Akselerometer vs Giromoskop: Perbedaan Utama & Cara Memilih Sensor yang Tepat

Sensor gerak penting dalam dunia teknologi dengan ribuan karena mendeteksi dan mengukur gerakan. Sensor meliputi akselerometer vs giromoskop yang bekerja melalui sistem mikroelektromekanikal (MEMS).

Berita baiknya Anda akan menemukan banyak sensor di pasaran. Namun, menentukan perangkat terbaik mungkin sulit sehingga kita akan membahas perbedaan antara akselerometer dan giromoskop hari ini.

Giromoskop

(giromoskop)

Definisi

Sensor giromoskop adalah perangkat kompak yang menentukan orientasi atau perubahan rotasi dengan bantuan gravitasi Bumi. Prinsip utamanya adalah menjaga momentum sudut.

Beberapa giromoskop meliputi MEMS, giromoskop elektronik dan mekanik, dll.

Prinsip Kerja

Struktur giromoskop terdiri dari rotor, gimbal (tiga cincin yang mengelilingi rotor), frame giromoskop, dan sumbu putar.

Bagian-bagian giromoskop

Biasanya, giromoskop beroperasi melalui efek precesi di mana memutar sumbu putar memungkinkannya untuk menantang gravitasi. Dengan kata lain, ia akan menyesuaikan dirinya secara instan ke sisi daripada jatuh karena gaya gravitasi.

Aplikasi

• Beberapa aplikasi giromoskop meliputi;
• Elektronik konsumen melalui giromoskop MEMS seperti ponsel Android kelas atas dan menengah,
• Sistem navigasi inersial melalui Unit Pengukuran Inersial (IMU),
• Stabilitas di kapal, motor, dan kendaraan,
• Stasiun angkasa, dan

(stasiun angkasa orbit)

• Pesawat.

Akselerometer

Definisi

Akselerometer adalah perangkat elektromekanis yang mendeteksi dan mengukur percepatan non-gravitasi. Artinya, responsif terhadap getaran yang disebabkan oleh gerakan terhadap waktu.

Akselerometer PCB

Selain itu, mereka biasanya menentukan orientasi dan mendeteksi getaran, kecepatan, atau posisi.

Prinsip Kerja

Akselerometer memiliki dua prinsip kerja yang berbeda, yaitu perubahan kapasitansi dan efek piezoelektrik.

Perubahan kapasitansi

Metode pertama menggunakan rumus untuk menemukan percepatan. Jadi, Gaya = Massa × Percepatan. Oleh karena itu, percepatan akan menjadi Gaya/Massa benda yang ada.

Langkah-langkah kerja

• Pertama, ada dua plat kapasitif.
• Kemudian, massa benda akan menekan salah satu plat kapasitif dan menyebabkan perubahan kapasitansi. Dengan cara itu, Anda juga akan mengukur gaya.
• Terakhir, kita mengukur percepatan menggunakan nilai massa dan gaya yang diketahui.

Efek piezoelektrik

Langkah-langkah

• Akselerometer akan menghasilkan tegangan ketika ada getaran karena mengandung struktur kristal mikro yang menghasilkan tegangan saat ditekan.
• Kedua, tegangan yang dihasilkan memberikan pembacaan jumlah percepatan yang ada.

Aplikasi

• Aplikasi akselerometer adalah sebagai berikut;
• Aplikasi atau game yang memerlukan sensor gerak seperti Kinect, Wii, dll.,
• Pakaian atau pelacak kebugaran,

(jaringan tubuh nirkabel wearable)

• Peralatan medis, misalnya, bagian buatan tubuh,
• Pendeteksi jatuh,
• Pendeteksi gempa bumi,
• Pendeteksi kemiringan, seperti di iPhone untuk mendeteksi apakah ponsel dalam mode landscape atau portrait,
• Aplikasi peta/kompass di perangkat seluler melalui pengelompokan sumbu (Android, iPhone, dll.)

Perbedaan Antara Giromoskop dan Akselerometer

Tabel perbandingan di bawah ini menunjukkan perbedaan antara akselerometer dan giromoskop.

Cara Memilih Akselerometer vs Giromoskop?

Saat memilih akselerometer atau giromoskop, ada beberapa kriteria yang perlu Anda pertimbangkan sebelum pembelian. Selain itu, pilihan Anda seringkali tergantung pada proyek dan kebutuhannya.

Mari kita lihat berbagai faktor yang diperlukan.

