Mikroelektromekaniske systemer, populært kendt som MEMS, er teknologien til meget små elektromekaniske og mekaniske enheder. Fremskridt inden for MEMS-teknologi har hjulpet os med at udvikle alsidige produkter. Mange af de mekaniske anordninger såsom Accelerometer , Gyroskop osv ... kan nu bruges sammen med forbrugerelektronik. Dette var muligt med MEMS-teknologi. Disse sensorer er pakket på samme måde som andre IC'er. Accelerometre og gyroskoper komplimenterer hinanden, så de bruges normalt sammen. Et accelerometer måler den lineære acceleration eller retningsbevægelse af et objekt, mens Gyroscope Sensor måler objektets vinkelhastighed eller hældning eller lateral orientering. Gyroskopfølere til flere akser er også tilgængelige.
Hvad er en gyroskopsensor?
Gyroskop sensor er en enhed, der kan måle og vedligeholde orienteringen og Vinkelhastighed af et objekt. Disse er mere avancerede end accelerometre. Disse kan måle objektets hældning og laterale orientering, mens accelerometer kun kan måle den lineære bevægelse.
Gyroskop-sensorer kaldes også som vinkelfrekvenssensor eller vinkelhastighedssensorer. Disse sensorer er installeret i applikationer, hvor orienteringen af objektet er vanskelig at fornemme af mennesker.
Målt i grader pr. Sekund er vinkelhastigheden ændringen i genstandens rotationsvinkel pr. Tidsenhed.
Gyroskopføler
Funktionsprincip for gyroskopsensor
Udover at registrere vinkelhastigheden kan Gyroskop-sensorer også måle objektets bevægelse. For mere robust og nøjagtig bevægelsesregistrering kombineres gyroskop-sensorer i forbrugerelektronik med accelerometermålere.
Afhængigt af retningen er der tre typer vinkelfrekvensmålinger. Yaw- den vandrette rotation på en plan overflade set objektet ovenfra, Pitch- Lodret rotation set objektet set forfra, Rul- vandret rotation set objektet forfra.
Begrebet Coriolis-kraft bruges i gyroskopsensorer. I denne sensor til at måle vinkelhastigheden omdannes sensorens rotationshastighed til et elektrisk signal. Arbejdsprincippet for gyroskopsensor kan forstås ved at observere funktionen af vibrationsgyroskopsensor.
Denne sensor består af et internt vibrerende element, der består af krystalmateriale i form af en dobbelt - T-struktur. Denne struktur består af en stationær del i midten med 'Sensing Arm' fastgjort til og 'Drive Arm' på begge sider.
Denne dobbelte T-struktur er symmetrisk. Når et alternerende vibrationselektrisk felt påføres drivarmene, frembringes kontinuerlige sidevibrationer. Da drivarmene er symmetriske, når den ene arm bevæger sig mod venstre, bevæger den anden sig til højre og dermed fjerner de utætte vibrationer. Dette holder den stationære del i midten, og sensingarmen forbliver statisk.
Når den eksterne rotationskraft påføres sensoren, forårsages lodrette vibrationer på drivarmen. Dette fører til vibration af drivarmene i opad og nedadgående retning, som en roterende kraft virker på den stationære del i midten.
Drejning af den stationære del fører til de lodrette vibrationer i sensorarmene. Disse vibrationer forårsaget i sensorarmen måles som en ændring i elektrisk ladning. Denne ændring bruges til at måle den eksterne rotationskraft, der påføres sensoren som vinkelrotation.
Typer
Med teknologisk fremskridt fremstilles der meget nøjagtige, pålidelige og miniatureapparater. Mere nøjagtige målinger af orientering og bevægelse i et 3D-rum blev mulig med integrationen af Gyroscope-sensoren. Gyroskoper fås også i forskellige størrelser med forskellige præstationer.
Baseret på deres størrelser er Gyroskop-sensorer opdelt som små og store. Fra stort til lille kan hierarkiet med gyroskopsensorer angives som ringlasergyroskop, fiberoptisk gyroskop, væskegyroskop og vibrationsgyroskop.
At være lille og mere brugervenlig Vibrationsgyroskop er mest populært. Nøjagtigheden af vibrationsgyroskop afhænger af det stationære elementmateriale, der anvendes i sensoren, og strukturelle forskelle. Så producenter bruger forskellige materialer og strukturer til at øge nøjagtigheden af vibrationsgyroskop.
Typer af vibrationsgyroskop
Til Piezoelektriske transducere , materialer som krystal og keramik bruges til den stationære del af sensoren. Her bruges strukturer af krystalmateriale som dobbelt-T-struktur, Tuning Fork og H-formet tuning fork. Når der anvendes keramisk materiale, vælges prismatisk eller søjleformet struktur.
Karakteristika for vibrationsgyroskopsensoren inkluderer skaleringsfaktor, temperaturfrekvenskoefficient, kompakt størrelse, stødmodstand, stabilitet og støjegenskaber.
Gyroskop sensor i mobil
For at lette en god brugeroplevelse i dag er smartphones indlejret i forskellige typer sensorer. Disse sensorer giver også telefonoplysninger om omgivelserne og hjælper også med at øge batteriets levetid.
Steve Jobs var den første til at bruge Gyroscope-teknologi i forbrugerelektronik. Apple iPhone var den første smartphone, der har Gyroscope-sensorteknologi. Ved hjælp af gyroskop i smartphonen kan vi registrere bevægelse og bevægelser med vores telefoner. Smartphones har normalt en elektronisk version af Vibration Gyroscope-sensoren.
Gyroskop sensor mobil app
Gyroskop Sensor-appen hjælper med at registrere mobiltelefonens hældning og retning. Gyroskop Sensor-appen er nyttig til gamle smartphones, der ikke har en Gyroskop-sensor.
En app som GyroEmu et Xposed-modul bruger accelerometer og magnetometer til stede på telefonen for at simulere en gyroskopsensor. Gyroskopsensor bruges mest på smartphonen til at spille højteknologiske AR-spil.
Ansøgninger
Gyroskop sensorer bruges til alsidige applikationer. Ringlasergyroer bruges i fly- og kildetransport, mens fiberoptiske gyroer bruges i racerbiler og motorbåde.
Vibrationsgyroskop-sensorer bruges i bilnavigationssystemer, elektroniske stabilitetsstyringssystemer til køretøjer, bevægelsesregistrering til mobilspil, kamerarystelsesdetekteringssystemer i digitale kameraer, radiostyrede helikoptere, robotsystemer osv ...
Gyroskopsensorens hovedfunktioner til alle applikationer er vinkelhastighedsregistrering, vinkelføling og kontrolmekanismer. Sløring af billeder i kameraer kan kompenseres ved hjælp af Gyroscope Sensor-baseret optisk billedstabiliseringssystem.
Ved at forstå deres adfærd og egenskaber designer udviklere mange effektive og billige produkter såsom gestusbaseret kontrol af den trådløse mus, retningsstyring af kørestol, et system til styring af eksterne enheder ved hjælp af gestikommandoer osv ...
Der oprettes mange nye applikationer, der ændrer den måde, hvorpå vi kan bruge vores bevægelser som kommandoer til at styre enheder. Nogle af de gyroskopfølere, der findes på markedet, er MAX21000, MAX21001, MAX21003, MAX21100. Hvilken mobilapp. har du brugt til at simulere gyroskopsensor på din mobiltelefon?
