Accéléromètre VS Gyroscope – Comment différencier les deux capteurs

Les capteurs de mouvement sont cruciaux dans le monde technologique avec une tempête car ils détectent et mesurent les mouvements. Les capteurs comprennent un accéléromètre vs un gyroscope fonctionnant via un système microélectromécanique (MEMS).

La bonne nouvelle est que vous trouverez des tonnes de capteurs sur le marché. Cependant, se contenter du meilleur appareil peut être difficile, nous discuterons donc des différences entre un accéléromètre et un gyroscope VS aujourd'hui.

Gyroscope

(gyroscope) 

Définition

Un capteur gyroscopique est un appareil compact qui détermine l'orientation ou les changements de rotation à l'aide de la gravité terrestre. Alors son grand principe est de préserver le moment cinétique.

Certains gyroscopes incluent des MEMS, des gyroscopes électroniques et mécaniques, etc.

Principe de fonctionnement

La structure du gyroscope se compose d'un rotor, de cardans (trois anneaux entourant le rotor), d'un cadre de gyroscope et d'un axe de rotation.

Parties d'un gyroscope

Normalement, un gyroscope fonctionne via un effet de précession par lequel la rotation de l'axe de rotation lui permet de défier la gravité. En d'autres termes, il s'ajustera instantanément sur le côté plutôt que de tomber en raison de la force de gravité.

Applications

• Certaines des applications du gyroscope incluent ;
• Consommer des électrons via des gyroscopes MEMS tels que des téléphones Android haut de gamme et milieu de gamme
• Systèmes de guidage inertiel via l'unité de mesure inertielle (IMU),
• La stabilité des bateaux, des motos et des véhicules
• Stations spatiales, et 

(station spatiale orbitale)

• Avion.

Accéléromètre

Définition

Un accéléromètre est un dispositif électromécanique qui détecte et mesure l'accélération non gravitationnelle. C'est-à-dire sensible aux vibrations provoquées par le mouvement dans le temps.

Accéléromètre PCB

De plus, ils déterminent généralement l'orientation et détectent les vibrations, la vitesse ou la position.

Principe de fonctionnement

Les accéléromètres ont deux principes de fonctionnement distincts, à savoir le changement de capacité et l'effet piézoélectrique.

Changement de capacité

La première méthode utilise une formule pour trouver l'accélération. Donc, Force =Masse × Accélération. Par conséquent, l'accélération sera la force/masse actuelle de l'objet.

Étapes de travail

• Tout d'abord, il y a deux plaques capacitives.
• Ensuite, la masse d'un objet appuie sur l'une des plaques capacitives et provoque un changement de capacité. De cette façon, vous mesurerez également la force.
• Enfin, nous mesurons l'accélération en utilisant la valeur de la masse et de la force connues.

Effet piézoélectrique

Étapes

• Les accéléromètres produisent une tension lorsqu'il y a des vibrations car ils contiennent des structures cristallines microscopiques qui génèrent une tension lorsqu'elles sont pressées.
• Deuxièmement, la tension produite donne la lecture de la quantité d'accélération actuelle.

Applications

• Les applications de l'accéléromètre sont les suivantes :
• Applications ou jeux nécessitant une détection de mouvement comme Kinect, Wii, etc.,
• Accessoires connectés ou trackers de fitness

(réseau corporel sans fil portable) 

• Dispositifs médicaux, par exemple, parties du corps artificielles
• Détection de chute,
• Détection de tremblement de terre,
• Détection d'inclinaison, comme sur les iPhones pour détecter si le téléphone est en mode paysage ou portrait,
• Applications de carte/boussole dans un appareil mobile via la détection basée sur les axes (Android, iPhone, etc.)

Différence entre le gyroscope et l'accéléromètre

Le tableau comparatif ci-dessous montre la différence entre l'accéléromètre et le gyroscope.

Comment choisir un accéléromètre ou un gyroscope ?

Lors du choix d'un accéléromètre ou d'un gyroscope, il y a plusieurs critères à prendre en compte avant votre achat. De plus, votre choix dépend souvent du projet en cours et de ses exigences.

Examinons maintenant le large éventail de facteurs nécessaires.

