Acelerómetro VS Giroscopio:cómo diferenciar entre los dos sensores

Los sensores de movimiento son cruciales en el mundo tecnológico con una tormenta, ya que detectan y miden los movimientos. Los sensores incluyen un acelerómetro frente a un giroscopio que opera a través de un sistema microelectromecánico (MEMS).

La buena noticia es que encontrarás toneladas de sensores en el mercado. Sin embargo, conformarse con el mejor dispositivo puede ser difícil, por lo que hoy discutiremos las diferencias entre un acelerómetro y un giroscopio VS.

Giroscopio

(giroscopio) 

Definición

Un sensor de giroscopio es un dispositivo compacto que determina la orientación o los cambios de rotación con la ayuda de la gravedad de la Tierra. Entonces su principio principal es preservar el momento angular.

Algunos giroscopios incluyen MEMS, giroscopios electrónicos y mecánicos, etc.

Principio de funcionamiento

La estructura del giroscopio consta de un rotor, cardanes (tres anillos que rodean el rotor), un marco de giroscopio y un eje de giro.

Partes de un giroscopio

Normalmente, un giroscopio funciona a través de un efecto de precesión mediante el cual la rotación del eje de giro le permite desafiar la gravedad. En otras palabras, se ajustará instantáneamente a un lado en lugar de caerse debido a la fuerza de la gravedad.

Aplicaciones

• Algunas de las aplicaciones del giroscopio incluyen;
• Electrones de consumo a través de giroscopios MEMS, como teléfonos Android de gama alta y media,
• Sistemas de guiado inercial a través de la Unidad de Medida Inercial (IMU),
• Estabilidad en barcos, motocicletas y vehículos,
• Estaciones espaciales y 

(estación espacial orbital)

• Aviones.

Acelerómetro

Definición

Un acelerómetro es un dispositivo electromecánico que detecta y mide la aceleración no gravitacional. Es decir, responde a las vibraciones provocadas por el movimiento en el tiempo.

Acelerómetro de PCB

Además, comúnmente determinan la orientación y detectan vibración, velocidad o posición.

Principio de funcionamiento

Los acelerómetros tienen dos principios de funcionamiento distintos, es decir, cambio en la capacitancia y efecto piezoeléctrico.

Cambio en la capacitancia

El primer método usa una fórmula para encontrar la aceleración. Entonces, Fuerza =Masa × Aceleración. Por lo tanto, la aceleración será la Fuerza/Masa actual del objeto.

Pasos para trabajar

• Primero, hay dos placas capacitivas.
• Entonces, la masa de un objeto presionará una de las placas capacitivas y provocará un cambio en la capacitancia. De esa manera, también medirá la fuerza.
• Finalmente, medimos la aceleración utilizando el valor de la masa y la fuerza conocidas.

Efecto piezoeléctrico

Pasos

• Los acelerómetros producirán un voltaje cuando haya vibraciones, ya que contiene estructuras de cristal microscópicas que generan voltaje cuando se presionan.
• En segundo lugar, el voltaje producido da la lectura de la cantidad de aceleración presente.

Aplicaciones

• Las aplicaciones del acelerómetro son las siguientes;
• Aplicaciones o juegos que requieren detección de movimiento como Kinect, Wii, etc.,
• Dispositivos portátiles o rastreadores de actividad física,

(red de área corporal inalámbrica portátil) 

• Dispositivos médicos, por ejemplo, partes artificiales del cuerpo,
• Detección de caídas,
• Detección de terremotos,
• Detección de inclinación, como en los iPhones para detectar si el teléfono está en modo horizontal o vertical,
• Aplicaciones de mapa/brújula en un dispositivo móvil mediante detección basada en ejes (Android, iPhone, etc.)

Diferencia entre giroscopio y acelerómetro

La siguiente tabla comparativa muestra la diferencia entre el acelerómetro y el giroscopio.

¿Cómo elegir un acelerómetro o un giroscopio?

Al elegir un acelerómetro o giroscopio, hay varios criterios que debe tener en cuenta antes de su compra. Además, su elección a menudo depende del proyecto en cuestión y sus requisitos.

