Жироскоп: све што треба да знате

Модул жироскопа

За многе електронске пројекте потребан је елемент управљања, а то се дешава ако имате жироскоп или жироскоп. Овај елемент такође може да детектује покрете или окрете уређаја и помаже у генерисању реакције на тај покрет. На пример, ако је реч о наредби, могла би се ротирати у смеру у којем корисник жели да контролише елемент или видео игру.

Тхе примене жироскопа, као што можете да замислите, има их много, попут оне коју интегришу паметни телефони, да бисте могли знати када је екран ротиран и извршити неку контролну радњу на оперативном систему, руковати возилима или ликовима из видео игара итд. Такође је интегрисан у неке преносне рачунаре да би се утврдило да је опрема отпала и тако могао на време да искључи чврсти диск (ХДД) како би се спречило да глава удари у ротирајући диск и поломи се итд.

Такође се могу навикнути на системи вођења, да бисте знали куда иде уређај. Ово служи како за аутономне роботе, тако и за друге системе који морају бити правилно оријентисани без интервенције или уз интервенцију корисника. На дроновима је такође уграђена ова врста елемената, па чак и наочаре за виртуелну стварност, проширена или мешана стварност, како би могли да прилагоде слику која се види према кретању корисника ...

Такође у војна индустрија Имао је много примена, попут могућности вођења првих ракета и ракета које би могле бити боље усмерене на мету захваљујући овим жироскопима. Поред тога, ово, заједно са модерним сателитским системима као што је ГПС, може имати врло високу прецизност.

Као што видите, апликација је много, и сигурно ви као произвођач имате више у глави за свој будући пројекат „уради сам“ ...

Мало историје

Ефекат жироскопа

El осећај оријентације то је било потребно дуги низ година, посебно код навигације. Први системи су се заснивали на вртиљи, попут оне из XNUMX. века, коју је дао Британац Џон Серсон. Помоћу ње намеравао је да вртићу поново искористи како би могао лоцирати хоризонт на отвореном мору када је видљивост била смањена или ништавна.

Полако су се оријентациони уређаји развијали до првог жироскопа као таквог бр попео би се до 1852. године, са Фоуцаултовим изумом. Настао је као плод експеримента којим се демонстрира ротација Земље. Елемент са клатном који би могао да покаже тај заокрет на једноставан начин.

Мало по мало, механички уређаји су се развијали ширењем ваздухопловне и војне индустрије за торпеда и ракете. Неопходно је нагласити у овом смислу Жироскоп Сперри Цорп, за војну индустрију и то је постало један од првих усмерених и модерних концепата.

После тога би почели да усавршавају, смањују величину, повећавају прецизност док не дођу до тренутних система електронски и минијатуризовани захваљујући технологијама као што је МЕМС. Из овога смо већ видели нешто у МПУ6050 ком са овог блога.

Како функционише жироскоп?

МЕМС жироскоп

Жироскоп или жироскоп је заснован на ефекат жироскопа. Ово је појава која се јавља када уређај који чини диск постављен на хоризонталној оси, око које се диск слободно окреће великом брзином. Ако посматрач одржава осу позадине левом руком, а ос предње десном, приликом спуштања десне руке и подизања леве осетиће врло необично понашање.

Оно што ће посматрач осетити је то жироскоп вам гурне десну руку и повуче леву руку. То је оно што је познато као жироскопски ефекат. Не знам да ли сте икада држали у руци механички чврсти диск (ХДД) са великим брзинама ротације (7200 о / мин), док ради, али сигурно ћете приметити да има неку инерцију када га преместите, нешто као да вам ово овде говорим ...

Па, овај феномен користе конвенционални жироскопи да би могли знати када се креће. Иако тренутни уграђени микроелектронски уређаји У технолошким уређајима, на које се односи овај чланак, реч је о софистицираним елементима који хватају угаони помак у јединици времена или колико се брзо тело окреће око своје осе, користећи другачији ефекат.

Добијају врло добре прецизности захваљујући МЕМС са познатим ефектом личи на Цориолис. У овом случају, открио га је Француз Гаспард-Густаве Цориолис 1836. Ефекат се примећује у ротирајућем референтном оквиру када је тело у покрету у односу на поменути референтни оквир. Састоји се од релативног убрзања тела у поменутом систему ротације. Наведено убрзање ће увек бити окомито на осу ротације система и на брзину тела.

