Microelectromechanical systems หรือที่รู้จักกันในชื่อ MEMS เป็นเทคโนโลยีของอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องกลขนาดเล็กมาก ความก้าวหน้าในเทคโนโลยี MEMS ช่วยให้เราพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย อุปกรณ์กลไกหลายอย่างเช่น Accelerometer , ไจโรสโคป ฯลฯ ... สามารถใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้แล้ว สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยเทคโนโลยี MEMS เซ็นเซอร์เหล่านี้บรรจุในลักษณะเดียวกับ IC อื่น ๆ Accelerometers และ Gyroscopes จะเสริมซึ่งกันและกันดังนั้นจึงมักใช้ร่วมกัน เครื่องวัดความเร่งจะวัดความเร่งเชิงเส้นหรือการเคลื่อนที่ตามทิศทางของวัตถุในขณะที่ Gyroscope Sensor จะวัดความเร็วเชิงมุมหรือการเอียงหรือการวางแนวด้านข้างของวัตถุ นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์ Gyroscope สำหรับหลายแกน
Gyroscope Sensor คืออะไร?
เซ็นเซอร์ไจโรสโคปเป็นอุปกรณ์ที่สามารถวัดและรักษาทิศทางและ ความเร็วเชิงมุม ของวัตถุ สิ่งเหล่านี้สูงกว่าเครื่องวัดความเร่ง สิ่งเหล่านี้สามารถวัดความเอียงและการวางแนวด้านข้างของวัตถุในขณะที่มาตรความเร่งสามารถวัดการเคลื่อนที่เชิงเส้นเท่านั้น
เซ็นเซอร์ Gyroscope เรียกอีกอย่างว่า Angular Rate Sensor หรือ Angular Velocity Sensors เซ็นเซอร์เหล่านี้ได้รับการติดตั้งในแอพพลิเคชั่นที่มนุษย์จับทิศทางของวัตถุได้ยาก
วัดเป็นองศาต่อวินาทีความเร็วเชิงมุมคือการเปลี่ยนแปลงของมุมการหมุนของวัตถุต่อหนึ่งหน่วยเวลา
เซ็นเซอร์ไจโรสโคป
หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ไจโรสโคป
นอกจากการตรวจจับความเร็วเชิงมุมแล้วเซ็นเซอร์ Gyroscope ยังสามารถวัดการเคลื่อนที่ของวัตถุได้อีกด้วย สำหรับการตรวจจับการเคลื่อนไหวที่แม่นยำและแม่นยำยิ่งขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซ็นเซอร์ Gyroscope จะรวมกับเซ็นเซอร์ Accelerometer
การวัดอัตราเชิงมุมมีสามประเภทขึ้นอยู่กับทิศทาง หันเห - การหมุนแนวนอนบนพื้นผิวเรียบเมื่อมองเห็นวัตถุจากด้านบน, ระยะห่าง - การหมุนแนวตั้งเมื่อมองเห็นวัตถุจากด้านหน้า, หมุน - การหมุนในแนวนอนเมื่อมองเห็นวัตถุจากด้านหน้า
แนวคิดของแรง Coriolis ถูกนำมาใช้ในเซนเซอร์ Gyroscope ในเซ็นเซอร์นี้เพื่อวัดอัตราเชิงมุมอัตราการหมุนของเซ็นเซอร์จะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ Gyroscope สามารถเข้าใจได้โดยการสังเกตการทำงานของเซ็นเซอร์ Gyroscope แบบสั่น
