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Nuovi Giroscopi iMEMS: alte prestazioni anche sotto forti vibrazioni

Nuovi giroscopi iMems

Nuovi giroscopi da Analog Devices, Inc. (ADI), tre nuovi modelli iMEMS con tecnologia avanzata ADI quad-sensore differenziale. I giroscopi intoducono caratteristiche molto importanti come l'immunità anche se sottoposti ad elevate vibrazioni e shock grazie alla tecnologia Differential Quad sensor, basso consumo e alto tasso di rotazione di rilevamento disponibile con fino a ± 50.000°/sec. Vediamo quali sono le altre novità introdotte dai telescopi iMEMS di Analog Devices.

L'azienda Analog Devices, Inc. (ADI) introduce tre nuovi giroscopi ad alte prestazioni e basso consumo chiamati iMEMS con uscita analogica specifica per la velocità angolare (rotazione) adatti ad ambienti di lavoro molto duri.

I modelli dei nuovi giroscopi si distinguono in ADXRS642, ADXRS646 e ADXRS649 e incorporano la tecnologia avanzata ADI quad-sensore differenziale che riduce l'influenza dell' accelerazione lineare e delle vibrazioni in modo da ottenere risultati eccezionalmente precisi e affidabili anche quando si lavora in ambienti poco adatti o in presenza di forti oscillazioni.

Al riguardo Wayne Meyer, Marketing and Applications Manager, MEMS Analog Devices, Inc. ha speso le seguenti parole: "Questi nuovi giroscopi MEMS hanno una sensibilità di accelerazione lineare a partire da 0.015°/sec/g rispetto ai 0,1 °/sec/g offerti dal leader di gamma tra i giroscopi MEMS precedenti"

"La serie ADXRS64x offre inoltre uno start-up molto più rapido, circa 3 millesimi di secondo in meno e un consumo energetico fino a 10 volte inferiore. (3,5 mA rispetto ad altri giroscopi MEMS che consumano fino a 60 mA)."

Per applicazioni in cui sono necessari campi di misura extra-large il modello ADXRS649 offre invece il più ampio tasso di rotazione di rilevamento disponibile con ± 20.000 °/sec e velocità pari a 3 millisecondi (ms). Questa gamma di misurazione è estendibile fino a ± 50.000°/sec con l'aggiunta di una resistenza esterna.

Il giroscopio ADXRS646 ha tra le sue caratteristiche una gamma di misura di ± 250 °/s, 1 kHz di larghezza banda e 8°/hr di deriva con basso rumore. Aggiungendo la sua sensibilità eccezionalmente bassa di 0.015 °/s/g e l'eliminazione delle vibrazioni di 0,0001°/s/g2, l'ADXRS646 è ideale per le alte prestazioni di misura e di stabilizzazione.

Per ulteriori informazioni vi invito a visitare la pagina Gyroscopes e a scaricarvi i data sheets relativi al prodotto che vi interessa.

Mark Martin, vice presidente, MEMS/Sensori Technology Group, Analog Devices, Inc. Afferma: "Questi nuovi giroscopi uniscono la tecnologia innovativa ADI quad-sensore con la tecnologia che troviamo nel celebre giroscopio ADXRS45x della serie iMEMS mantenendo la stessa pin-out e lo stesso pacchetto BGA che troviamo sulla popolare serie dei giroscopi ADXRS62x "

Principali caratteristiche e vantaggi dei nuovi giroscopi:

L'esclusiva tecnologia Differential Quad Sensor fornisce immunità anche ad elevate vibrazioni e shock su un'ampia gamma di frequenze consentendo un rilevamento affidabile e stabile in condizioni ambientali difficili.

    - Soli 3 millisecondi per il tempo di avvio nei cicli rapidi di potenza.
    - Più alto tasso di rotazione di rilevamento disponibile con fino a ± 50.000 °/sec (con il modello ADXRS649).
    - Prestazioni a bassa dispersione di 8 °/hr (sul modello ADXRS646)
    - Pin-to-pin compatibile con la serie ADXRS62x che fornisce un percorso di migrazione conveniente e di facile di aggiornamento.
    - Basso consumo 3,5 mA.
    - Range temperature di lavoro da -40 °C a +105 °C adatto anche agli ambienti più duri come quelli industruali.

