Galutinis jūsų PCB pakreipimo jutiklio vadovas

Įvadas

Matėte, kad posvyrio jutiklis naudojamas visuose įrenginiuose, bet kas tai iš tikrųjų? Šiame galutiniame vadove paaiškinsiu viską, ką reikia žinoti apie pasvirimo jutiklį. Kada jį naudoti, kaip jis veikia, kaip jį integruoti į savo dizainą ir dar daugiau!

Šis vadovas suteiks jums pagrindinius dalykus. Jis taip pat pasakys viską, ką reikia žinoti apie įvairius posvyrio jutiklius. Šie pakreipimo jutikliai yra nuo paprastų varžinių tipų iki sudėtingų pakreipimo jutiklių įrenginių.

Pakreipimo jutiklis

Pakreipimo jutiklis

Kas yra pokrypio jutiklis?

Tai judesio jutiklio tipas, kuris nustato, ar objektas yra pakreiptas, ar ne. Naudojamas paviršiaus kampui nustatyti. Jis taip pat gali būti naudojamas tokiose programose kaip robotika, savaime balansuojančios transporto priemonės, vaizdo žaidimai ir kt.

Pokrypio jutikliai paprastai naudojami robotikos programose, kur jie naudojami roboto rankos kampui matuoti. Jie taip pat gali būti naudojami kitose srityse, kur reikia tikslių matavimų. Pavyzdžiui, matuojant kalvos šlaito nuolydį arba nustatant, ar objektas yra vertikaliai, ar ne.

Pasvirimo jutikliai paprastai susideda iš dviejų komponentai: talpinis jutiklio lustas ir akselerometras. The talpinis jutiklio lustas gali aptikti pokyčius įtampa kai laidus objektas jį paliečia, o akselerometras pateikia informaciją apie judėjimo kryptį ir mastą.

Kaip veikia posvyrio jutikliai?

Pasvirimo jutikliai veikia aptikdami paviršiaus kampą. Pagal juos galima nustatyti, ar kažkas yra pasviręs, taip pat pagal juos galima nustatyti, kiek jis pasviręs. Norėdami tai padaryti, jie naudoja spyruoklę arba svorį, kuris juda, kai paviršius pakreipiamas.

Kai pakreipiate jutiklį, spyruoklė arba svoris pasislenka nuo tos vietos, kur turėtų būti. Šio objekto judėjimas sukelia elektros dabartinis tekėti per jį ir generuoti išvesties signalą, kuris siunčiamas į jūsų plokštę arba kompiuteris.

Pokrypio jutikliai naudoja vieną ar daugiau akselerometrų, kad išmatuotų, kiek objektas pasviręs. Pagreičio matuoklis naudoja gravitacijos jėgą pagreičiui matuoti, todėl objektui pakrypus, jis generuoja skirtingus signalus, priklausomai nuo jo orientacijos.

Jutiklis taip pat turės signalo kondicionavimo grandinę, kuri paima signalą iš akselerometro ir filtruoja jį, kad pašalintų triukšmą iš kitų šaltinių. Tada jis siunčia šiuos duomenis į mikrovaldiklį apdoroti ir saugoti.

Mikrovaldiklis apdoroja šią informaciją naudodamas algoritmą, kuris nustato, ar buvo aptiktas judėjimas ar posvyris, palyginus ankstesnius rodmenis su dabartiniais. Tada mikrovaldiklis siunčia šią informaciją atgal naudodamas nuosekliojo ryšio protokolus, priklausomai nuo to, ką su juo reikia padaryti.

Skirtumas tarp pokrypio jutiklio ir akselerometro

Pasvirimo jutiklis ir akselerometras

Skirtumas tarp pokrypio jutiklio ir akselerometro

Pasvirimo jutiklis ir akselerometras yra jutikliai, matuojantys judesį. Skirtumas tarp jų yra tas, kad pakreipimo jutiklis matuoja, kiek prietaisas buvo pakreiptas, o akselerometras matuoja visų rūšių judesius.

Pakreipimo jutiklis

Paprastai naudojamas judesiui aptikti, pvz., kai žaidžiate žaidimą phone arba planšetinį kompiuterį ir norite sužinoti, ar jis buvo apverstas aukštyn kojomis. Jie taip pat gali būti naudojami aptikti, ar kažkas yra priešais ar už įrenginio, kad netyčia neatsitrenktumėte į jį, kai pasieksite. Pavyzdžiui, jei laikote iPad ir norite jį naudoti kaip karaokės aparatą, padėdami jį ant stovo ar stalo, galite naudoti pakreipimo jutiklį, kad sužinotumėte, ar kas nors į jį atsitrenkė, nežiūrint tiesiai į jį.

Akselerometro

Turi daug daugiau naudos nei tik judėjimo ir orientacijos aptikimas; Jie taip pat gali būti naudojami greičiui ir krypčiai nustatyti! Jie dažniausiai naudojami išmaniuosiuose telefonuose, kad būtų galima stebėti, kaip greitai judate (taigi ir kiek kalorijų sudeginote). Ši informacija gali būti naudinga kūno rengybos programoms, nes jos leidžia vartotojams žinoti, kiek kalorijų jie sudegino per treniruotes.