เซ็นเซอร์นี้ประกอบด้วยชิ้นส่วนสั่นภายในซึ่งประกอบด้วยวัสดุคริสตัลในรูปของโครงสร้างคู่ - T โครงสร้างนี้ประกอบด้วยส่วนที่หยุดนิ่งอยู่ตรงกลางโดยมี 'Sensing Arm' ติดอยู่และมี 'Drive Arm' ทั้งสองข้าง
โครงสร้างตัว T สองชั้นนี้สมมาตร เมื่อสนามไฟฟ้าสั่นสะเทือนแบบสลับถูกนำไปใช้กับแขนขับเคลื่อนจะเกิดการสั่นด้านข้างอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากแขนของไดรฟ์มีความสมมาตรเมื่อแขนข้างหนึ่งเลื่อนไปทางซ้ายอีกข้างหนึ่งไปทางขวาจึงยกเลิกการสั่นสะเทือนที่รั่วไหลออกไป สิ่งนี้ทำให้ส่วนที่หยุดนิ่งอยู่ตรงกลางและแขนตรวจจับยังคงนิ่ง
เมื่อแรงหมุนภายนอกถูกใช้กับการสั่นสะเทือนในแนวตั้งของเซ็นเซอร์จะเกิดขึ้นที่แขนของไดรฟ์ สิ่งนี้นำไปสู่การสั่นสะเทือนของแขนขับเคลื่อนในทิศทางขึ้นและลงเนื่องจากแรงหมุนกระทำกับส่วนที่หยุดนิ่งตรงกลาง
การหมุนชิ้นส่วนที่หยุดนิ่งจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในแนวตั้งในแขนตรวจจับ การสั่นสะเทือนที่เกิดในแขนตรวจจับวัดได้จากการเปลี่ยนแปลงของประจุไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงนี้ใช้เพื่อวัดแรงหมุนภายนอกที่ใช้กับเซ็นเซอร์เป็นการหมุนเชิงมุม
ประเภท
ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่มีความแม่นยำสูงเชื่อถือได้และมีการผลิตอุปกรณ์ขนาดเล็ก การวัดทิศทางและการเคลื่อนไหวที่แม่นยำยิ่งขึ้นในพื้นที่ 3 มิติเป็นไปได้ด้วยการรวมเซ็นเซอร์ Gyroscope Gyroscopes มีให้เลือกหลายขนาดและมีการแสดงที่แตกต่างกัน
เซ็นเซอร์ Gyroscope แบ่งออกเป็นขนาดเล็กและขนาดใหญ่ตามขนาดของมัน ลำดับชั้นของเซ็นเซอร์ Gyroscope ตั้งแต่ขนาดใหญ่ไปจนถึงขนาดเล็กสามารถระบุเป็นวงแหวนเลเซอร์ไจโรสโคป, ไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก, ไจโรสโคปของไหลและไจโรสโคปแบบสั่นได้
การมีไจโรสโคปแบบสั่นขนาดเล็กและใช้งานง่ายเป็นที่นิยมมากที่สุด ความแม่นยำของไจโรสโคปแบบสั่นสะเทือนขึ้นอยู่กับวัสดุองค์ประกอบนิ่งที่ใช้ในเซ็นเซอร์และความแตกต่างของโครงสร้าง ดังนั้นผู้ผลิตจึงใช้วัสดุและโครงสร้างที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มความแม่นยำของไจโรสโคปแบบสั่นสะเทือน
ประเภทของ Gyroscope การสั่นสะเทือน
สำหรับ ตัวแปลงสัญญาณ Piezoelectrical วัสดุเช่นคริสตัลและเซรามิกใช้สำหรับส่วนที่อยู่นิ่งของเซ็นเซอร์ สำหรับโครงสร้างวัสดุคริสตัลเช่นโครงสร้าง T สองชั้นจะใช้ส้อมเสียงและส้อมเสียงรูปตัว H เมื่อเลือกใช้วัสดุเซรามิกที่เป็นแท่งปริซึมหรือโครงสร้างเสา
ลักษณะของเซ็นเซอร์ Gyroscope การสั่นสะเทือนประกอบด้วยสเกลแฟกเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์ความถี่ของอุณหภูมิขนาดกะทัดรัดความต้านทานการกระแทกเสถียรภาพและลักษณะเสียงรบกวน
