Mikroelektromekaniske systemer, populært kjent som MEMS, er teknologien til svært små elektromekaniske og mekaniske enheter. Fremskritt innen MEMS-teknologi har hjulpet oss med å utvikle allsidige produkter. Mange av de mekaniske innretningene som Akselerometer , Gyroskop, etc ... kan nå brukes med forbrukerelektronikk. Dette var mulig med MEMS-teknologi. Disse sensorene er pakket på samme måte som andre IC-er. Akselerometre og gyroskop komplimenterer hverandre så de brukes vanligvis sammen. Et akselerometer måler den lineære akselerasjonen eller retningsbevegelsen til et objekt, mens gyroskopsensoren måler objektets vinkelhastighet eller tilt eller sideorientering. Gyroskopfølere for flere akser er også tilgjengelige.
Hva er en gyroskopsensor?
Gyroskop sensor er en enhet som kan måle og opprettholde orienteringen og vinkelhastighet av et objekt. Disse er mer avanserte enn akselerometre. Disse kan måle objektets helling og sideorientering, mens akselerometer bare kan måle den lineære bevegelsen.
Gyroskopsensorer kalles også som vinkelfrekvenssensor eller vinkelhastighetssensorer. Disse sensorene er installert i applikasjonene der orienteringen av objektet er vanskelig å ane av mennesker.
Målt i grader per sekund er vinkelhastigheten endringen i objektets rotasjonsvinkel per tidsenhet.
Gyroskop sensor
Arbeidsprinsipp for gyroskopsensor
I tillegg til å registrere vinkelhastigheten, kan gyroskopsensorer også måle bevegelsen til objektet. For mer robust og nøyaktig bevegelsesregistrering, i forbrukerelektronikk, kombineres gyroskopsensorer med akselerometer-sensorer.
Avhengig av retningen er det tre typer målinger av vinkelfrekvens. Yaw- den horisontale rotasjonen på en flat overflate sett objektet ovenfra, Pitch- Vertikal rotasjon sett objektet forfra, Roll- horisontal rotasjon sett objektet forfra.
Konseptet med Coriolis-kraft brukes i gyroskop-sensorer. I denne sensoren konverteres rotasjonshastigheten til sensoren til et elektrisk signal for å måle vinkelhastigheten. Arbeidsprinsippet til gyroskopsensoren kan forstås ved å observere hvordan vibrasjonsgyroskopsensoren fungerer.
Denne sensoren består av et indre vibrerende element som består av krystallmateriale i form av en dobbel - T-struktur. Denne strukturen består av en stasjonær del i midten med 'Sensing Arm' festet til og 'Drive Arm' på begge sider.
Denne dobbel-T-strukturen er symmetrisk. Når et vekslende elektrisk vibrasjonsfelt påføres drivarmene, produseres kontinuerlige sidevibrasjoner. Da drivarmene er symmetriske, når den ene armen beveger seg mot venstre, beveger den andre seg mot høyre, og dermed utelukker de utette vibrasjonene. Dette holder den stasjonære delen i sentrum og sensingarmen forblir statisk.
Når den eksterne rotasjonskraften påføres sensoren, oppstår vertikale vibrasjoner på drivarmene. Dette fører til vibrasjon av drivarmene i retning oppover og nedover, på grunn av hvilken en rotasjonskraft virker på den stasjonære delen i midten.
Rotasjon av den stasjonære delen fører til de vertikale vibrasjonene i sensingarmene. Disse vibrasjonene forårsaket i sensingarmen måles som en endring i elektrisk ladning. Denne endringen brukes til å måle den eksterne rotasjonskraften som påføres sensoren som vinkelrotasjon.
Typer
Med fremskritt innen teknologi blir det produsert svært nøyaktige, pålitelige og miniatyrenheter. Mer nøyaktige målinger av orientering og bevegelse i et 3D-rom ble mulig med integrasjonen av Gyroscope-sensoren. Gyroskop er også tilgjengelig i forskjellige størrelser med forskjellige ytelser.