Veamos ahora la amplia gama de factores necesarios.

Acelerómetro

Los factores incluyen;

• Alcance

Si desea medir aceleraciones de alta precisión, elija un acelerómetro con un rango alto, preferiblemente 2G o superior. La aceleración más alta medida puede aproximarse a 5000Gs.

• Interfaz

A pesar de poder conectar acelerómetros a través de circuitos analógicos y digitales, lo mejor es conformarse con uno que utilice interfaces digitales. Ejemplos de interfaces son interfaces seriales como I2C o SPI, interfaces PWM o interfaces de convertidores de analógico a digital. También puede interactuar con placas como Raspberry Pi y Arduino.

• El número de ejes medidos.

Los dos tipos de acelerómetros incluyen tres o dos ejes.

Un acelerómetro de triple eje

Hoy en día, el enfoque se ha desplazado a un acelerómetro de un eje que parece un acelerómetro en miniatura de 3 ejes. Los mini acelerómetros de 3 ejes son ideales porque miden la aceleración con alta precisión pero solo funcionan en unos pocos dispositivos. No obstante, son asequibles.

• Uso de energía

Luego, considere el tamaño de la placa de circuito integrado y la masa del acelerómetro, ya que afectan su consumo de energía y sensibilidad de rendimiento. Además, el consumo de corriente recomendado es de alrededor de 100 s de un rango de µA.

Además, puede encontrar un acelerómetro digital con función de suspensión porque ayudará a conservar energía cuando el dispositivo esté inactivo.

• Características adicionales

Los modelos de acelerómetro más nuevos tienen características adicionales como detección de toque, detección de 0 g, control de sueño y rangos de medición seleccionables.

• Sensibilidad

La sensibilidad se refiere a la cantidad medible de fuerza vertical por un acelerómetro de acuerdo con un cambio en la aceleración. Lamentablemente, acelerar el acelerómetro constantemente da como resultado una medición inexacta debido a la salida de baja sensibilidad.

• Coste

Por último, siempre mire su presupuesto. Por ejemplo, si necesita medir la aceleración a bajo costo, opte por interruptores de inclinación/Richter y no por acelerómetros.

Acelerómetro VS Giroscopio： Giroscopio

Los factores incluyen;

• Alcance

Primero, mantenga el rango máximo del giroscopio por debajo de la velocidad angular máxima que necesita medir. Por otro lado, mantenga el rango del giroscopio ligeramente más alto que el valor esperado para una mayor precisión y sensibilidad.

• Digital vs. Analógico (Interfaces)

Casi todos los giroscopios tienen interfaces de salida analógica, pero en casos excepcionales encontrará algunos con interfaces digitales, es decir, I2C o SPI. La interfaz de salida analógica es fácil de integrar con una MCU.

• El número de ejes medidos.

Giroscopio de triple eje

Un giroscopio de 3 ejes está comenzando a surgir recientemente, los giroscopios disponibles en el mercado son de 2 o 1 eje. Durante su selección, elija un giroscopio que se ajuste a sus requisitos de medición. Por ejemplo, algunos dispositivos de 2 ejes suelen medir el balanceo y el cabeceo, mientras que el resto puede medir la guiñada y el cabeceo.

• Uso de energía

Si está trabajando en un proyecto alimentado por batería, su elección de giroscopios debe tenerse en cuenta en términos de consumo de energía. El consumo de corriente estándar está en los 100 del rango µA.

Además, vea si el giroscopio tiene la función de suspensión para la conservación de energía cuando no se necesita.

• Características adicionales

La mayoría de los giroscopios tienen una característica adicional en la salida de temperatura que ayuda a compensar la deriva.

• Coste

El costo de los giroscopios no anula los otros factores. Por lo tanto, puede conformarse con uno económico.

Conclusión

Gracias por quedarte hasta la última parte de este tema. Esperamos que siga adelante y que tome decisiones informadas sobre acelerómetros o giroscopios. Sin embargo, si necesita algunas aclaraciones, comuníquese con nosotros para obtener ayuda.