Gyroskop - Užitečná navigační zařízení
Gyroskopy jsou zařízení, jejichž úkolem je měřit a udržovat úhlovou polohu předmětu. Gyroskopy se nejčastěji používají u objektů, které se obvykle neotáčí příliš rychle kolem své osy. Letadla, jako jsou letadla a helikoptéry, se obvykle otáčejí o několik stupňů kolem své osy, například během zatáčecího manévru nebo změny výšky (s výjimkou akrobatických letů). Zjištěním těchto malých odchylek pomáhají gyroskopy stabilizovat let letadla, ale změny zrychlení nebo lineární rychlosti letadla nemají vliv na měření úhlové odchylky letadla. Gyroskopy zabudované v technologii MEMS umožňují měření úhlové rychlosti a zabírají málo místa. Takové gyroskopy lze použít k určení orientace objektu a úspěšně se používají v autonomních navigačních systémech v pozemní a letecké dopravě, včetně mimozemského prostoru. Jaký je nejjednodušší způsob použití gyroskopu? Představte si kolo jízdního kola, které se otáčí rychlostí jedné otáčky za sekundu. To je ekvivalentní tvrzení, že se otáčí úhlovou rychlostí 360 stupňů za sekundu. Jak zkontrolovat směr otáčení kola měřením? Pomocí MEMS gyroskopu umožňujícího trojrozměrné měření úhlu natočení - kolem os X, Y a Z Můžete se setkat i s gyroskopy umožňujícími měření v jedné nebo dvou osách, ale s tříosými gyroskopy v podobě malé desky s elektronikou. se ukázalo jako řešení vyznačující se nízkou cenou a zároveň velmi oblíbené mezi kutily. Gyroskop je vybavení, které by měl znát každý kutil a začátečník v elektronice.
MEMS gyroskopy - malé a praktické
Pokud chcete vyvinout konstrukci svého robota z hlediska stability jeho rovnováhy při zastavení, pohybu nebo stání na nerovném povrchu, vynikajícím řešením bude použití malého gyroskopu MEMS, který měřením úhlové odchylky robota od rovnováhy pozici, odešle informace do Arduina, které bude ovládat příslušné motory a servomechanismy, dá robotu správnou polohu a zabrání jeho nechtěnému převrácení. Jak funguje MEMS gyroskop? Snímač zabudovaný v těchto zařízeních má rozměry nepřesahující průměr lidského vlasu a funguje na základě jevu mechanické rezonance. Když se gyroskop otočí, MEMS senzor převede tento pohyb na velmi nízkonapěťový signál, úměrný úhlu natočení. Poté se tento signál zesílí a přenese do mikrokontroléru, kde se v závislosti na načtené hodnotě napětí prostřednictvím programu přijímají další rozhodnutí.
Akcelerometr - snadné měření zrychlení
Akcelerometry jsou zařízení, jejichž úkolem je měřit zrychlení – veličinu popisující, jak rychle se mění rychlost objektu v čase. Akcelerometry jsou pomocnými nástroji v měřicích systémech pro detekci vibrací testovaného objektu a v navigačních systémech. Akcelerometr detekuje statické a dynamické účinky zrychlení. Statické síly zahrnují gravitaci a dynamické síly zahrnují vibrace a posun. Akcelerometry mohou měřit zrychlení v jedné, dvou nebo třech osách souřadnicového systému, ale stejně jako u gyroskopů je v popředí tříosé řešení. Struktura typického akcelerometru zahrnuje mikroskopické elektrody tvořící kondenzátor zavěšený na pružinách. Pod vlivem zrychlení se elektrody vzájemně pohybují a mění mezi nimi kapacitu - rychlost těchto změn umožňuje určit zrychlení objektu, na kterém akcelerometr pracuje. Existují také piezoelektrické akcelerometry, u kterých vhodný materiál pod vlivem mechanického vlivu generuje na svém povrchu elektrický náboj - tohoto jevu se využívá mj. při provádění seismických měření.
Magnetometr - určený pro práci s gyroskopem a akcelerometrem
Mezi MEMS senzory, které nabízí prodejna Botland, najdete přístroje se zabudovaným gyroskopem, akcelerometrem a magnetometrem - zařízením sloužícím k měření intenzity magnetického pole, nejčastěji na základě Hallova jevu nebo magnetorezistentního jevu. Pokud v Hallově magnetometru připojíme zdroj napětí na kovovou desku, způsobíme, že mezi dvěma plochami desky bude protékat proud. Když přiblížíme zdroj magnetického pole (např. magnet) k napájené desce, zkreslíme dráhu toku elektronů na povrchu desky. Pak bude jedna strana desky obsazena elektrony a druhá protony. Po připojení voltmetru mezi oba povrchy desky budeme schopni odečíst napětí, jehož hodnota závisí na intenzitě magnetického pole a směru jeho působení v prostoru. Magnetorezistivní koncepce magnetometru však využívá materiály citlivé na magnetické pole – často se nachází slitina železa a niklu. Takové materiály při vystavení magnetickému poli mění svůj odpor. MEMS senzory dostupné v naší nabídce jsou také vybaveny I2C rozhraním, díky kterému můžete snadno připojit svůj gyroskop pro práci např. s Arduinem nebo Raspberry Pi.