Basert på størrelsene er Gyroscope-sensorer delt inn som små og store. Fra stort til lite kan hierarkiet til gyroskopsensorer oppføres som ringlasergyroskop, fiberoptisk gyroskop, væskegyroskop og vibrasjonsgyroskop.
Å være liten og enklere å bruke Vibrasjonsgyroskop er mest populært. Nøyaktigheten av vibrasjonsgyroskop avhenger av det stasjonære elementmaterialet som brukes i sensoren og strukturelle forskjeller. Så, produsenter bruker forskjellige materialer og strukturer for å øke nøyaktigheten av vibrasjonsgyroskop.
Typer av vibrasjonsgyroskop
Til Piezoelektriske svingere brukes materialer som krystall og keramikk til den stasjonære delen av sensoren. Her brukes strukturer av krystallmateriale som dobbel-T-struktur, Tuning Fork og H-formet tuning gaffel. Når keramisk materiale brukes, velges prismatisk eller søylestruktur.
Kjennetegn ved vibrasjonsgyroskopsensoren inkluderer skaleringsfaktor, temperaturfrekvenskoeffisient, kompakt størrelse, støtmotstand, stabilitet og støyegenskaper.
Gyroskopsensor i mobil
For å legge til rette for en god brukeropplevelse i dag er smarttelefoner innebygd med forskjellige typer sensorer. Disse sensorene gir også telefoninformasjon om omgivelsene og hjelper også til økt batterilevetid.
Steve Jobs var den første som brukte Gyroscope-teknologi i forbrukerelektronikk. Apple iPhone var den første smarttelefonen som har Gyroscope-sensorteknologi. Ved hjelp av gyroskop i smarttelefonen kan vi oppdage bevegelse og bevegelser med telefonene våre. Smarttelefoner har vanligvis en elektronisk versjon av Vibration Gyroscope-sensoren.
Gyroskop sensor mobilapp
Gyroscope Sensor-appen hjelper deg med å oppdage vippingen og retningen på mobiltelefonen. Gyroscope Sensor-appen er nyttig for gamle smarttelefoner som ikke har en Gyroscope-sensor.
En app som GyroEmu en Xposed-modul bruker akselerometer og magnetometer tilstede på telefonen for å simulere en gyroskopsensor. Gyroskopsensor brukes mest på smarttelefonen for å spille høyteknologiske AR-spill.
applikasjoner
Gyroskop-sensorer brukes til allsidige bruksområder. Ringlasergyroer brukes i fly- og kildetransport, mens fiberoptiske gyroer brukes i racerbiler og motorbåter.
Vibrasjonsgyroskop-sensorer brukes i bilnavigasjonssystemer, elektroniske stabilitetsstyringssystemer for kjøretøy, bevegelsesregistrering for mobilspill, kamera-ristingsdeteksjonssystemer i digitale kameraer, radiostyrte helikoptre, robotsystemer osv.
Hovedfunksjonene til gyroskopsensoren for alle applikasjoner er vinkelhastighetsregistrering, vinkelføling og kontrollmekanismer. Uklarhet i kameraer kan kompenseres ved å bruke Gyroscope Sensor-basert optisk bildestabiliseringssystem.
Ved å forstå deres atferd og egenskaper utvikler utviklerne mange effektive og rimelige produkter som gestbasert kontroll av den trådløse musen, retningskontroll av rullestol, et system for å kontrollere eksterne enheter ved hjelp av gestkommandoer, osv ...
Mange nye applikasjoner blir opprettet som endrer måten vi kan bruke bevegelsene våre som kommandoer for å kontrollere enheter. Noen av gyroskopsensorene som er tilgjengelige i markedet er MAX21000, MAX21001, MAX21003, MAX21100. Hvilken mobilapp. har du brukt til å simulere gyroskopsensor på mobiltelefonen din?
