Xhiroskopi: gjithçka që duhet të dini

Moduli i xhiroskopit

Shumë projekte elektronike kanë nevojë për një element të qeverisjes, dhe kjo ndodh duke pasur një xhiroskop ose xhiroskop. Ky element gjithashtu mund të zbulojë lëvizjet ose kthesat e pajisjes dhe të ndihmojë në krijimin e një reagimi kundër kësaj lëvizjeje. Për shembull, nëse është një komandë, mund të rrotullohet në drejtimin që përdoruesi dëshiron të kontrollojë një element ose një lojë video.

L aplikimet e një xhiroskopi, siç mund ta imagjinoni ka shumë, siç është ai i integruar nga telefonat inteligjentë që të mund të dini kur ekrani është rrotulluar dhe të kryeni disa veprime kontrolli në sistemin operativ, për të trajtuar automjete ose karaktere të lojërave video, etj. Isshtë integruar gjithashtu në disa laptopë për të përcaktuar që pajisjet janë rënë dhe kështu të jenë në gjendje të fikin diskun e ngurtë (HDD) në kohë për të parandaluar goditjen e kokës në disk rrotullues dhe prishjen, etj.

Ato gjithashtu mund të mësohen sistemet e udhëzimit, për të ditur se ku po shkon një pajisje. Kjo shërben si për robotët autonomë, ashtu edhe për sistemet e tjera që duhet të orientohen siç duhet pa ndërhyrje ose me ndërhyrje të përdoruesit. Dronët gjithashtu kanë të instaluar këtë lloj të elementeve, madje edhe syzet e realitetit virtual, realitet të shtuar ose të përzier, për të qenë në gjendje të përshtatin imazhin që shihet sipas lëvizjes së përdoruesit ...

Gjithashtu në industria ushtarake Ajo ka pasur shumë aplikime, të tilla si të qenit në gjendje të drejtojë raketat dhe raketat e para që mund të orientohen në një objektiv në një mënyrë më të mirë falë këtyre xhiroskopëve. Përveç kësaj, kjo, së bashku me sistemet moderne satelitore të tilla si GPS, mund të kenë saktësi shumë të lartë.

Siç mund ta shihni, aplikacionet janë të shumta, dhe me siguri ju, si krijues, keni më shumë në kokën tuaj për projektin tuaj të ardhshëm DIY ...

Një histori pak

Efekti i xhiroskopit

El sensi i orientimit ka qenë e nevojshme për shumë vite, veçanërisht me lundrimin. Sistemet e para ishin të bazuara në një majë rrotulluese, si ajo e shekullit të XNUMX-të nga britaniku John Serson. Me anë të tij ai synonte t'i jepte një përdorim tjetër majës që rrotullohej për të qenë në gjendje të lokalizonte horizontin në det të hapur kur shikimi zvogëlohej ose ishte nul.

Pak nga pak pajisjet e orientimit po evoluonin deri në xhiroskopin e parë si të tillë nr do të shkonte deri në 1852, me shpikjen e Foucault. Ajo u shfaq si produkt i një eksperimenti për të demonstruar rrotullimin e Tokës. Një element me një lavjerrës që mund të tregojë se kthehet në një mënyrë të thjeshtë.

Pak nga pak, pajisjet mekanike evoluan me përhapjen e industrive aeronautike dhe ushtarake për silurët dhe raketat. Necessaryshtë e nevojshme të theksohet në këtë kuptim Xhiro e Sperry Corp, për industrinë ushtarake dhe që u bë një nga konceptet e para drejtuese dhe moderne.

Pas kësaj, ata do të fillojnë të rafinojnë, zvogëlojnë përmasat, rriten për sa i përket saktësisë derisa të arrijnë në sistemet aktuale elektronike dhe të miniaturizuar falë teknologjive të tilla si MEMS. Nga kjo ne tashmë pamë diçka në Artikull MPU6050 nga ky blog.

Si funksionon xhiroskopi?

Xhiroskop MEMS

Xhiroskopi ose xhiroskopi bazohet në efekti i xhiroskopit. Ky është një fenomen që ndodh kur një pajisje e formuar nga një disk i montuar në një bosht horizontale, rreth të cilit disku rrotullohet lirshëm me shpejtësi të lartë. Nëse një vëzhgues mban boshtin e sfondit me dorën e majtë dhe boshtin e përparmë me të djathtën, kur ul dorën e djathtë dhe ngre majtas, ai do të ndiejë një sjellje shumë të veçantë.

Ajo që do të ndiejë vëzhguesi është se xhiroskopi shtyn dorën tuaj të djathtë dhe tërheq dorën tuaj të majtë. Ky është ai që njihet si efekti i xhiroskopit. Unë nuk e di nëse keni mbajtur ndonjëherë në dorë një disk mekanik të ngurtë (HDD) me shpejtësi të lartë rrotullimi (7200 RPM), kur është në veprim, por me siguri do të vëzhgoni se ka disa inerci kur e lëvizni, diçka si kjo është ajo që unë ju flas këtu ...

Epo, ky fenomen përdoret nga xhiroskopët konvencionalë për të qenë në gjendje të dinë kur ndodh një lëvizje. Edhe pse e tanishme pajisje mikroelektronike të ngulitura Në pajisjet teknologjike, të cilat përmenden në këtë artikull, ato janë elementë të sofistikuar që kapin zhvendosjen këndore për njësi të kohës ose sa shpejt rrotullohet një trup rreth boshtit të tij, duke përdorur një efekt tjetër.

