Acelerômetro VS Giroscópio – Como diferenciar entre os dois sensores

Os sensores de movimento são cruciais no mundo tecnológico com uma tempestade, pois detectam e medem movimentos. Os sensores incluem um acelerômetro versus giroscópio operando através de um sistema microeletromecânico (MEMS).

A boa notícia é que você encontrará toneladas de sensores no mercado. No entanto, escolher o melhor dispositivo pode ser difícil, portanto, discutiremos as diferenças entre um acelerômetro e um giroscópio VS hoje.

Giroscópio

(giroscópio)

Definição

Um sensor de giroscópio é um dispositivo compacto que determina a orientação ou mudanças rotacionais com a ajuda da gravidade da Terra. Então, seu princípio principal é preservar o momento angular.

Alguns giroscópios incluem MEMS, giroscópios eletrônicos e mecânicos, etc.

Princípio de funcionamento

A estrutura do giroscópio consiste em um rotor, gimbals (três anéis ao redor do rotor), uma estrutura de giroscópio e um eixo de rotação.

Partes de um giroscópio

Normalmente, um giroscópio opera através de um efeito de precessão em que a rotação do eixo de rotação permite que ele desafie a gravidade. Em outras palavras, ele se ajustará instantaneamente ao lado, em vez de cair devido à força da gravidade.

Aplicativos

• Algumas das aplicações do giroscópio incluem;
• Elétrons do consumidor por meio de giroscópios MEMS, como telefones Android de gama alta e média,
• Sistemas de orientação inercial por meio da Unidade de Medição Inercial (IMU),
• Estabilidade em navios, motocicletas e veículos,
• Estações espaciais e 

(estação espacial orbital)

• Aeronave.

Acelerômetro

Definição

Um acelerômetro é um dispositivo eletromecânico que detecta e mede a aceleração não gravitacional. Ou seja, responsivo às vibrações trazidas pelo movimento ao tempo.

Acelerômetro PCB

Além disso, eles geralmente determinam a orientação e detectam vibração, velocidade ou posição.

Princípio de funcionamento

Os acelerômetros têm dois princípios de funcionamento distintos, ou seja, mudança na capacitância e efeito piezoelétrico.

Mudança na capacitância

O primeiro método usa uma fórmula para encontrar a aceleração. Então, Força =Massa × Aceleração. Portanto, a aceleração será a Força/Massa atual do objeto.

Etapas no trabalho

• Primeiro, existem duas placas capacitivas.
• Então, a massa de um objeto pressionará uma das placas capacitivas e causará uma mudança na capacitância. Dessa forma, você também medirá a força.
• Finalmente, medimos a aceleração usando o valor da massa e força conhecidas.

Efeito piezoelétrico

Etapas

• Os acelerômetros produzirão uma tensão quando houver vibrações, pois contém estruturas cristalinas microscópicas que geram tensão quando pressionadas.
• Em segundo lugar, a tensão produzida dá a leitura da quantidade de aceleração presente.

Aplicativos

• As aplicações do acelerômetro são as seguintes;
• Aplicativos ou jogos que exigem detecção de movimento, como Kinect, Wii etc.,
• Vestíveis ou rastreadores de fitness,

(rede de área corporal sem fio vestível)

• Dispositivos médicos, por exemplo, partes artificiais do corpo,
• Sensor de queda,
• Detecção de terremoto,
• Detecção de inclinação, como em iPhones, para detectar se o telefone está no modo paisagem ou retrato,
• Aplicativos de mapa/bússola em um dispositivo móvel por meio de detecção baseada em eixo (Android, iPhones etc.)

Diferença entre giroscópio e acelerômetro

A tabela comparativa abaixo mostra a diferença entre o acelerômetro e o giroscópio.

Como escolher um acelerômetro x giroscópio?

Ao escolher um acelerômetro ou giroscópio, existem vários critérios que você precisa levar em consideração antes de sua compra. Além disso, sua escolha geralmente depende do projeto em questão e de sua exigência.

Vamos agora olhar para a ampla gama de fatores necessários.

