Sensor Giroskop Bekerja dan Aplikasinya

Sistem mikroelektromekanis , yang dikenal sebagai MEMS, adalah teknologi perangkat elektromekanis dan mekanis yang sangat kecil. Kemajuan dalam teknologi MEMS telah membantu kami mengembangkan produk serbaguna. Banyak perangkat mekanis seperti Akselerometer, Giroskop, dll... sekarang dapat digunakan dengan elektronik konsumen. Ini dimungkinkan dengan teknologi MEMS. Sensor ini dikemas mirip dengan IC lainnya. Akselerometer dan Giroskop saling melengkapi sehingga biasanya digunakan bersama. Akselerometer mengukur percepatan linier atau gerakan terarah suatu objek, sedangkan Sensor Giroskop mengukur kecepatan sudut atau kemiringan atau orientasi lateral objek. Sensor giroskop untuk beberapa sumbu juga tersedia.

Apa itu Sensor Giroskop?

Sensor giroskop adalah perangkat yang dapat mengukur dan mempertahankan orientasi dan kecepatan sudut suatu objek. Ini lebih maju daripada akselerometer. Ini dapat mengukur kemiringan dan orientasi lateral objek sedangkan akselerometer hanya dapat mengukur gerakan linier.

Sensor giroskop juga disebut sebagai Sensor Kecepatan Sudut atau Sensor Kecepatan Sudut. Sensor ini dipasang di aplikasi yang orientasi objeknya sulit untuk dirasakan oleh manusia.

Diukur dalam derajat per detik, kecepatan sudut adalah perubahan sudut rotasi benda per satuan waktu.

Prinsip Kerja Sensor Giroskop

Selain merasakan kecepatan sudut, sensor Giroskop juga dapat mengukur gerakan objek. Untuk sensor gerakan yang lebih kuat dan akurat, dalam elektronik konsumen, sensor Giroskop digabungkan dengan sensor Akselerometer.

Tergantung pada arahnya, ada tiga jenis pengukuran laju sudut. Yaw- Rotasi mendatar pada bidang datar bila dilihat objek dari atas, Pitch- Rotasi vertikal bila dilihat objek dari depan, Roll- rotasi horizontal bila dilihat objek dari depan.

Konsep gaya Coriolis digunakan dalam sensor Giroskop. Pada sensor ini untuk mengukur kecepatan sudut, kecepatan putaran sensor diubah menjadi sinyal listrik. Prinsip kerja sensor Giroskop dapat dipahami dengan mengamati cara kerja sensor Getaran Giroskop.

Sensor ini terdiri dari elemen getar internal yang terbuat dari bahan kristal berbentuk struktur-T ganda. Struktur ini terdiri dari bagian stasioner di tengah dengan 'Sensing Arm' yang melekat padanya dan 'Drive Arm' di kedua sisi.

Struktur T-ganda ini simetris. Ketika medan listrik getaran bolak-balik diterapkan ke lengan penggerak, getaran lateral terus menerus dihasilkan. Karena lengan Drive simetris, ketika satu lengan bergerak ke kiri, yang lain bergerak ke kanan, sehingga menghilangkan getaran yang bocor. Ini membuat bagian yang tidak bergerak tetap berada di tengah dan lengan sensor tetap statis.

Bila gaya rotasi eksternal diterapkan ke sensor, getaran vertikal disebabkan pada lengan Drive. Hal ini menyebabkan getaran lengan Drive ke arah atas dan bawah karena gaya rotasi yang bekerja pada bagian stasioner di tengah.

Rotasi bagian stasioner mengarah ke getaran vertikal di lengan penginderaan. Getaran yang disebabkan oleh lengan penginderaan ini diukur sebagai perubahan muatan listrik. Perubahan ini digunakan untuk mengukur gaya rotasi eksternal yang diterapkan pada sensor sebagai rotasi sudut.

Jenis

Dengan kemajuan teknologi, perangkat yang sangat akurat, andal, dan miniatur sedang diproduksi. Pengukuran orientasi dan gerakan yang lebih akurat dalam ruang 3D menjadi mungkin dengan integrasi sensor Giroskop. Giroskop juga tersedia dalam berbagai ukuran dengan performa berbeda.