Gyroscope Sensor ในมือถือ
เพื่ออำนวยความสะดวกในประสบการณ์การใช้งานที่ดีปัจจุบันสมาร์ทโฟนถูกฝังด้วยเซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ เซ็นเซอร์เหล่านี้ยังให้ข้อมูลโทรศัพท์เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมและยังช่วยยืดอายุแบตเตอรี่
Steve Jobs เป็นคนแรกที่ใช้เทคโนโลยี Gyroscope ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค Apple iPhone เป็นสมาร์ทโฟนเครื่องแรกที่มีเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ Gyroscope ด้วยความช่วยเหลือของไจโรสโคปในสมาร์ทโฟนเราสามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวและท่าทางด้วยโทรศัพท์ของเราได้ โดยปกติแล้วสมาร์ทโฟนจะมีเซ็นเซอร์ Vibration Gyroscope เวอร์ชันอิเล็กทรอนิกส์
Gyroscope Sensor Mobile App
แอพ Gyroscope Sensor ช่วยตรวจจับการเอียงและการวางแนวของโทรศัพท์มือถือ แอป Gyroscope Sensor มีประโยชน์สำหรับสมาร์ทโฟนรุ่นเก่าที่ไม่มีเซ็นเซอร์ Gyroscope
แอปเช่น GyroEmu โมดูล Xposed ใช้ accelerometer และ magnetometer ที่มีอยู่ในโทรศัพท์เพื่อจำลอง Gyroscope Sensor Gyroscope Sensor ส่วนใหญ่จะใช้ในสมาร์ทโฟนเพื่อเล่นเกม AR เทคโนโลยีชั้นสูง
การใช้งาน
Gyroscope Sensors ใช้สำหรับงานอเนกประสงค์ วงแหวนเลเซอร์ไจโรใช้ในรถรับส่งเครื่องบินและต้นทางในขณะที่ไฟเบอร์ออปติกไจโรใช้ในรถแข่งและเรือยนต์
เซ็นเซอร์ไจโรสโคปแบบสั่นใช้ในระบบนำทางในรถยนต์, ระบบควบคุมเสถียรภาพแบบอิเล็กทรอนิกส์ของยานพาหนะ, การตรวจจับการเคลื่อนไหวสำหรับเกมบนมือถือ, ระบบตรวจจับการสั่นไหวของกล้องในกล้องดิจิทัล, เฮลิคอปเตอร์บังคับวิทยุ, ระบบหุ่นยนต์ ฯลฯ ...
หน้าที่หลักของ Gyroscope Sensor สำหรับการใช้งานทั้งหมด ได้แก่ การตรวจจับความเร็วเชิงมุมการตรวจจับมุมและกลไกการควบคุม ความเบลอของภาพในกล้องสามารถชดเชยได้โดยใช้ระบบป้องกันภาพสั่นไหวที่ใช้ Gyroscope Sensor
ด้วยการทำความเข้าใจพฤติกรรมและลักษณะเฉพาะของพวกเขานักพัฒนากำลังออกแบบผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพและต้นทุนต่ำมากมายเช่นการควบคุมเมาส์ไร้สายโดยใช้ท่าทางการควบคุมทิศทางของเก้าอี้ล้อเลื่อนระบบควบคุมอุปกรณ์ภายนอกโดยใช้คำสั่งท่าทาง ฯลฯ ...
มีการสร้างแอปพลิเคชั่นใหม่ ๆ มากมายซึ่งกำลังเปลี่ยนวิธีที่เราสามารถใช้ท่าทางสัมผัสของเราเป็นคำสั่งในการควบคุมอุปกรณ์ Gyroscope Sensors บางตัวที่มีจำหน่ายในตลาด ได้แก่ MAX21000, MAX21001, MAX21003, MAX21100 แอพมือถือตัวไหน. คุณเคยจำลอง Gyroscope Sensor บนโทรศัพท์มือถือของคุณหรือไม่?