Da sempre Analog Devices è sinonimo di innovazione, prestazioni ed eccellenza, ciò fa di questa azienda una tra le più longeve e con il tasso di crescita più elevato nel settore delle tecnologie. Tutt'oggi Analog Devices vanta oltre 60.000 clienti e rappresenta praticamente tutti i tipi di apparecchiature elettroniche. Con più di 40 anni alle spalle come leader mondiale nella produzione dei circuiti integrati ad alte prestazioni utilizzati in applicazioni di segnale analogico e digitale di elaborazione, ADI ha sede a Norwood, Massachusetts e possiede impianti di progettazione e produzione in tutto il mondo.

 

 

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ritratto di max75

Il giroscopo

Per intenderci in maniera povera: è la funzione dei telefonini touch screen che rotandoli le immagini o qualsiasi cosa sul display ruotano in modo da poterle sempre vederle dritte.

ritratto di Vicus

Non penso proprio, le

Non penso proprio, le immagini ruotano grazie ad un accelerometro che è diverso. Misura le accelerazione lineari quindi nemmeno la velocità in modo diretto. In pratica un accelerometro riesce a rilevare la direzione e intensitàdel campo gravitazionale. Fatto questo è facile ar girare le immagini a seconda di come sia posifionato il dispositivo. Questo invece sembra abbia applicazioni d'uso ben diverse ma a me per ora sconosciute.

ritratto di Vicus

Quali sono i campi di

Quali sono i campi di applicazione di un giroscopio? Al momento non mi viene in mente niente salvo forse qualche applicazione areonautica.

ritratto di Zeol

Vengono usati per tenere in

Vengono usati per tenere in equilibrio dei veicoli, ad esempio le macchine radiocomandate.
Sulla pagina di Wikipedia è spiegato abbastanza bene http://it.wikipedia.org/wiki/Giroscopio

ritratto di stewe

Per esempio il passo delle

Per esempio il passo delle pale del rotore di coda degli elicotteri è regolato da un giroscopio.
Senza una regolazione elettronica, su mezzi di una certa dimensione sarebbe impossibile mantenere fermi gli stessi.
Il giroscopio misura il movimento della coda ed agisce come correttore quando questa si sposta senza comando inviato dal pilota.
I giroscopi più semplici sono quelli meccanici. Poi l'evoluzione ha portato ai giroscopi elettronici...

ritratto di Antonio Mangiardi

ma anche..

più che altro per areonautica ma anche per applicazioni correlate di guida automatica, navigazione, aerospaziali, balistica.. e comunque è possibile trovarli anche in alcuni telefoni .. vedi ad esempio i-phone 4 oppure per altre applicazioni di consumo ad esempio per giochi.

ritratto di pinkchow

Fra le molte innovazioni

Fra le molte innovazioni tecnologiche di iPhone 4 una in particolare è passata sotto traccia ,forse perché difficile da capire esclusivamente spiegandone il funzionamento, ma rappresenta con ogni probabilità una delle vere rivoluzioni del nostro smartphone: il giroscopio.

Nel corso della presentazione al WWDC 2010 in molti si sono chiesti l’esatta utilità pratica di questo elemento innovativo, che sfrutta molti più assi di movimento rispetto il classico accellerometro e che,è bene ricordarlo ,è un’assoluta esclusiva di Apple. Da rimanerci a bocca aperta. Questa caratteristica un po’ snobbata potrà diventare invece una delle più rivoluzionarie, specie nel mondo dl mobile gaming.
Vedremo fra non molto gli ulteriori sviluppi.

ritratto di Fabrizio87

A parte che giroscopi

A parte che giroscopi attualmente sono montati in quasi tutti smartphone del mercato,

In realtà vengono snobbati perché sono poche le applicazioni che possono essere utili utilizzata questi dati,

