Tříosý gyroskop v mobilu blízké budoucnosti. Co umí?

Proč nám v telefonech nestačí současné akcelerometry? Proč chceme a brzy budeme platit za tříosý gyroskop?

Společnost STMicroelectronics uvedla první tříosý gyroskop pro použití v mobilních telefonech, přenosných herních konzolích či dálkových ovladačích u klasických verzí. Proč jde o takovou zajímavost a proč nám nestačí současné akcelerometry?

Více znamená lépe

Klasické akcelerometry, jak je známe dnes, slouží především k detekci naklonění telefonu pro následnou změnu orientace displeje. Dvojice akcelerometrů pak dokáže odhadnout i libovolný náklon přístroje, čehož často využívají především nejrůznější hry a aplikace. Akcelerometr ale nezvládá rozpoznat pohyb v třetí ose - v rotaci: zkuste si iPhone, HTC Diamond nebo podobný telefon s akcelerometrem vzít do rukou a spustit si například vodováhu, nebo hru Teeter, kde musíte nakláněním přístroje dostat kuličku přes nástrahy do správného otvoru.

Klepněte pro větší obrázek 
Výčet různých gyroskopů výrobce STM a jejich uplatnění

Přístroj s akcelerometrem detekuje pohyb ve dvou osách, nepozná však, pokud telefon položíte na stůl a otočíte jím o 180 stupňů. Takový pohyb zkrátka telefon nerozpozná (pokud tedy nedisponuje elektronickým kompasem) a právě zde přichází na scénu schopnosti gyroskopu. Právě ten je schopen změřit jakoukoli změnu polohy přístroje v prostoru.

Klepněte pro větší obrázek
Princip senzoru náklonu

Trošku odbočíme: o popularizaci gyroskopu se zasloužil především známý powerball. Rychle rotující koule udržuje svou polohu a vychýlení z osy rotace vyžaduje určitou velikost síly, která závisí na hmotnosti a rychlosti rotace. Ostatně proto se powerbally používají pro posilování paží. Gyroskopy se používají také například v lodích, kde udržují stabilitu a tím i obsah žaludků pasažérů na svém místě. Uvnitř senzoru ale žádnou vysoce rotující kouli nečekejte, princip je poněkud odlišný.

 Klepněte pro větší obrázek
Blokové schéma s trojicí senzorů a dalšími moduly

Čip patří do skupiny takzvaných MEMS senzorů (Micro-Electro-Mechanical Systems), skutečně tedy obsahuje mechanické součástky. Konkrétně se jedná o miniaturní pohyblivá křidélka, která se uvnitř čipu při pohybu naklání. Tím se mění vzdálenost od podkladových ploch, s čímž se mění i kapacitance, kterou lze následně změřit. Gyroskop rozpoznávající tři osy pak musí disponovat trojici takových senzorů pro přesné určení změny polohy v prostoru. Rozměry čipu přitom činí pouhých 4,4 × 7,5 × 1,1 milimetrů. Pro zajímavost uveďme i cenu této součástky: 3,6 dolarů při objednávce desíti tisíc kusů. 

TIP: líbil se vám tento článek? Bude se vám líbit i ten o fungování elektronického kompasu

Kam s ním?

Pro praktické uplatnění se nabízí především mobilní telefony a přenosné herní konzole, které pro ovládání využívají právě pohyb celého zařízení. Zcela ideálně se pak hodí do herních ovladačů reagujících na pohyb, čímž proslulo Nintendo Wii. Možná trošku překvapivě najde  gyroskop uplatnění i v automobilových navigacích. Přenosné modely totiž nejsou na rozdíl od vestavěných spřaženy s elektronikou vozu a například v tunelech neví, zda vůz brzdí, zrychluje a zda řidič náhodou neodbočuje na podzemním sjezdu či křižovatce. Gyroskop by právě takové změny rozpoznal, čímž by se schopnosti přenosných navigací ještě zlepšily. Praktického nasazení nových čipů se dočkáme už na začátku příštího roku.

TIP: podrobný datasheet tříosého gyroskopu LYPR540AH 

Témata článku: Technologie

17 komentářů

Nejnovější komentáře

  • JJ 22. 11. 2009 9:33:20
    To použití k navigaci není zase takové terno. Stačí se podívat do...
  • Jiří Kuruc 21. 11. 2009 8:19:53
    Skutečně jde o kapacitanci, tedy impedanci kondenzátoru - mezi křidélky a...
  • JArda 21. 11. 2009 1:24:37
    To myslíš jako v tom vtipu? "Vrtule na křídlech letadla slouží jako...
Určitě si přečtěte