سنسور ژیروسکوپ چیست و چگونه کار میکند؟

 

 

 

 

از ژیروسکوپ برای تعیین شیب، زاویه، خط افق، و مواردی از این قبیل استفاده میشود. دستگاه های جدید (مثل موبایل های امروزی) هم دارای سنسور ژیروسکوپ هستند که از آن برای مشخص شدن وضعیت قرار گیری گوشی استفاده میشود. مثل وقتی که گوشی خود را میچرخانید و گوشی آن را تشخیص میدهد و صفحه نمایش را تنظیم میکند.

 

اما ژیروسکوپ چگونه کار میکند؟

زمانی که چیزی به حول یک محور میچرخد دارای شتاب زاویه ای است. میزان سرعت یک چرخ در حال چرخش با واحد “RPS” که مخفف سه کلمه “Revolutions Per Second” به معنی "دور بر ثانیه" و یا “DPS” که مخفف سه کلمه Degree Per Second و به معنی درجه در ثانیه است اندازه گیری میشود.

 

 

 

محور Z در ژیروسکوپ عکس زیر با محور چرخش چرخ هم تراز و مساوی است.

 

 

 

اگر سنسور ژیروسکوپ را به چرخ موجود در عکس بالا بچسبانید، میتوانید شتاب زاویه محور Z در ژیروسکوپ را اندازه گیری کنید. دو محور دیگر، چرخشی را اندازه نمیگیرند. تصور کنید که اگر چرخ در هر ثانیه یک دور بچرخد، دارای شتاب زاویه ی 360 درجه در ثانیه خواهد بود. جهت چرخش چرخ نیز مهم است. آیا حول محور به جهت عقربه های ساعت است و یا برعکس؟

 

 

یک ژیروسکوپ سه محوره (MEMS (MicroMechanical، که دقیقا مشبه سنسور ژیروسکوپی است که در عکس بالا نشان داده شده، میتواند چرخش حول سه محور X, Y و Z را تشخیص دهد. بعضی از ژیروسکوپ ها هستند که تنها میتوانند چرخش حول یک و یا دو محور را تشخیص دهند. اما استفاده از یک زیروسکوپ سه محوره در یک چیپ در مدار دستگاه میتواند کم هزینه تر، کوچک تر و بهتر باشد.

 

ژیروسکوپ ها معمولا در وسایلی استفاده میشون که چندان سریع نمیچرخند. برای مثال هواپیما ها نمیچرخند، اما چند درجه در هر جهت حرکت میکنند و اندکی چرخش دارند. با تشخیص این حرکت ها و چرخش ها ژیروسکوپ ها میتوانند به پایدار بودن هواپیما کمک کنند و باعث شوند هواپیما زاویه دار حرکت نکند. در تصویر زیر میتوانید دو سنسور ژیروسکوپ از نوع (MEMS (MicroMechanical را مشاهده کنید.

 

 

 

ژیروسکوپ ها داخل سنسور های MEMS همانگونه که در عکس بالا مشخص است بسیار کوچک هستند (بین 1 الی 100 میکرومتر) زمانی که ژیروسکوپ بچرخد، یک نیروی تکان دهنده کوچک به یک شتاب زاویه ای تبدیل میشود. این حرکت سنسور تبدیل به یک مقدار بسیار کمی سیگنال الکتریکی میشود که با استفاده از میکرو کنترلر ها قابل خواندن و درک کردن است.

 

 

سایر مقالات مربوط به سخت افزار