Mikroelektromechaninės sistemos, žinomos kaip MEMS, yra labai mažų elektromechaninių ir mechaninių prietaisų technologija. MEMS technologijos pažanga padėjo mums kurti universalius produktus. Daugelis mechaninių įtaisų, tokių kaip Akselerometras , Giroskopą ir kt. ... dabar galima naudoti su buitine elektronika. Tai buvo įmanoma naudojant MEMS technologiją. Šie jutikliai yra supakuoti panašiai kaip ir kiti IC. Akselerometrai ir giroskopai komplimentuoja vieni kitus, todėl jie paprastai naudojami kartu. Akselerometras matuoja tiesinį objekto pagreitį arba krypties judėjimą, o žiroskopo jutiklis matuoja objekto kampinį greitį, pasvirimą ar šoninę orientaciją. Taip pat yra daugelio ašių giroskopo jutikliai.
Kas yra žiroskopo jutiklis?
Giroskopo jutiklis yra prietaisas, galintis matuoti ir palaikyti orientaciją ir kampinis greitis objekto. Tai yra labiau pažengę nei akselerometrai. Jie gali išmatuoti objekto pasvirimą ir šoninę orientaciją, o akselerometras - tik tiesinį judėjimą.
Giroskopo jutikliai taip pat vadinami kampinio greičio jutikliais arba kampinio greičio jutikliais. Šie jutikliai montuojami tose programose, kur žmonėms sunku suvokti objekto orientaciją.
Matuojant laipsniais per sekundę, kampinis greitis yra objekto sukimosi kampo pokytis per laiko vienetą.
Giroskopo jutiklis
Giroskopo jutiklio veikimo principas
Be kampinio greičio jutimo, giroskopo jutikliai taip pat gali išmatuoti objekto judėjimą. Kad būtų patikimesnis ir tikslesnis judesio jutimas, buitinėje elektronikoje giroskopo jutikliai derinami su akselerometro jutikliais.
Priklausomai nuo krypties, yra trijų tipų kampinio greičio matavimai. Žvilgsnis - horizontalus sukimasis ant plokščio paviršiaus, matant objektą iš viršaus, žingsnis - vertikalus pasukimas, matant objektą iš priekio, sukimasis - horizontalus sukimasis, matant objektą iš priekio.
Koriolio jėgos sąvoka naudojama giroskopo jutikliuose. Šiame jutiklyje, norint išmatuoti kampinį greitį, jutiklio sukimosi greitis paverčiamas elektriniu signalu. Giroskopo jutiklio veikimo principą galima suprasti stebint vibracinio žiroskopo jutiklio veikimą.
Šis jutiklis susideda iš vidinio vibruojančio elemento, sudaryto iš dvigubos T formos kristalinės medžiagos. Šią konstrukciją sudaro nejudanti dalis centre, prie kurios pritvirtinta „jutimo svirtis“ ir iš abiejų pusių „pavaros svirtis“.
Ši dviguba T struktūra yra simetriška. Kai pavaros svirtims taikomas kintamas vibracinis elektrinis laukas, atsiranda nuolatinė šoninė vibracija. Kadangi pavaros rankenos yra simetriškos, kai viena ranka juda į kairę, kita juda į dešinę, taip pašalindama nutekančią vibraciją. Stacionarioji dalis laikoma centre, o jutimo ranka lieka statiška.
Kai jutikliui taikoma išorinė sukimosi jėga, pavaros svirtims kyla vertikalios vibracijos. Tai lemia pavaros svirtelių virpesius aukštyn ir žemyn, dėl kurių sukimosi jėga veikia nejudančią dalį centre.
Stacionarios dalies sukimasis lemia vertikalias vibracijas jutimo rankose. Šios vibracijos, kurias sukelia jutimo rankos, yra matuojamos kaip elektros krūvio pokytis. Šis pokytis naudojamas matuoti jutiklio išorinę sukimosi jėgą kaip kampinį sukimąsi.
Tipai
Tobulėjant technologijoms, gaminami labai tikslūs, patikimi ir miniatiūriniai prietaisai. Tikslesni orientacijos ir judėjimo matavimai 3D erdvėje tapo įmanomi integruojant giroskopo jutiklį. Giroskopai taip pat yra skirtingų dydžių ir skirtingo veikimo.
