LSM6DS3 3D 가속도계와 3D 자이로스코프 미세 진동 감지

 

 

LSM6DS3 3D Accelerometer and 3D Gyroscope Ultimate Guide

 

가속도계는 물체의 속도 변화율인 가속도를 측정하는 장치입니다. 초당 미터 (m / s2) 또는 중력 (g)으로 측정합니다. 여기 행성 지구에서 우리에게 단일 G- 힘은 9.8 m / s2에 해당하지만, 이것은 고도에 따라 약간 씩 다릅니다 (중력의 변화로 인해 다른 행성에서 다른 값이 될 것입니다). 가속도계는 시스템의 진동 감지 또는 방향 응용 분야에 유용합니다. 가속도계에 대한 기본적인 사항은 이곳에서 확인하십시요.

 

가속도계의 작동 원리 가속도계는 정적 또는 동적 가속력을 감지하는 전자 기계 장치입니다. 정적 힘에는 중력이 포함되고 동적 힘에는 진동과 움직임이 포함될 수 있습니다.

 

Axes of measurement for a triple axis accelerometer

 

가속도계는 1 개, 2 개 또는 3 개의 축에서 가속도를 측정할 수 있습니다. 3 축 장치는 개발 비용이 감소함에 따라 점점 더 보편화되고 있습니다.

일반적으로 가속도계에는 내부에 용량 성 플레이트가 포함되어 있습니다. 이들 중 일부는 고정되어 있고 다른 일부는 가속력이 센서에 작용할 때 내부적으로 움직이는 미세한 스프링에 부착됩니다. 이 플레이트가 서로에 대해 이동함에 따라 그 사이의 커패시턴스가 변경됩니다. 이러한 커패시턴스 변화로부터 가속도를 결정할 수 있습니다.

다른 가속도계는 압전 재료를 중심으로 할 수 있습니다. 이러한 작은 결정 구조는 기계적 스트레스 (예 : 가속)를받을 때 전하를 출력합니다. 

 

An example of the inside of a piezoelectric accelerometer

 

 

자이로스코프란? 자이로스코프 또는 자이로는 회전 운동을 측정하거나 유지하는 장치입니다. MEMS (microelectromechanical system) 자이로는 각속도를 측정하는 작고 저렴한 센서입니다. 각속도 단위는 초당도 (° / s) 또는 초당 회전 수 (RPS)로 측정됩니다.

 

각속도는 단순히 회전 속도를 측정 한 것입니다. 위와 유사한 Gyros는 방향을 결정하는 데 사용할 수 있으며 대부분의 자율 내비게이션 시스템에서 발견됩니다. 예를 들어 로봇의 균형을 맞추려는 경우 자이로스코프를 사용하여 균형잡힌 위치에서 회전을 측정하고 수정 사항을 모터에 보낼 수 있습니다. 

 

자이로 작동 원리

 

물체가 축을 중심으로 회전하면 각속도라는 것을 갖게됩니다. 회전하는 바퀴는 초당 회전 수 (RPS) 또는 초당 도수 (° / s)로 측정 할 수 있습니다.

 

Note that the z axis of the gyro below aligns with the axis of rotation on the wheel.

 

위의 바퀴에 센서를 부착하면 자이로 z 축의 각속도를 측정 할 수 있습니다. 다른 두 축은 회전을 측정하지 않습니다.

 

 

바퀴가 초당 한 번씩 회전한다고 상상해보십시오. 그것은 초당 360 도의 각속도를 가질 것입니다. 바퀴의 회전 방향도 중요합니다. 축을 중심으로 시계 방향입니까, 아니면 시계 반대 방향입니까?

 

위 그림 (ITG-3200)과 유사한 3 축 MEMS 자이로 스코프는 x, y, z의 세 축을 중심으로 회전을 측정 할 수 있습니다. 일부 자이로는 단일 및 이중 축 품종으로 제공되지만 단일 칩의 삼중 축 자이로가 점점 더 작아지고 저렴 해지고 인기가 높아지고 있습니다.

 

자이로는 매우 빠르게 회전하지 않는 물체에 자주 사용됩니다. 항공기 (희망대로)는 회전하지 않습니다. 대신 각 축에서 몇 도씩 회전합니다. 이러한 작은 변화를 감지함으로써 자이로는 항공기의 비행을 안정시키는 데 도움이됩니다. 또한 기체의 가속도 또는 선형 속도는 자이로 측정에 영향을주지 않습니다. 자이로는 각속도 만 측정합니다.

 

MEMS 자이로가 각속도를 어떻게 감지합니까?

 

 

MEMS 내의 자이로 스코프 센서는 작습니다 (인간의 머리카락 크기 인 1 ~ 100 마이크로 미터). 자이로가 회전하면 각속도가 변함에 따라 작은 공명 질량이 이동합니다. 이 움직임은 호스트 마이크로 컨트롤러가 증폭하고 읽을 수있는 매우 낮은 전류의 전기 신호로 변환됩니다. 

 

 

 

우선 기본적인 예제를 살펴보겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

고급편

 

신세계가 펼쳐진다. 더욱 더 놀라운 신세계는 다음 포스팅에서 다룬다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

또 하나의 라이브러리 참고 - 주파수 관련   

 

SmartEverything LSM6DS3 

 

LSM6DS3 데이터 북 참고

 

dm00157511-lsm6ds3--alwayson-3d-accelerometer-and-3d-gyroscope-stmicroelectronics.pdf

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