Gyroskop - užitečné navigační zařízení
Gyroskopy jsou zařízení, jejichž úkolem je měřit a udržovat úhlovou polohu objektu. Gyroskopy se nejčastěji používají na objekty, které se obvykle příliš rychle neotáčejí kolem své osy. Letadla, jako jsou letadla a vrtulníky, se obvykle otáčejí o několik stupňů kolem své osy, např. Při zatáčení nebo změně výšky (kromě akrobatických letů). Detekcí těchto nepatrných odchylek gyroskopy pomáhají stabilizovat let letadla, ale změna zrychlení nebo lineární rychlosti plavidla nemá vliv na měření úhlového posuvu stroje. Gyroskopy 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 pozemním a leteckém provozu, včetně mimozemského prostoru. Jaký je nejjednodušší způsob použití gyroskopu? Představte si, že se kolo jízdního kola otáčí rychlostí jedné otáčky za sekundu. To je ekvivalentní tvrzení, že se otáčí úhlovou rychlostí 360 stupňů za sekundu. Jak zkontrolovat směr otáčení kola pomocí metody měření? Je to přesně pomocí gyroskopu MEMS umožňujícího trojrozměrné měření úhlu otáčení - kolem os X, Y a Z. Můžete také najít gyroskopy, které umožňují měření v jedné nebo dvou osách, ale byl to trojrozměrný osové gyroskopy v podobě malé desky s elektronikou, která se ukázala jako nízkonákladové řešení a zároveň vysoká obliba mezi kutily. Gyroskop je zařízení, které by měl každý DIY nadšenec a začínající elektronika znát.
Gyroskopy MEMS - kompaktní a praktické
Pokud chcete vyvinout konstrukci svého robota z hlediska stability vyvážení při zastavení, pohybu nebo stojícím na nerovném povrchu, pak bude dokonalým řešením použití malého gyroskopu MEMS, který měřením úhlové odchylky robota od rovnovážná poloha, odešle informace Arduinu, které ovládáním pomocí vhodných motorů a serv nastaví robota do správné polohy a zabrání mu v náhodném převrácení. Jak funguje gyroskop MEMS? Senzor zabudovaný do těchto zařízení má rozměry, které nepřesahují průměr lidského vlasu, a funguje na základě fenoménu mechanické rezonance. Při otáčení gyroskopu snímač MEMS převádí tento pohyb na signál s velmi nízkým napětím v poměru k úhlu otáčení. Poté je tento signál zesílen a odeslán do mikrokontroléru, kde jsou prostřednictvím programu učiněna další rozhodnutí v závislosti na hodnotě čteného napětí.
Akcelerometr - snadné měření zrychlení
Akcelerometry jsou zařízení, jejichž úkolem je měřit zrychlení - množství, které popisuje, jak rychle se rychlost objektu mění v průběhu času. Akcelerometry jsou užitečné nástroje v měřicích systémech pro detekci vibrací objektů a v navigačních systémech. Akcelerometr detekuje statické a dynamické účinky zrychlení. Statické síly zahrnují gravitaci a dynamické síly zahrnují vibrace a posunutí. Akcelerometry mohou měřit zrychlení v jedné, dvou nebo třech osách souřadnicového systému, ale stejně jako gyroskopy je triaxiální řešení lepší. Konstrukce typického akcelerometru sestává z mikroskopických elektrod tvořících kondenzátor zavěšený na pružinách. Pod vlivem zrychlení se elektrody navzájem pohybují a mění mezi sebou kapacitu - rychlost těchto změn umožňuje určit zrychlení objektu, na kterém akcelerometr pracuje. Existují také piezoelektrické akcelerometry, ve kterých vhodný materiál pod vlivem mechanického nárazu produkuje na svém povrchu elektrický náboj - tento jev mimo jiné využívají při provádění seismických měření.
Magnetometr - navržen pro práci s gyroskopem a akcelerometrem
Mezi senzory MEMS nabízenými v obchodě Botland najdete zařízení s vestavěným gyroskopem, akcelerometrem a magnetometrem - zařízením používaným k měření síly magnetického pole, nejčastěji na základě Hallova jevu nebo fenoménu magnetorezistence . V Hallově magnetometru, pokud připojíme zdroj napětí k kovové desce, způsobíme tok proudu mezi dvěma povrchy této desky. Když přivedeme zdroj magnetického pole (např. Magnet) do blízkosti napájené desky, tím se naruší dráha toku elektronů na povrchu desky. Poté bude jedna strana desky obsazena elektrony a druhá protony. Po připojení voltmetru mezi oba povrchy desky budeme schopni přečíst napětí, jehož hodnota závisí na síle magnetického pole a jeho směru interakce v prostoru. Na druhou stranu, magnetorezistivní koncept magnetometru využívá materiály citlivé na magnetické pole - často se vyskytuje slitina železa a niklu. Tyto materiály mění svůj odpor, jsou-li vystaveny magnetickému poli. Senzory MEMS dostupné v naší nabídce jsou také vybaveny rozhraním I2C, díky kterému můžete snadno připojit svůj gyroskop ke spolupráci, například Arduino nebo Raspberry Pi.