Acelerômetro

Os fatores incluem;

• Intervalo

Se você deseja medir acelerações de alta precisão, escolha um acelerômetro com uma faixa alta, de preferência 2Gs ou superior. A maior aceleração medida pode aproximar-se de 5000Gs.

• Interface

Apesar de poder conectar acelerômetros via circuitos analógicos e digitais, é melhor se contentar com um usando interfaces digitais. Exemplos de interfaces são interfaces seriais como I2C ou SPI, interfaces PWM ou interfaces de conversores analógico-digitais. Ele também pode interagir com placas como Raspberry Pi e Arduino.

• O número de eixos medidos.

Os dois tipos de acelerômetros incluem três ou dois eixos.

Um acelerômetro de eixo triplo

Hoje em dia, o foco mudou para um acelerômetro de um eixo que parece um acelerômetro de 3 eixos em miniatura. Os acelerômetros mini-3 eixos são ideais porque medem a aceleração com alta precisão, mas funcionam apenas em alguns dispositivos. No entanto, eles são acessíveis.

• Uso de energia

Em seguida, considere o tamanho da placa de circuito integrado e a massa do acelerômetro, pois afetam seu consumo de energia e sensibilidade de desempenho. Além disso, o consumo de corrente recomendado é de cerca de 100s de uma faixa de µA.

Além disso, você pode encontrar um acelerômetro digital com recurso de suspensão, pois ajudará a economizar energia quando o dispositivo estiver inativo.

• Recursos de bônus

Os modelos mais recentes de acelerômetros têm recursos de bônus, como detecção de toque, detecção de 0 g, controle de sono e faixas de medição selecionáveis.

• Sensibilidade

A sensibilidade refere-se à quantidade mensurável de força vertical por um acelerômetro de acordo com uma mudança na aceleração. Infelizmente, acelerar o acelerômetro de forma consistente resulta em uma medição imprecisa devido à baixa saída sensível.

• Custo

Por último, sempre olhe para o seu orçamento. Por exemplo, se você precisar medir a aceleração a um custo pequeno, opte por interruptores de inclinação/Richter e não por acelerômetros.

Acelerômetro VS Giroscópio： Giroscópio

Os fatores incluem;

• Intervalo

Primeiro, mantenha o alcance máximo do giroscópio abaixo da velocidade angular máxima que você precisa medir. Por outro lado, mantenha o alcance do giroscópio ligeiramente acima do valor esperado para maior precisão e sensibilidade.

• Digital x analógico (interfaces)

Quase todos os giroscópios têm interfaces de saída analógicas, mas em casos raros, você encontrará alguns com interfaces digitais, ou seja, I2C ou SPI. A interface de saída analógica é fácil de integrar com um MCU.

• O número de eixos medidos.

Giroscópio de eixo triplo

Um giroscópio de 3 eixos está começando a crescer recentemente, os giroscópios disponíveis no mercado são de 2 ou 1 eixo. Durante sua seleção, escolha um giroscópio que atenda às suas necessidades de medição. Por exemplo, alguns dispositivos de 2 eixos geralmente medem a rotação e a inclinação, enquanto o restante pode medir a guinada e a inclinação.

• Uso de energia

Se você estiver trabalhando em um projeto alimentado por bateria, sua escolha de giroscópios deve ser considerada em termos de consumo de energia. O consumo de corrente padrão está na faixa de 100 µA.

Além disso, veja se o giroscópio tem funcionalidade de suspensão para conservação de energia quando não for necessário.

• Recursos de bônus

A maioria dos giroscópios tem um recurso adicional na saída de temperatura que ajuda na compensação da deriva.

• Custo

O custo dos giroscópios não substitui os outros fatores. Portanto, você pode se contentar com um barato.

Conclusão

Obrigado por ficar por aqui até a última parte deste tópico. Esperamos que avance e você faça escolhas informadas sobre acelerômetros ou giroscópios. Se, no entanto, você precisar de alguns esclarecimentos, entre em contato conosco para obter assistência.