Berdasarkan ukurannya, sensor Giroskop dibagi menjadi berukuran kecil dan besar. Dari besar hingga kecil, hierarki sensor Giroskop dapat dicantumkan sebagai Ring laser gyroscope, Fiber-optic gyroscope, Fluid gyroscope, dan Vibration gyroscope.

Berukuran kecil dan lebih mudah digunakan Giroskop getaran paling populer. Keakuratan giroskop getaran tergantung pada bahan elemen stasioner yang digunakan dalam sensor dan perbedaan struktural. Jadi, produsen menggunakan bahan dan struktur yang berbeda untuk meningkatkan akurasi giroskop getaran.

Jenis Giroskop Getaran

Untuk transduser Piezoelektrik, bahan seperti kristal dan keramik digunakan untuk bagian sensor yang tidak bergerak. Di sini untuk struktur material kristal seperti struktur T-ganda, Garpu Tala dan garpu tala berbentuk H digunakan. Ketika bahan keramik digunakan, struktur prismatik atau kolumnar dipilih.

Karakteristik sensor Vibration Gyroscope mencakup faktor skala, koefisien frekuensi-suhu, ukuran ringkas, ketahanan goncangan, stabilitas, dan karakteristik kebisingan.

Sensor Giroskop di Seluler

Untuk memfasilitasi pengalaman pengguna yang baik, saat ini smartphone disematkan dengan berbagai jenis sensor. Sensor ini juga memberikan informasi ponsel tentang sekelilingnya dan juga membantu meningkatkan masa pakai baterai.

Steve Jobs adalah orang pertama yang menggunakan teknologi Giroskop dalam elektronik konsumen. Apple iPhone adalah smartphone pertama yang memiliki teknologi sensor Giroskop. Dengan bantuan giroskop di smartphone, kita dapat mendeteksi gerakan dan gestur dengan ponsel kita. Ponsel cerdas biasanya memiliki versi elektronik dari sensor Vibration Gyroscope.

Aplikasi Seluler Sensor Giroskop

Aplikasi Sensor Giroskop membantu mendeteksi kemiringan dan orientasi ponsel. Aplikasi Sensor Giroskop berguna untuk smartphone lama yang tidak memiliki sensor Giroskop.

Aplikasi seperti GyroEmu dan modul Xposed menggunakan akselerometer dan magnetometer yang ada di ponsel untuk mensimulasikan Sensor Giroskop. Sensor Giroskop sebagian besar digunakan pada ponsel cerdas untuk memainkan game AR berteknologi tinggi.

Aplikasi

Sensor Giroskop digunakan untuk aplikasi serbaguna. Ring laser Gyros digunakan di pesawat ulang-alik dan Source sedangkan Fiber optic Gyros digunakan di mobil balap dan perahu motor.

Sensor Getaran Giroskop digunakan dalam sistem navigasi mobil, Sistem kontrol stabilitas elektronik kendaraan, penginderaan gerak untuk game seluler, sistem deteksi guncangan kamera di kamera digital, helikopter yang dikendalikan radio , Sistem robot, dll…

Fungsi utama Sensor Giroskop untuk semua aplikasi adalah penginderaan kecepatan sudut, penginderaan sudut, dan mekanisme kontrol. Gambar buram di kamera dapat dikompensasi dengan menggunakan sistem stabilisasi gambar optik berbasis Sensor Giroskop.

Dengan memahami perilaku dan karakteristik mereka, pengembang merancang banyak produk yang efisien dan berbiaya rendah seperti kontrol mouse nirkabel berbasis gerakan, kontrol arah kursi roda, sistem untuk mengontrol perangkat eksternal menggunakan perintah gerakan, dll…

Banyak aplikasi baru sedang dibuat yang mengubah cara kita menggunakan gerakan sebagai perintah untuk mengontrol perangkat. Beberapa Sensor Giroskop yang tersedia di pasaran adalah MAX21000, MAX21001, MAX21003, MAX21100. Aplikasi seluler mana. apakah Anda pernah mensimulasikan Sensor Giroskop di ponsel Anda?