Објекат у овом случају трпи убрзање са становишта ротирајућег посматрача, као да на објекту постоји нестварна сила која га убрзава. То је Кориолисова сила инерцијалног или фиктивног типа, захваљујући којој може бити измери угаону брзину, интегрисање угаоне брзине у односу на време, угаони помак или једноставно сазнање да ли се објекат померио ...

Конкретно, у а Сензор типа МЕМС, унутра имате мали чип у који је уграђен жироскоп величине од 1 до 100 микрона, односно чак мањи од људске длаке. Овај уређај је довољан да се при окретању мала резонантна маса помера са променама угаоне брзине, производећи заузврат електричне електричне сигнале врло мале струје које ће читати и тумачити управљачко коло.

Карактеристике које треба да посматрате у жироскопу

чип за жироскоп

Неке карактеристике које бисте требали узети у обзир када су у питању изаберите жироскоп за ваш пројекат есон:

  • ранго: максимална угаона брзина коју ће моћи да измери не сме прећи максимални домет жироскопа који одаберете. Међутим, требало би да имате и најбољу могућу осетљивост, а то се постиже тако што опсег жироскопа не буде много већи него што вам треба.
  • Интерфејс: То није превелики проблем, јер 95% жироскопа на тржишту има аналогни излаз, иако постоје неки са дигиталним интерфејсом типа СПИ или И2Ц магистрале.
  • Број осовина: као и код акцелерометара, то је нешто веома важно. Обично немају на располагању толико оса као у случају акцелерометара, али што више, то боље. У данашње време су почеле да се појављују неке 3-осе, што је врло добро. Али већина модела има 1 или 2 осе, што би требало бити довољно за већину пројеката. У моделима са 3 осе, требало би да погледате информације о моделу да бисте знали која ос мери заокрет, јер друге две такође могу да мере висину и котрљање предмета, док друга мери висину и нагиб.
  • Потрошња: још једна од важних карактеристика, јер ако ваш пројекат зависи од батерије или ћелије, морате одабрати ону која троши мало енергије. Генерално није превише, просечна потрошња је обично око 100 микро појачала. Неки напреднији ће имати функцију обуставе напајања када се не користе.
  • екстракт: неки могу имати неке додатне уређаје, попут сензора акцелерометра, мерача температуре итд., у истом модулу.

Такође, ако купујете модула, имаће чип и ПЦБ са неким додацима који ће им олакшати интеграцију са Ардуином, на пример, обезбеђујући конекторе и напајања, итд.

Жироскопи које можете купити

Има их неколико гирос који можете купити као МПУ6050 који такође укључује акцелерометар. Већ смо то описали у другом чланку, али поред тога постоје и други које можете лако интегрисати у своје електронске пројекте заједно са Ардуином.

  • Можете купити жироскоп попут СТМицроелецтроницс ЛПИ503АЛ. Један је од најпопуларнијих и можете погледати овде.
  • Такође можете да користите инерцијални сензор попут Није пронађен ниједан производ.,Није пронађен ниједан производ. e Није пронађен ниједан производ., поред МПУ6050 ...

Његова веза и интеграција са Ардуином зависиће од сваког модела и произвођача. Али није компликовано. Можете их проверити табеле података и пиноут да знају како да њима управљају. Питање је знати како они раде како би знали како израчунати угаони помак и да ли га ваш код у Ардуино ИДЕ интерпретира и генерише акцију у складу с тим ...


Будите први који ће коментарисати

Оставите свој коментар

Ваша емаил адреса неће бити објављена. Обавезна поља су означена са *

*

*

  1. За податке одговоран: Мигуел Ангел Гатон
  2. Сврха података: Контрола нежељене поште, управљање коментарима.
  3. Легитимација: Ваш пристанак
  4. Комуникација података: Подаци се неће преносити трећим лицима, осим по законској обавези.
  5. Похрана података: База података коју хостује Оццентус Нетворкс (ЕУ)
  6. Права: У било ком тренутку можете ограничити, опоравити и избрисати своје податке.