Açı ve İvme Sensörleri
Cihazın kendi eğimini, sallanmasını ve dönüşünü okuyan ivmeölçer ve jiroskop yongaları (IMU).
Nedir ve nasıl çalışır?
Bu sensörler dışarıdaki bir cisme değil, cihazın kendisine bakar: "Ben şu an ne kadar eğikim, hangi yöne hızlanıyorum, dönüyor muyum?" sorusuna yanıt verir. İvmeölçer doğrusal hızlanmayı ve yer çekimini ölçer; cihaz hareketsiz dururken bile yer çekimini hissettiği için onu eğim açısı bulmak için kullanırsın. Jiroskop ise dönme hızını, yani açısal hareketi okur. İkisi tek yongada birleşince IMU (atalet ölçüm birimi) olur.
İçeride askıya alınmış minik bir kütle vardır; cihaz hareket edince bu kütle hafifçe yer değiştirir ve bu kayma elektrik sinyaline çevrilir. Telefonunu yatay tutunca ekranın dönmesi, akıllı saatin adımını sayması, dronun havada dengede kalması hep bu yongaların işidir. Tek başına ivmeölçer yavaş eğimi iyi okur ama titreşimde gürültülenir; jiroskop hızlı dönüşü iyi okur ama zamanla kayar, bu yüzden ikisi birlikte kullanılır.
Fotoğraflar
Kendin dene
PIR sensörü, alanındaki sıcak bir cismin (insan, hayvan) hareketini algılar. Butona bas; kısa bir süre sonra tekrar beklemeye döner.
Ne zaman tercih edilir, ne zaman edilmez?
Tercih edilir
- +Cihazın eğimini, yönünü ya da duruşunu (yatay/dikey) anlaman gerektiğinde
- +Düşme, sarsıntı, adım gibi hareket olaylarını yakalaman gerektiğinde
- +Dron/robotun havada veya yolda dengede kalması için açısal geri besleme gerektiğinde
Tercih edilmez
- −Ortamdaki başka bir cismin hareketini algılaman gerekiyorsa (o iş PIR'in)
- −Sadece sabit bir açıyı uzun süre, kaymadan ölçmen gerekiyorsa (jiroskop sürüklenir)
- −Konum/uzaklık bilgisi gerekiyorsa (ivmeden konum çıkarmak hızla birikir, sapar)
Tasarımcıya etkisi
- Boyut ve form
- IMU yongaları ~2×2 mm ile ~4×4 mm arası minik QFN parçalardır; karta yüzeyden lehimlenir, pencere ya da delik istemez, en dar kasaya bile sığar.
- Yerleşim
- Yongayı kartın titreşimsiz, mümkünse merkeze yakın bir noktasına koy; motor/fan/hoparlör yakınındaki mekanik titreşim ölçümü kirletir.
- Güç ihtiyacı
- Çok düşük tüketir (~3 µA uyku, ~150 µA aktif), 1.8–3.3 V ile çalışır; çoğu yonga hareket eşiğini kendi izleyip ana işlemciyi uykudan uyandırır.
- Isı
- Ofset ve kazanç sıcaklıkla bir miktar kayar; hassas duruş ölçümünde sensörü güçlü ısı kaynaklarından (regülatör, CPU) uzağa yerleştir.
Hangi ürünlerde görürsün?
- Telefon ekran otomatik döndürme
- Akıllı saat adım ve düşme algılama
- Dron/quadcopter denge kontrolü
- VR/oyun kolu hareket takibi
- Titreşim/sarsıntı izleme kayıt cihazı
Bileşeni yakından tanı
Gerçek ürünleri incelemek bileşeni tanımanın en iyi yolu:
- Adafruit — MPU-6050 6-DoF ivmeölçer + jiroskop ↗adafruit.com
- Adafruit — ADXL345 üç eksenli ivmeölçer ↗adafruit.com