Акселерометр и гироскоп – как отличить два датчика

Датчики движения имеют решающее значение в технологическом мире во время шторма, поскольку они обнаруживают и измеряют движения. Датчики включают акселерометр и гироскоп, работающие через микроэлектромеханическую систему (MEMS).

Хорошая новость заключается в том, что на рынке вы найдете множество датчиков. Однако выбрать лучшее устройство может быть сложно, поэтому сегодня мы обсудим различия между акселерометром и гироскопом VS.

Гироскоп

(гироскоп) 

Определение

Датчик гироскопа представляет собой компактное устройство, которое определяет ориентацию или изменения вращения с помощью силы тяжести Земли. Тогда его главный принцип — сохранение углового момента.

Некоторые гироскопы включают МЭМС, электронные и механические гироскопы и т. д.

Принцип работы

Структура гироскопа состоит из ротора, подвеса (трех колец, окружающих ротор), рамы гироскопа и оси вращения.

Части гироскопа

Обычно гироскоп работает за счет эффекта прецессии, при котором вращение оси вращения позволяет ему бросить вызов гравитации. Другими словами, он будет мгновенно приспосабливаться к боку, а не падать из-за силы тяжести.

Приложения

• Некоторые приложения гироскопа включают:
• Потребительские электроны через гироскопы MEMS, такие как телефоны Android высокого и среднего класса,
• Инерциальные системы наведения через блок инерциальных измерений (IMU),
• Устойчивость на кораблях, мотоциклах и транспортных средствах,
• Космические станции и 

(орбитальная космическая станция)

• Самолет.

Акселерометр

Определение

Акселерометр — это электромеханическое устройство, которое обнаруживает и измеряет негравитационное ускорение. Иными словами, откликается на вибрации, вызванные движением во времени.

Акселерометр печатной платы

Кроме того, они обычно определяют ориентацию и обнаруживают вибрацию, скорость или положение.

Принцип работы

Акселерометры имеют два разных принципа работы:изменение емкости и пьезоэлектрический эффект.

Изменение емкости

Первый метод использует формулу для нахождения ускорения. Итак, сила =масса × ускорение. Следовательно, ускорение будет настоящей Силой/Массой объекта.

Этапы работы

• Во-первых, есть две емкостные пластины.
• Затем масса объекта будет давить на одну из емкостных пластин и вызывать изменение емкости. Таким образом вы также измерите силу.
• Наконец, мы измеряем ускорение, используя известные значения массы и силы.

Пьезоэлектрический эффект

Шаги

• Акселерометры вырабатывают напряжение при вибрации, поскольку они содержат микроскопические кристаллические структуры, которые генерируют напряжение при нажатии.
• Во-вторых, полученное напряжение дает представление о величине текущего ускорения.

Приложения

• Приложения акселерометра следующие:
• Приложения или игры, требующие распознавания движения, такие как Kinect, Wii и т. д.
• Носимые устройства или трекеры для фитнеса,

(носимая беспроводная нательная сеть) 

• Медицинские устройства, например искусственные части тела.
• Обнаружение падения,
• Обнаружение землетрясений,
• Распознавание наклона, как в iPhone, чтобы определить, находится ли телефон в альбомной или портретной ориентации,
• Приложения карты/компаса на мобильном устройстве с помощью датчиков на основе осей (Android, iPhone и т. д.)

Разница между гироскопом и акселерометром

Сравнительная таблица ниже показывает разницу между акселерометром и гироскопом.

Как выбрать акселерометр или гироскоп?

При выборе акселерометра или гироскопа перед покупкой необходимо учитывать несколько критериев. Кроме того, ваш выбор часто зависит от проекта и его требований.

Давайте теперь рассмотрим широкий спектр необходимых факторов.

Акселерометр

Факторы включают;

• Диапазон

Если вы хотите измерить ускорение с высокой точностью, выберите акселерометр с большим диапазоном, предпочтительно 2G или выше. Максимальное измеренное ускорение может приблизиться к 5000Gs.

• Интерфейс

Несмотря на возможность подключения акселерометров через аналоговые и цифровые схемы, лучше довольствоваться цифровыми интерфейсами. Примерами интерфейсов являются последовательные интерфейсы, такие как I2C или SPI, интерфейсы PWM или интерфейсы аналого-цифровых преобразователей. Он также может взаимодействовать с такими платами, как Raspberry Pi и Arduino.

• Количество измеренных осей.

Два типа акселерометров включают три или две оси.

Трехосевой акселерометр

В настоящее время акцент сместился на одноосевой акселерометр, который выглядит как миниатюрный трехосевой акселерометр. Мини-3-осевые акселерометры идеальны, потому что они измеряют ускорение с высокой точностью, но работают только на нескольких устройствах. Тем не менее, они доступны по цене.

• Энергопотребление

Затем примите во внимание размер интегральной платы и массу акселерометра, поскольку они влияют на энергопотребление и чувствительность производительности. Кроме того, рекомендуемое потребление тока составляет около 100 мкА.

Кроме того, вы можете найти цифровой акселерометр с функцией сна, потому что он поможет экономить энергию, когда устройство неактивно.

• Дополнительные функции

Более новые модели акселерометров имеют дополнительные функции, такие как распознавание постукивания, обнаружение 0-g, контроль сна и выбираемые диапазоны измерения.

• Чувствительность

Чувствительность относится к измеряемой величине вертикальной силы акселерометром в соответствии с изменением ускорения. К сожалению, постоянное ускорение акселерометра приводит к неточным измерениям из-за низкой чувствительности выходного сигнала.

• Стоимость

Наконец, всегда смотрите на свой бюджет. Например, если вам нужно измерить ускорение с небольшими затратами, выбирайте переключатели наклона/Рихтера, а не акселерометры.

Акселерометр VS Гироскоп: Гироскоп

Факторы включают;

• Диапазон

Во-первых, держите максимальный диапазон гироскопа ниже максимальной угловой скорости, которую необходимо измерить. С другой стороны, держите диапазон гироскопа немного выше ожидаемого значения для более высокой точности и чувствительности.

• Цифровой и аналоговый (интерфейсы)

Почти все гироскопы имеют аналоговые выходные интерфейсы, но в редких случаях вы найдете некоторые с цифровыми интерфейсами, например, I2C или SPI. Интерфейс аналогового вывода легко интегрируется с микроконтроллером.

• Количество измеренных осей.

Трехосевой гироскоп

3-осевые гироскопы в последнее время начинают расти, доступные на рынке гироскопы являются 2- или 1-осевыми. Во время выбора выберите гироскоп, который соответствует вашим требованиям к измерениям. Например, некоторые 2-осевые устройства часто измеряют крен и тангаж, а остальные могут измерять рыскание и тангаж.

• Энергопотребление

Если вы работаете над проектом с батарейным питанием, ваш выбор гироскопов должен учитываться с точки зрения энергопотребления. Стандартное потребление тока составляет сотни мкА.

Также проверьте, есть ли у гироскопа функция спящего режима для экономии энергии, когда она не нужна.

• Дополнительные функции

Большинство гироскопов имеют дополнительную функцию вывода температуры, которая помогает компенсировать дрейф.

• Стоимость

Стоимость гироскопов не перевешивает другие факторы. Поэтому можно довольствоваться недорогим.

Заключение

Спасибо, что остаетесь с нами до последней части этой темы. Мы надеемся, что в будущем вы сделаете осознанный выбор в пользу акселерометров или гироскопов. Если, однако, вам нужны некоторые разъяснения, пожалуйста, обратитесь к нам за помощью.