Ata marrin precizione shumë të mira falë MEMS me një efekt të njohur duket si Coriolis. Në këtë rast, ajo u zbulua nga francezi Gaspard-Gustave Coriolis në 1836. Efekti vërehet në një kornizë referuese rrotulluese kur një trup është në lëvizje në lidhje me kornizën e përmendur të referencës. Ai konsiston në një nxitim relativ të trupit në sistemin në fjalë të rrotullimit. Nxitimi i thënë gjithmonë do të jetë pingul me boshtin e rrotullimit të sistemit dhe me shpejtësinë e trupit.

Objekti në këtë rast pëson një përshpejtim nga pikëpamja e vëzhguesit rrotullues, sikur të kishte një forcë joreale mbi objektin që e përshpejton atë. Shtë një forcë Coriolis e inercisë ose tipit fiktiv, në sajë të së cilës mund të jetë mat shpejtësinë këndore, integrimi i shpejtësisë këndore në lidhje me kohën, zhvendosjen këndore, ose thjesht duke ditur nëse një objekt ka lëvizur ...

Konkretisht, në një Sensori i tipit MEMS, ju keni një çip të vogël brenda të cilit është zbatuar një xhiroskop me një madhësi që varion nga 1 deri në 100 mikrometra, domethënë, madje edhe më i vogël se një qime njeriu. Kjo pajisje është e mjaftueshme që kur të rrotullohet, një masë e vogël rezonance lëviz me ndryshime në shpejtësinë këndore, duke prodhuar sinjale elektrike me rrymë shumë të ulët që do të lexohen dhe interpretohen nga qarqet e kontrollit.

Karakteristikat që duhet të vëzhgoni në një xhiroskop

çip xhiroskopi

Disa nga karakteristikat që duhet të merrni parasysh kur bëhet fjalë zgjidhni një xhiro për projektin tuaj eson:

  • Rango: Shpejtësia maksimale këndore që do të jetë në gjendje të masë nuk duhet të kalojë diapazonin maksimal të xhiroskopit që zgjidhni. Sidoqoftë, duhet të keni edhe ndjeshmërinë më të mirë të mundshme dhe kjo arrihet duke e bërë gamën e xhiros jo shumë më të lartë sesa ju nevojitet.
  • ndërfaqe: Nuk është shumë problem, pasi 95% e xhiroskopëve në treg kanë prodhim analog, megjithëse ka disa me ndërfaqe dixhitale të tipit SPI ose autobus I2C.
  • Numri i akseve: si në akselerometrat, është diçka shumë e rëndësishme. Ata zakonisht nuk kanë aq akse në dispozicion sa në rastin e akseleometrave, por sa më shumë aq më mirë. Në ditët e sotme kanë filluar të shfaqen disa 3-akse, gjë që është një gjë shumë e mirë. Por shumica e modeleve kanë 1 ose 2 akse, të cilat duhet të jenë të mjaftueshme për shumicën e projekteve. Në ato me 3 boshte, duhet të konsultoheni me informacionin e modelit për të ditur se cili bosht mat kthesën, pasi që dy të tjerët mund të matin lartësinë dhe rrotullimin e një objekti, ndërsa një tjetër mat lartësinë dhe zhurmën.
  • konsum: një tjetër nga karakteristikat e rëndësishme, pasi që nëse projekti juaj varet nga një bateri ose qelizë duhet të zgjidhni atë që konsumon pak energji. Në përgjithësi nuk është shumë, konsumi mesatar zakonisht është rreth 100 mikro amper. Disa më të përparuar do të kenë një funksion të pezullimit të energjisë kur nuk përdoren.
  • Shtesa: disa mund të kenë disa shtesa, të tilla si sensorë të akselemetrit, matës të temperaturës, etj., në të njëjtin modul.

Gjithashtu, nëse bleni module, ata do të kenë një çip dhe një PCB me disa shtesa që do të lehtësojnë integrimin e tyre me Arduino, për shembull, duke siguruar lidhjet dhe kunjat e energjisë, etj.

Gyros ju mund të blini

Disa xhiros që mund të blini si MPU6050 i cili gjithashtu përfshin akselerometër. Ne tashmë e kemi përshkruar atë në një artikull tjetër, por përveç kësaj, ka edhe të tjerë që lehtë mund t'i integroni në projektet tuaja elektronike së bashku me Arduino.

  • Ju mund të blini një xhiro si STMikroelektronikë LPY503AL. Shtë një nga më të njohurat, dhe ju mund të lexoni fletën e të dhënave këtu.
  • Ju gjithashtu mund të përdorni sensori inercial si Nuk u gjet asnjë produkt.,Nuk u gjet asnjë produkt. e Nuk u gjet asnjë produkt., përveç MPU6050 ...

Lidhja dhe integrimi i tij me Arduino do të varet nga secili model dhe prodhues. Por nuk është e komplikuar. Ju mund të kontrolloni të tyre fletët e të dhënave dhe pinout të dijë t’i menaxhojë ato. Pyetja është të dini se si ata punojnë për të ditur se si të llogarisin zhvendosjen këndore dhe që kodi juaj në Arduino IDE e interpreton atë dhe gjeneron një veprim në përputhje me rrethanat ...


Bëhu i pari që komenton

Lini komentin tuaj

Adresa juaj e emailit nuk do të publikohet. Fusha e kërkuar janë shënuar me *

*

*

  1. Përgjegjës për të dhënat: Miguel Ángel Gatón
  2. Qëllimi i të dhënave: Kontrolloni SPAM, menaxhimin e komenteve.
  3. Legjitimimi: Pëlqimi juaj
  4. Komunikimi i të dhënave: Të dhënat nuk do t'u komunikohen palëve të treta përveç me detyrim ligjor.
  5. Ruajtja e të dhënave: Baza e të dhënave e organizuar nga Occentus Networks (BE)
  6. Të drejtat: Në çdo kohë mund të kufizoni, rikuperoni dhe fshini informacionin tuaj.