возможность направлять первые ракеты и ракеты, которые могли быть лучше ориентированы на цель благодаря этим гироскопам. Кроме того, это вместе с современными спутниковыми системами, такими как GPS, может иметь очень высокую точность.
Как вы видете, приложений много, и наверняка у вас, как у производителя, больше в голове для вашего будущего DIY-проекта ...
Немного истории
El чувство ориентации это было необходимо в течение многих лет, особенно с навигацией. Первые системы были основаны на волчке, как в XNUMX веке британца Джона Серсона. С его помощью он намеревался еще раз использовать волчок, чтобы иметь возможность определять местоположение горизонта в открытом море, когда видимость снижается или равна нулю.
Постепенно устройства ориентации развивались, пока не появился первый гироскоп как таковой. дойдет до 1852 г., с изобретением Фуко. Он появился в результате эксперимента по демонстрации вращения Земли. Элемент с маятником, который может просто показать этот поворот.
Постепенно механические устройства развивались с распространением авиационной и военной промышленности для торпед и ракет. В этом смысле необходимо подчеркнуть Гироскоп Sperry Corp., для военной промышленности, и это стало одной из первых направленных и современных концепций.
После этого они начнут совершенствоваться, уменьшаться в размерах, увеличиваться с точки зрения точности, пока не достигнут текущих систем. электронный и миниатюрный благодаря таким технологиям, как MEMS. Из этого мы уже кое-что видели в MPU6050 товар из этого блога.
Как работает гироскоп?
Гироскоп или гироскоп основан на эффект гироскопа. Это явление, которое возникает, когда устройство образовано диском, установленным на горизонтальной оси, вокруг которой диск свободно вращается с высокой скоростью. Если наблюдатель удерживает ось фона левой рукой, а ось фронта - правой, опуская правую руку и поднимая левую, он почувствует очень своеобразное поведение.
Наблюдатель почувствует, что гироскоп толкает вашу правую руку и тянет вашу левую руку. Это так называемый эффект гироскопа. Я не знаю, держали ли вы когда-нибудь в руке механический жесткий диск (HDD) с высокой скоростью вращения (7200 об / мин), когда он работает, но вы наверняка заметите, что он имеет некоторую инерцию, когда вы его перемещаете, что-то вот что я говорю с вами здесь ...
Что ж, это явление используется обычными гироскопами, чтобы знать, когда происходит движение. Хотя нынешний встроенные микроэлектронные устройства В технологических устройствах, о которых говорится в этой статье, они представляют собой сложные элементы, которые фиксируют угловое смещение в единицу времени или скорость вращения тела вокруг своей оси, используя другой эффект.
Они получают очень хорошую точность благодаря МЭМС с известным эффектом похож на Кориолиса. В данном случае он был открыт французом Гаспаром-Гюставом Кориолисом в 1836 году. Эффект наблюдается во вращающейся системе отсчета, когда тело движется относительно указанной системы отсчета. Оно состоит из относительного ускорения тела в указанной системе вращения. Это ускорение всегда будет перпендикулярно оси вращения системы и скорости тела.
В этом случае объект испытывает ускорение с точки зрения вращающегося наблюдателя, как если бы на объект действовала нереальная сила, которая его ускоряет. Это сила Кориолиса инерционного или фиктивного типа, благодаря которой она может быть измерить угловую скорость, интегрирование угловой скорости по времени, угловое смещение или просто знание того, переместился ли объект ...
В частности, в Датчик типа MEMS, у вас есть небольшая микросхема, внутри которой был реализован гироскоп размером от 1 до 100 микрометров, то есть даже меньше человеческого волоса. Этого устройства достаточно, чтобы при его вращении небольшая резонансная масса перемещалась с изменением угловой скорости, в свою очередь, создавая электрические сигналы очень слабого тока, которые будут считываться и интерпретироваться схемой управления.
Характеристики, которые следует наблюдать в гироскопе
Некоторые характеристики, которые следует учитывать, когда дело доходит до выбрать гироскоп для вашего проекта eson:
- Ранго: максимальная угловая скорость, которую он сможет измерить, не должна превышать максимальный диапазон выбранного вами гироскопа. Однако у вас также должна быть максимально возможная чувствительность, и это достигается за счет того, что диапазон гироскопа не намного выше, чем вам нужно.
- Передний конец: Это не такая уж большая проблема, поскольку 95% гироскопов на рынке имеют аналоговый выход, хотя есть и с цифровым интерфейсом типа SPI или шиной I2C.
- Количество осей: как и в акселерометрах, это очень важно. У них обычно не так много осей, как в случае акселерометров, но чем больше, тем лучше. В настоящее время стали появляться 3-х осевые, что очень хорошо. Но большинство моделей имеют 1 или 2 оси, чего должно хватить для большинства проектов. В трехосных моделях вы должны проконсультироваться с информацией модели, чтобы узнать, какая ось измеряет поворот, поскольку две другие могут также измерять тангаж и крен объекта, а другая измеряет тангаж и рыскание.
- Потребление: еще одна важная характеристика, поскольку, если ваш проект зависит от батареи или элемента, вы должны выбрать тот, который потребляет мало энергии. В целом это не так много, среднее потребление обычно составляет около 100 мкА. Некоторые более продвинутые будут иметь функцию отключения питания, когда они не используются.
- экстракт: у некоторых могут быть дополнительные функции, такие как датчики акселерометра, измерители температуры и т. д., в одном модуле.
Также, если вы купите модулиУ них будет чип и печатная плата с некоторыми дополнениями, которые облегчат их интеграцию с Arduino, например, предоставление контактов и контактов питания и т. Д.
Гироскопы можно купить
Несколько гироскопы вы можете купить como el MPU6050 который также включает акселерометр. Мы уже описывали это в другой статье, но помимо этого есть и другие, которые вы можете легко интегрировать в свои электронные проекты вместе с Arduino.
- Вы можете купить гироскоп, как ST Микроэлектроника LPY503AL. Это один из самых популярных и вы можете прочитать его техническое описание здесь.
- Вы также можете использовать инерционный датчик в качестве Товар не был найден.,Товар не был найден. e Товар не был найден., помимо MPU6050 ...
Его подключение и интеграция с Arduino будет зависеть от каждой модели и производителя. Но это не сложно. Вы можете проверить их таблицы данных и распиновка чтобы знать, как ими управлять. Вопрос в том, чтобы знать, как они работают, чтобы знать, как вычислить угловое смещение и чтобы ваш код в Arduino IDE интерпретировал его и соответственно генерировал действие ...