200119_JR_Gyroskopsensor_GY 521_Modul - Laurenz-Cz/ToolTime-1 GitHub Wiki

GY-521 SENSOR Der InvenSense GY-521 Sensor enthält einen MEMS-Beschleunigungsmesser und einen MEMS-Gyro in einem einzigen Chip. Er ist sehr genau, da er 16-Bit- Analog-Digital-Konvertierungs-Hardware für jeden Kanal enthält. Deshalb erfasst er gleichzeitig den x-, y- und z-Kanal. Der Sensor nutzt den I2C-Bus zur Anbindung an den Arduino. Die GY-521 Sensoren sind nicht teuer, vor allem angesichts der Tatsache, dass sie sowohl einen Beschleunigungsmesser als auch einen Gyroskop kombiniert. IMU-Sensoren sind eine der am meisten verbauten Arten von Sensoren, die heute in allen Arten von elektronischen Gadgets verwendet werden. Sie sind in Smartphones, Wearables, Game-Controller, etc. zu finden. IMU-Sensoren helfen uns dabei, die Haltung eines Objekts zu messen, das an den Sensor im dreidimensionalen Raum verbunden ist. Diese gemessenen Werte sind in der Regel Winkel und helfen uns so, seine Haltung zu bestimmen. So werden sie in Smartphones eingesetzt um ihre Orientierung zu erkennen. Und auch in tragbaren Gadgets wie das Nike-Fuelband (Fitnessarmband) oder fitbit Aktivitätentracker, haben IMU-Sensoren verbaut um die Bewegung zu verfolgen. Wie funktioniert es? IMU-Sensoren bestehen in der Regel aus zwei oder mehr Teilen. Aufgeführt nach ihrer Priorität, sind es: Beschleunigungsmesser, Gyroskop, Magnetometer und Höhenmesser. Die GY-521 ist ein 6 DOF (Freiheitsgrade) oder ein sechsachsiger IMU-Sensor, was bedeutet, dass es sechs Werte als Ausgang gibt. Drei Werte aus dem Beschleunigungsmesser und drei vom Gyroskop. Der GY-521 ist ein Sensor, der auf MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) Technologie basiert. Sowohl der Beschleunigungsmesser als auch das Gyroskop sind in einem einzigen Chip eingebettet. Dieser Chip verwendet das I2C (Inter Integrated Circuit) Protokoll für die Kommunikation. Ein Beschleunigungsmesser arbeitet nach dem Prinzip der piezoelektrischen Wirkung. Hier stellen Sie sich eine quaderförmige Schachtel vor, mit einer kleinen Kugel drin, wie im Bild oben. Die Wände dieser Box sind mit piezoelektrischen Kristallen versehen. Immer wenn du den Kasten kippst, ist der Ball gezwungen, sich in Richtung der Neigung zu bewegen, wegen der Schwerkraft. Die Wand, mit der der Ball kollidiert, erzeugt winzige piezoelektrische Ströme. Es gibt drei Paare gegenüberliegender Wände in einem Quader. Jedes Paar entspricht einer Achse im 3D-Raum: X-, Y- und Z-Achse. Je nach dem Strom aus den piezoelektrischen Wänden können wir die Richtung der Neigung und deren Größe bestimmen. Gyroskope arbeiten nach dem Prinzip der Coriolis-Beschleunigung. Stellen Sie sich vor, dass es eine gabelartige Struktur gibt, die in ständiger Hin- und Herbewegung steht. Es wird mit piezoelektrischen Kristallen gehalten. Wann immer Sie versuchen, diese Anordnung zu kippen, erleben die Kristalle eine Kraft in Richtung der Neigung. Dies wird durch die Trägheit der Gabelung verursacht. Die Kristalle erzeugen also einen Strom im Konsens mit dem piezoelektrischen Effekt, und dieser Strom wird verstärkt. Die Werte werden dann vom Host-Mikrocontroller verfeinert.

Schaubilder zur Verbindung und Erklärung finden sie unter MS Teams.