Mnoho elektronických projektov potrebuje prvok správy a riadenia, a to sa deje tak, že majú: gyroskop alebo gyroskop. Tento prvok môže tiež detegovať pohyby alebo otáčky zariadenia a pomôcť generovať reakciu proti tomuto pohybu. Napríklad ak ide o príkaz, môže sa otáčať v smere, v ktorom chce používateľ ovládať prvok alebo videohru.
L aplikácie gyroskopu, ako si dokážete predstaviť, je ich veľa, napríklad ten, ktorý je integrovaný v smartfónoch, aby vedel, kedy sa obrazovka otočila, a vykonal nejakú operáciu v operačnom systéme, aby zvládol vozidlá alebo postavy z videohier atď. Je tiež integrovaný do niektorých notebookov, aby sa zistilo, či došlo k pádu zariadenia, a teda aby bolo možné včas vypnúť pevný disk (HDD), aby sa zabránilo nárazu hlavy do rotujúceho disku a rozbitiu atď.
Dajú sa tiež zvyknúť navádzacie systémy, aby ste vedeli, kam smeruje zariadenie. To slúži ako pre autonómnych robotov, tak aj pre ďalšie systémy, ktoré je potrebné správne orientovať bez zásahu alebo zásahu používateľa. Drony majú tiež nainštalovaný tento typ prvkov a dokonca aj okuliare pre virtuálnu realitu, rozšírenú alebo zmiešanú realitu, aby dokázali prispôsobiť obraz, ktorý je viditeľný, podľa pohybu používateľa ...
Aj v USA vojenského priemyslu Má mnoho aplikácií, napríklad schopnosť viesť prvé rakety a rakety, ktoré by sa vďaka týmto gyroskopom mohli lepšie orientovať na cieľ, lepšou cestou. To spolu s modernými satelitnými systémami, ako je GPS, môže mať navyše veľmi vysokú presnosť.
Ako môžeš vidieť, aplikácií je veľa, a určite ako tvorca máte v hlave viac pre svoj budúci DIY projekt ...
trocha histórie
El zmysel pre orientáciu je to potrebné už mnoho rokov, najmä pri navigácii. Prvé systémy boli založené na kolovrátku, ako napríklad v XNUMX. storočí od Britov Johna Sersona. Tým zamýšľal dať rotujúcemu vrchu ďalšie využitie, aby dokázal lokalizovať horizont na otvorenom mori pri zníženej alebo nulovej viditeľnosti.
Orientačné zariadenia sa postupne vyvíjali až do prvého gyroskopu ako takého č by šlo až do roku 1852, s Foucaultovým vynálezom. Ukázalo sa to ako produkt experimentu demonštrujúceho rotáciu Zeme. Prvok s kyvadlom, ktorý by jednoduchým spôsobom dokázal túto zákrutu.
Postupne sa mechanické zariadenia vyvíjali s rozširovaním leteckého a vojenského priemyslu pre torpéda a rakety. V tomto zmysle je potrebné zdôrazniť Gyroskop Sperry Corp, pre vojenský priemysel a ten sa stal jedným z prvých smerových a moderných konceptov.
Potom by sa začali zdokonaľovať, zmenšovať, zväčšovať, pokiaľ ide o presnosť, až kým sa nedostanú k súčasným systémom elektronické a miniaturizované vďaka technológiám ako MEMS. Z toho sme už niečo videli v MPU6050 položka z tohto blogu.
Ako funguje gyroskop?
Gyroskop alebo gyroskop je založený na efekt gyroskopu. Toto je jav, ku ktorému dochádza, keď je zariadenie tvorené diskom namontovaným na vodorovnej osi, okolo ktorého sa disk voľne otáča vysokou rýchlosťou. Ak si pozorovateľ udržiava os pozadia ľavou rukou a os spredu pravou, pri spúšťaní pravej ruky a zdvíhaní ľavej strany pocíti veľmi zvláštne správanie.
To, čo pozorovateľ pocíti, je to gyroskop tlačí na vašu pravú ruku a ťahá ľavú ruku. Toto je známe ako gyroskopický efekt. Neviem, či ste niekedy držali v ruke mechanický pevný disk (HDD) s vysokou rýchlosťou otáčania (7200 ot./min.), Keď je v prevádzke, ale určite budete pozorovať, že má určitú zotrvačnosť, keď s ním hýbete, niečo takto s vami tu hovorím ...
Tento jav používajú konvenčné gyroskopy na to, aby vedeli, kedy dôjde k pohybu. Aj keď aktuálny zabudované mikroelektronické zariadenia V technologických zariadeniach, o ktorých sa hovorí v tomto článku, sú to sofistikované prvky, ktoré pomocou iného efektu zachytávajú uhlový posun za jednotku času alebo to, ako rýchlo sa teleso otáča okolo svojej osi.