Accéléromètre

Les facteurs incluent ;

• Plage

Si vous souhaitez mesurer des accélérations de haute précision, choisissez un accéléromètre avec une plage élevée, de préférence 2Gs ou plus. L'accélération mesurée la plus élevée peut avoisiner les 5000Gs.

• Interface

Bien qu'il soit possible de connecter des accéléromètres via des circuits analogiques et numériques, il est préférable de se contenter d'un utilisant des interfaces numériques. Des exemples d'interfaces sont des interfaces série telles que I2C ou SPI, des interfaces PWM ou des interfaces de convertisseurs analogique-numérique. Il peut également s'interfacer avec des cartes comme Raspberry Pi et Arduino.

• Le nombre d'axes mesurés.

Les deux types d'accéléromètres comprennent trois ou deux axes.

Un accéléromètre à trois axes

De nos jours, l'accent est mis sur un accéléromètre à un axe qui ressemble à un accéléromètre miniature à 3 axes. Les accéléromètres mini-3 axes sont idéaux car ils mesurent l'accélération avec une grande précision mais ne fonctionnent que sur quelques appareils. Néanmoins, ils sont abordables.

• Consommation d'énergie

Ensuite, tenez compte de la taille de la carte de circuit intégré et de la masse de l'accéléromètre, car elles affectent sa consommation d'énergie et sa sensibilité aux performances. De plus, la consommation de courant recommandée est d'environ 100 s d'une plage de µA.

De plus, vous pouvez trouver un accéléromètre numérique avec une fonction de veille, car cela vous aidera à économiser de l'énergie lorsque l'appareil est inactif.

• Fonctionnalités bonus

Les modèles d'accéléromètre plus récents ont des fonctionnalités supplémentaires telles que la détection de prise, la détection de 0 g, le contrôle du sommeil et des plages de mesure sélectionnables.

• Sensibilité

La sensibilité fait référence à la quantité mesurable de force verticale par un accéléromètre en fonction d'un changement d'accélération. Malheureusement, l'accélération de l'accéléromètre entraîne constamment une mesure inexacte en raison d'une sortie peu sensible.

• Coût

Enfin, regardez toujours dans votre budget. Par exemple, si vous avez besoin de mesurer l'accélération à moindre coût, optez pour des commutateurs d'inclinaison/Richter et non des accéléromètres.

Accéléromètre VS Gyroscope： Gyroscope

Les facteurs incluent ;

• Plage

Tout d'abord, maintenez la portée maximale du gyroscope inférieure à la vitesse angulaire maximale que vous devez mesurer. D'autre part, maintenez la plage du gyroscope légèrement supérieure à la valeur attendue pour une précision et une sensibilité supérieures.

• Numérique vs Analogique (Interfaces)

Presque tous les gyroscopes ont des interfaces de sortie analogiques, mais dans de rares cas, vous en trouverez avec des interfaces numériques, c'est-à-dire I2C ou SPI. L'interface de sortie analogique est facile à intégrer à un MCU.

• Le nombre d'axes mesurés.

Gyroscope à trois axes

Un gyroscope à 3 axes commence récemment à se développer, les gyroscopes disponibles sur le marché étant à 2 ou 1 axe. Lors de votre sélection, optez pour un gyroscope qui correspond à vos exigences de mesure. Par exemple, certains appareils à 2 axes mesurent souvent le roulis et le tangage, tandis que les autres peuvent mesurer le lacet et le tangage.

• Consommation d'énergie

Si vous travaillez sur un projet alimenté par batterie, votre choix de gyroscopes doit être pris en compte en termes de consommation d'énergie. La consommation de courant standard est dans les 100s de la gamme µA.

Vérifiez également si le gyroscope dispose d'une fonctionnalité de veille pour la conservation de l'énergie lorsqu'il n'est pas nécessaire.

• Fonctionnalités bonus

La plupart des gyroscopes ont une fonction supplémentaire de sortie de température qui aide à compenser la dérive.

• Coût

Le coût des gyroscopes ne remplace pas les autres facteurs. Par conséquent, vous pouvez vous contenter d'un modèle peu coûteux.

Conclusion

Merci d'être resté jusqu'à la fin de ce sujet. Nous espérons qu'à l'avenir, vous ferez des choix éclairés sur les accéléromètres ou les gyroscopes. Si, toutefois, vous avez besoin de quelques éclaircissements, veuillez nous contacter pour obtenir de l'aide.