Pagal savo dydį giroskopo jutikliai skirstomi kaip maži ir dideli. Nuo didelių iki mažų žiroskopo jutiklių hierarchiją galima priskirti žiediniam lazerio giroskopui, optinio pluošto giroskopui, skysčio giroskopui ir vibracijos giroskopui.
Populiariausias yra mažas ir patogesnis naudoti vibracijos giroskopas. Vibracijos giroskopo tikslumas priklauso nuo stacionarios elemento medžiagos, naudojamos jutiklyje, ir struktūrinių skirtumų. Taigi, norėdami padidinti vibracijos giroskopo tikslumą, gamintojai naudoja skirtingas medžiagas ir konstrukcijas.
Vibracinio giroskopo tipai
Dėl Pjezoelektriniai keitikliai , stacionariai jutiklio daliai naudojamos tokios medžiagos kaip krištolas ir keramika. Čia naudojamos tokios kristalinės medžiagos struktūros kaip dviguba T struktūra, „Tuning Fork“ ir „H“ formos derinimo šakės. Kai naudojama keraminė medžiaga, pasirenkama prizminė arba koloninė struktūra.
Vibracijos giroskopo jutiklio charakteristikos apima skalės koeficientą, temperatūros ir dažnio koeficientą, kompaktišką dydį, atsparumą smūgiams, stabilumą ir triukšmo charakteristikas.
Giroskopo jutiklis mobiliajame telefone
Siekiant palengvinti gerą vartotojo patirtį, išmanieji telefonai yra įmontuoti su įvairių tipų jutikliais. Šie jutikliai taip pat teikia telefono informaciją apie jo aplinką, taip pat padeda pailginti baterijos veikimo laiką.
Steve'as Jobsas pirmasis naudojo „Gyroscope“ technologiją buitinėje elektronikoje. „Apple iPhone“ buvo pirmasis išmanusis telefonas, turintis žiroskopo jutiklių technologiją. Naudodamiesi giroskopu išmaniajame telefone, mes galime nustatyti judesius ir gestus savo telefonais. Išmanieji telefonai paprastai turi elektroninę vibracijos žiroskopo jutiklio versiją.
Giroskopo jutiklio mobilioji programa
„Giroscope Sensor“ programa padeda nustatyti mobiliojo telefono pasvirimą ir orientaciją. Giroskopo jutiklio programa yra naudinga seniems išmaniesiems telefonams, kuriuose nėra žiroskopo jutiklio.
Tokia programa kaip „GyroEmu X Xposed“ modulis naudoja telefone esančius akselerometrą ir magnetometrą, kad imituotų giroskopo jutiklį. Giroskopo jutiklis dažniausiai naudojamas išmaniajame telefone žaidžiant aukštųjų technologijų AR žaidimus.
Programos
Giroskopo jutikliai naudojami įvairiems tikslams. Žiediniai lazeriniai žirklai naudojami orlaivių ir „Source“ maršrutiniuose autobusuose, o „Fiber Optic Gyros“ naudojami lenktyniniuose automobiliuose ir motorinėse valtyse.
Vibracijos žiroskopo jutikliai naudojami automobilių navigacijos sistemose, elektroninėse transporto priemonių stabilumo kontrolės sistemose, judančių žaidimų judesio jutikliuose, skaitmeninių fotoaparatų fotoaparato drebėjimo aptikimo sistemose, radijo bangomis valdomuose sraigtasparniuose, robotinėse sistemose ir kt.
Pagrindinės žiroskopo jutiklio funkcijos visoms reikmėms yra kampinio greičio jutimas, kampo jutimas ir valdymo mechanizmai. Vaizdų neryškumą fotoaparatuose galima kompensuoti naudojant „Gyroscope Sensor“ pagrįstą optinę vaizdo stabilizavimo sistemą.
Kūrėjai, suprasdami savo elgesį ir savybes, kuria daug efektyvių ir nebrangių produktų, tokių kaip belaidžio pelės valdymas gestais, kryžminis kėdės su ratukais valdymas, sistema, skirta valdyti išorinius įrenginius naudojant gestų komandas ir kt.
Kuriama daug naujų programų, kurios keičia tai, kaip mes galime naudoti savo gestus kaip komandas įrenginiams valdyti. Kai kurie rinkoje esantys žiroskopo jutikliai yra MAX21000, MAX21001, MAX21003, MAX21100. Kuri mobilioji programa. ar savo mobiliajame telefone imitavote giroskopo jutiklį?