Vďaka. Dosahujú veľmi dobré presnosti MEMS so známym účinkom vyzerá ako Coriolis. V tomto prípade ho objavil Francúz Gaspard-Gustave Coriolis v roku 1836. Účinok pozorovaný v rotujúcom referenčnom rámci, keď je teleso v pohybe vzhľadom na uvedený referenčný rámec. Pozostáva z relatívneho zrýchlenia tela v uvedenom systéme otáčania. Uvedené zrýchlenie bude vždy kolmé na os otáčania systému a na rýchlosť tela.
Objekt v tomto prípade podlieha zrýchleniu z pohľadu rotujúceho pozorovateľa, akoby na predmet pôsobila neskutočná sila, ktorá ho urýchľuje. Je to Coriolisova sila zotrvačného alebo fiktívneho typu, vďaka ktorej môže byť zmerajte uhlovú rýchlosť, integrácia uhlovej rýchlosti vzhľadom na čas, uhlové posunutie alebo jednoduchá informácia o tom, či sa objekt posunul ...
Konkrétne v a Senzor typu MEMS, máte vnútri malý čip, v ktorom je implementovaný gyroskop s veľkosťou od 1 do 100 mikrometrov, teda ešte menší ako ľudský vlas. Toto zariadenie je dostatočné na to, aby sa pri otáčaní pohybovala malá rezonančná hmota so zmenami uhlovej rýchlosti a následne produkovala elektrické signály s veľmi malým prúdom, ktoré budú čítané a interpretované riadiacimi obvodmi.
Vlastnosti, ktoré by ste mali sledovať v gyroskope
Niektoré z charakteristík, ktoré by ste mali brať do úvahy, keď dôjde na zvoliť gyroskop pre váš projekt eson:
- Rango: maximálna uhlová rýchlosť, ktorú bude schopný merať, nesmie prekročiť maximálny rozsah gyroskopu, ktorý si vyberiete. Mali by ste však mať tiež najlepšiu možnú citlivosť, a to sa dosiahne tým, že rozsah gyra nebude oveľa vyšší, ako potrebujete.
- rozhranie: Nie je to príliš veľký problém, pretože 95% gyroskopov na trhu má analógový výstup, aj keď existujú digitálne rozhrania typu SPI alebo I2C.
- Počet náprav: rovnako ako v akcelerometroch je to niečo veľmi dôležité. Zvyčajne nemajú k dispozícii toľko osí ako v prípade akcelerometrov, ale čím viac, tým lepšie. V dnešnej dobe sa začali objavovať nejaké 3-osi, čo je veľmi dobrá vec. Ale väčšina modelov má 1 alebo 2 osi, čo by malo stačiť pre väčšinu projektov. U 3-osových by ste sa mali podľa informácií o modeli dozvedieť, ktorá os meria zákrutu, pretože ďalšie dve môžu tiež merať rozstup a natočenie objektu, zatiaľ čo iná meria rozstup a vybočenie.
- spotreba: ďalšia z dôležitých charakteristík, pretože ak váš projekt závisí od batérie alebo článku, musíte zvoliť ten, ktorý spotrebuje málo energie. Všeobecne to nie je príliš veľa, priemerná spotreba sa zvyčajne pohybuje okolo 100 mikroampérov. Niektoré pokročilejšie budú mať funkciu pozastavenia napájania, keď sa nepoužívajú.
- Extras: niektoré môžu mať v rovnakom module niektoré doplnky, napríklad senzory akcelerometra, merače teploty atď.
Tiež, ak kupujete moduly, budú mať čip a PCB s niektorými doplnkami, ktoré uľahčia ich integráciu s Arduinom, napríklad poskytnutím pripojovacích a napájacích pinov atď.
Gyros si môžete kúpiť
Existuje niekoľko gyros si môžete kúpiť ako MPU 6050 XNUMX ktorého súčasťou je aj akcelerometer. Už sme to opísali v inom článku, ale okrem toho existujú ďalšie, ktoré môžete ľahko integrovať do svojich elektronických projektov spolu s Arduinom.
- Môžete si kúpiť gyroskop ako ST Microelectronics LPY503AL. Je to jeden z najpopulárnejších, a jeho technický list si môžete prečítať tu.
- Môžete tiež použiť inerciálny senzor ako Nenašli sa žiadne produkty.,Nenašli sa žiadne produkty. e Nenašli sa žiadne produkty., okrem MPU6050 ...
Jeho pripojenie a integrácia s Arduino bude závisieť od každého modelu a výrobcu. Nie je to však komplikované. Môžete skontrolovať ich údajové listy a pinout vedieť, ako ich spravovať. Otázkou je vedieť, ako pracujú, aby vedeli, ako vypočítať uhlový posun a že váš kód v Arduino IDE to interpretuje a podľa toho generuje akciu ...