Pokrypio jutiklių tipai

Pasvirimo jutiklių pasaulyje yra daugybė jutiklių tipų. Kiekvienas tipas turi savo unikalias savybes ir pritaikymą. Čia pateikiamas dažniausiai pasitaikančių pakreipimo jutiklių tipų sąrašas:

Tvirtas švytuoklės posvyrio jutiklis

Tvirtas švytuoklės posvyrio jutiklis

Tvirtas švytuoklės posvyrio jutiklis

Šio tipo posvyrio jutiklis naudoja tvirtą švytuoklę. Tai mažas, lengvas prietaisas, sudarytas iš disko arba svarelio, pritvirtinto prie spyruoklės. Spyruoklė yra įdėta į apvalkalą, kuris leidžia svoriui laisvai judėti aukštyn ir žemyn.

Šio jutiklio šerdį sudaro sunki masė, kuri pakabinama viela. Švytuoklė pritvirtinta prie elektroninės plokštės, kurioje yra jutikliai ir signalo apdorojimo grandinė. Šie jutikliai turi didelį jautrumą, tačiau jie nėra labai tikslūs.

Jutiklis pritvirtintas prie objekto, kurį jis stebės. Kai objektas pakrypsta, svoris šiek tiek pasislenka arčiau arba toliau nuo apvalkalo, todėl pasikeičia talpa. Šis talpos pokytis aptinkamas elektronine grandine ir interpretuojamas kaip polinkio pokytis.

Skysčio švytuoklės posvyrio jutiklis

Skysčio švytuoklės posvyrio jutiklis

Skysčio švytuoklės posvyrio jutiklis

Remiantis principu, kad skysčio paviršiaus kampas priklauso nuo jį veikiančios gravitacinės jėgos. Kai nėra jėgos, pavyzdžiui, kai jutiklis yra ramybės būsenoje, skysčio paviršius bus horizontalus. Jei jį veikia gravitacinė jėga, pavyzdžiui, kai jis yra pakreiptas, tada jo paviršius nusileis žemyn.

Skysčio švytuoklės posvyrio jutiklis matuoja šį kampą naudodamas du mažus magnetus. Pirmasis magnetas pritvirtinamas prie ašies ir kabo ant virvelės ar vielos. Antrasis magnetas pritvirtintas prie fiksuoto erdvės taško ir kabo ant kitos stygos ar laido. Kai jutiklis neveikia jokios jėgos, abu magnetai kabo tiesiai žemyn nuo atitinkamų stygų. Tačiau jei pakreipsite jutiklį ir pritaikysite jėgą aukštyn (pvz., stumdami žemyn jo viršų), vienas iš magnetų pakils aukščiau už kitą dėl didesnio svorio ar masės (objekto svoris padalytas iš jo masės). ).

Dujų švytuoklės posvyrio jutiklis

Dujų švytuoklės posvyrio jutiklis

Dujų švytuoklės posvyrio jutiklis

Pasvirimo jutiklio tipas, kuris naudoja plūdrumo principą jutiklio pakreipimo kampui matuoti.

Dujų švytuoklės posvyrio jutiklis susideda iš kameros, kurios viduje yra kilnojamas stūmoklis. Kameroje yra helio arba kitų lengvesnių už orą dujų, tokių kaip azotas. Stūmoklis turi svorį, kuris yra didesnis už kameroje esančių dujų svorį. Keičiantis kampui, kinta ir stūmoklį veikiančios plūduriuojančios jėgos dydis bei svoris. Dėl to jie vienas kito atžvilgiu juda aukštyn arba žemyn.

Kai objektas sukasi aplink savo ašį ir pasislenka į pasvirusią padėtį, jis patiria aukštyn nukreiptą jėgą, kuri veikia priešingai jo judėjimo krypčiai, ir priešingą jėgą žemyn, kuri veikia jo svorio centrą. Ši aukštyn ir žemyn nukreipta jėga išsibalansuoja, kai objektas yra pusiausvyroje, todėl ramybės būsenoje jis lieka vietoje. Tačiau kai kažkas pereina iš vieno polinkio į kitą, tai veiks nesubalansuota jėga. Dėl to jis nukrenta, kol vėl pasiekia pusiausvyrą tam tikru nauju nuolydžio kampu, kai visos jėgos vėl subalansuojamos.

Pagrindinės specifikacijos renkantis pasvirimo jutiklius

Yra platus pakreipimo jutiklių pasirinkimas. Naudojimo tipas, jėgos, reikalingos jutikliui pakreipti, dydis ir signalo diapazonas yra keletas pagrindinių veiksnių, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis pakreipimo jutiklį.

Renkantis pakreipimo jutiklį reikia atsižvelgti į šias pagrindines specifikacijas:

Perjungimo diapazonas

Perjungimo diapazonas

Perjungimo diapazonas

Renkantis pasvirimo jutiklius, tai pirmas svarbus dalykas, į kurį reikia atsižvelgti. Tai didžiausia vertė, kurią jutiklis gali išmatuoti. Turėsite tai nepamiršti, kai planuojate savo sistemą ir nustatote, kokių pakreipimo jutiklių jums reikia įvairiems tikslams.