Akselerometer

Faktor-faktor meliputi;

• Rentang

Jika Anda ingin mengukur percepatan dengan presisi tinggi, pilih akselerometer dengan rentang tinggi, idealnya 2Gs atau lebih. Percepatan tertinggi yang diukur dapat mendekati 5000Gs.

• Antarmuka

Meskipun dapat menghubungkan akselerometer melalui sirkuit analog dan digital, lebih baik memilih yang menggunakan antarmuka digital. Contoh antarmuka adalah antarmuka serial seperti I2C atau SPI, antarmuka PWM, atau antarmuka konverter analog-ke-digital. Ia juga dapat dihubungkan dengan papan seperti Raspberry Pi dan Arduino.

• Jumlah sumbu yang diukur.

Dua jenis akselerometer meliputi tiga atau dua sumbu.

Akselerometer tiga sumbu

Saat ini, fokus telah beralih ke akselerometer satu sumbu yang tampak seperti akselerometer 3-sumbu mini. Akselerometer mini-3-sumbu ideal karena mengukur percepatan dengan presisi tinggi tetapi hanya bekerja pada beberapa perangkat. Namun, mereka terjangkau.

• Penggunaan Daya

Kemudian, pertimbangkan ukuran papan rangkaian terintegrasi dan massa akselerometer karena mereka mempengaruhi konsumsi daya dan sensitivitas performa. Juga, konsumsi arus yang disarankan sekitar 100-an µA.

Selanjutnya, Anda dapat menemukan akselerometer digital dengan fitur tidur karena akan membantu menghemat energi ketika perangkat tidak aktif.

• Fitur Bonus

Model akselerometer yang lebih baru memiliki fitur bonus seperti deteksi ketukan, deteksi 0-g, kontrol tidur, dan rentang pengukuran yang dapat dipilih.

• Sensitivitas

Sensitivitas merujuk pada jumlah gaya vertikal yang dapat diukur oleh akselerometer menurut perubahan percepatan. Sayangnya, mempercepat akselerometer secara konsisten menghasilkan pengukuran yang tidak akurat karena output sensitivitas rendah.

• Biaya

Terakhir, selalu perhatikan anggaran Anda. Misalnya, jika Anda perlu mengukur percepatan dengan biaya kecil, pilih sakelar tilt/Richter dan bukan akselerometer.

Akselerometer VS Giromoskop： Giromoskop

Faktor-faktor meliputi;

• Rentang

Pertama, jaga rentang maksimum giromoskop lebih rendah dari kecepatan sudut maksimum yang perlu Anda ukur. Di sisi lain, jaga rentang giromoskop sedikit lebih tinggi dari nilai yang diharapkan untuk presisi dan sensitivitas yang lebih tinggi.

• Digital vs. Analog (Antarmuka)

Hampir semua giromoskop memiliki antarmuka output analog, tetapi dalam kasus langka, Anda akan menemukan beberapa dengan antarmuka digital, yaitu I2C atau SPI. Antarmuka output analog mudah diintegrasikan dengan MCU.

• Jumlah sumbu yang diukur.

Giromoskop tiga sumbu

Giromoskop 3-sumbu baru-baru ini mulai meningkat, giros yang tersedia di pasaran adalah 2-atau 1-sumbu. Selama pemilihan Anda, pilih giromoskop yang sesuai dengan kebutuhan pengukuran Anda. Misalnya, beberapa perangkat 2-sumbu sering mengukur goyangan dan dondong, sementara yang lain dapat mengukur yaw dan dondong.

• Penggunaan Daya

Jika Anda bekerja pada proyek yang didayakan baterai, pilihan gyros Anda harus dipertimbangkan dalam hal konsumsi daya. Konsumsi arus standar berada dalam rentang 100-an µA.

Juga, lihat apakah gyro memiliki fungsi tidur untuk penghematan energi ketika tidak dibutuhkan.

• Fitur Bonus

Hampir semua gyro memiliki fitur tambahan output suhu yang membantu dalam kompensasi drift.

• Biaya

Biaya giromoskop tidak mengalahkan faktor-faktor lainnya. Oleh karena itu, Anda dapat memilih yang murah.

Kesimpulan

Terima kasih telah menyisihkan waktu sampai bagian akhir topik ini. Kami harap di masa depan, Anda akan membuat pilihan yang tepat pada akselerometer atau giromoskop. Jika, namun, Anda memerlukan klarifikasi, silakan hubungi kami untuk bantuan.