Pasvirimo jutiklio perjungimo diapazonas reiškia didžiausią kampą, kuriuo jis gali aptikti posvyrio pasikeitimą.

Kuo didesnis perjungimo diapazonas, tuo didesnis atstumas tarp dviejų taškų, dėl kurių pasikeis pakreipimas. Jei jums reikia, kad jutiklis galėtų pajusti labai mažus pakreipimo pokyčius, galbūt norėsite pasirinkti jutiklį su dideliu perjungimo diapazonu.

Perjungimo tikslumas

Jutiklio perjungimo tikslumas lemia, kaip gerai jis gali aptikti įrenginio kampą. Taigi, kaip gerai ji gali suteikti informacijos apie tai, ar kažkas yra pakreipta, ar ne.

Didelis perjungimo tikslumas yra svarbus programoms, kuriose norite tiksliai žinoti, kiek prietaisas buvo pakreiptas ir kokia kryptimi jis buvo pakreiptas. Pavyzdžiui, jei naudojate posvyrio jutiklį, kad nustatytumėte, ar kas nors naudojasi savo telefonu vairuodamas, jums reikia didelio tikslumo. Galite suprasti, ar jie telefoną laiko kampu, ar tiesiog sėdi ant lygaus paviršiaus savo glėbyje.

Filtro dažnis

Filtro dažnis

Filtro dažnis

Jutiklio filtro dažnis nustato dažnių juostos plotį, kuriuo jis gali aptikti judesį. Kuo mažesnis filtro dažnis, tuo platesnis pralaidumas ir tuo jis jautresnis greitiems judesiams. Paprastai didesnis filtro dažnis reiškia, kad jutiklis bus mažiau jautrus lėtiems pagreičio pokyčiams, bet jautresnis greitiems pagreičio pokyčiams.

Filtro dažnis turėtų būti pasirinktas atsižvelgiant į tai, kokio tipo judėjimą norite aptikti. Jei bandote pajusti labai subtilius judesius, rinkitės a aukštojo dažnio filtras. Jei norite pajusti didelius judesius arba judesius, kurie vyksta ilgą laiką, rinkitės žemo dažnio filtrą.

Ašių skaičius

Ašių skaičius

Ašių skaičius

Pirmas dalykas, į kurį reikia atsižvelgti renkantis posvyrio jutiklį, yra ašių, kurias jis gali aptikti, skaičius. Kuo daugiau ašių jis gali aptikti, tuo daugiau lankstumo statysite jį aplink stebimus objektus.

Pasvirimo jutiklio ašių skaičius yra svarbus, nes jis nustato, kiek ašių galite išmatuoti. Pavyzdžiui, jei turite dviejų ašių posvyrio jutiklį, judėjimą galite matuoti tik dviem kryptimis. Jei norite išmatuoti sukimąsi aplink ašį, jums reikia trijų ašių pasvirimo jutiklio.

Ašių skaičius taip pat turi įtakos jūsų matavimų tikslumui. Kuo daugiau ašių, tuo tikslesni matavimai.

Kaina

Kaina

Kaina

Renkantis pasvirimo jutiklį, svarbiausia yra kaina. Pasvirimo jutiklių kaina skiriasi priklausomai nuo jų savybių ir to, kiek jų jums reikia. Taip pat turėtumėte pagalvoti, ar reikia pirkti posvyrio jutiklį dideliais kiekiais, ar galite sau leisti visada turėti po vieną ar du.

Medžiaga

Svarbu atsižvelgti į jūsų pasvirimo jutiklių medžiagą. Medžiaga turės įtakos jutiklių patvarumui ir patikimumui. Svarbu įsitikinti, kad gausite aukštos kokybės produktą, kuris tarnaus ilgą laiką. Kai kurios medžiagos yra labiau paplitusios nei kitos, tačiau tai nereiškia, kad jos yra geresnės.

Kaip išbandyti posvyrio jutiklį

Pirmiausia įjunkite multimetrą į tęstinumo tikrinimo režimą. Tada palieskite zondus prie dviejų pakreipimo jutiklio laidų. Jei yra ryšys, multimetras turi pypsėti. Jei jis nepypsi, vadinasi, tarp laidų nėra ryšio ir turėtumėte patikrinti, ar jungtys yra geros.

 

Išvada

Išnagrinėjome įvairius pakreipimo jutiklius, jų naudojimą ir tipus įvairiuose projektuose bei kiekvieno privalumus ir trūkumus. Tikimės, kad šis vadovas buvo naudingas. Taip pat paminėjome keletą veiksnių, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis geriausią pasvirimo jutiklį jūsų programai. Kai tai žinote, posvyrio jutikliai yra neįtikėtinai lankstus įrankis, kurį būtų protinga apsvarstyti bet kokiam pritaikymui.

Atnaujinkite slapukų nuostatas
Pereikite į viršų