Ma se vai nel mondo android esiste l'applicazione chiamata Google Sky,
Che attualmente un'esclusiva android visto che Google è proprietario del sistema operativo
http://www.google.com/mobile/skymap/
Quest' applicazione combina i dati ricavati dal GPS per posizionare longitudine e latitudine e quelle del giroscopio per determinare in quale posizione è stata si trova lo smartphone, così combinandoli ricostruisce il cielo stellato e tutte le sue costellazioni e non solo con dati ottenuti dal giroscopio sincronizza la visione dello schermo con il cielo così muovendosi poi vedere allo stesso momento il cielo e le queste lezioni dove si trovano una cosa che molto bella se una persona si avvicina per le prime volte a quello bellissimo momento di ammirazione del cielo stellato così da sapere almeno cosa guarda e di stupirsi delle meraviglie dell' universo .
Un' attività da incoraggiare con i bambini d' estate .
http://www.youtube.com/watch?v=rv6X8H3Hw6Q&feature=fvst

Come al solito Analog Devices fa strumenti di misura elevatissime prestazioni ,
Ma la cosa strana che ho letto che i segnali vengono forniti in analogica ,
una cosa che mi sembra molto strano visto che adesso la regina del mondo della formazione è i segnali digitali giustamente per evitare disturbi dovuti all'ambiente .

ritratto di max75

Scusate

Pensavo che erano della stessa famiglia adesso vado ad prendere info più dettagliate e poi vi raguaglio.

ritratto di fra83

giroscopio e applicazioni

I giroscopi non sono solo nell' i-phone o in vari joystik per consolle, in quelle apparecchiature sono certamente presenti ma da alcuni tempi si stanno diffondendo anche in ambito automotive, le cosiddette scatole nere che molte case assicurative fanno installare ai propri clienti hanno a bordo un accelerometro e un giroscopio triassiale che hanno lo scopo di individuare situazioni di guida pericolosa e eventualmente dei crash.
Queste scatole nere non sono altro che delle piattaforme inerziali, installate nell'auto rilevano con una certa precisione imbardata, rollio ed eventualmente beccheggiamento.

Per la mia esperienza i gyro MEMS sono molto precisi e di facilissimo utilizzo, solitamente hanno 3 uscite X_GYRO, Y_GYRO e Z_GYRO che opportunamente filtrate e condizionate possono essere collegate ad un A/D di un microcontrollore che ne acquisisce le grandezze, un occhiata al datasheet per valutare quale è l'impedenza massima che l'A/D del micro deve vedere.

Dimenticavo, il mondo della robotica fà un grande uso di accelerometri e giroscopi.

Francesco

ritratto di max75

Ecco un'altro uso dei giroscopi

Mi sembrava di ricordare che anche nel Segway HT si usasse i giroscopi. Il Segway non è altro che una combinazione di sensori, un sistema di controllo e un sistema di trazione (motori).Il sistema sensorio è composto da giroscopi. Un giroscopo non è altro che una ruota che gira in un quadro stabile. Un oggetto che gira oppone resistenza ai movimenti del suo asse di rotazione, perchè vi è una forza che si muove con l'oggetto. Varia le variazioni vengono trasmesse anche al suo asse di rotazione sottoforma di forze contrarie (e viceversa).

ritratto di Emanuele

Mems: sensori e giroscopi

Mems: accelerometri e giroscopi

Nella famiglia dei sensori MEMS fanno parte sia i Girocopi che gli accelerometri.

Ti segnalo questo ottimo articolo su MEMS - Micro Electro Mechanical Systems
http://it.emcelettronica.com/mems-micro-electro-mechanical-systems

ritratto di Francesco12-92

Un altro punto

Un' altro punto a favore della tecnologia, che come sempre avanza a vista d'occhio, grandiosi questi sensori, anche se credo che siano molto costosi, ma utilizzabili per dispositivi come telefoni cellulare tablet ecc.
Personalmente i giroscopi li ho usati su dei robot della Lego, che ha fatto la famosa linea di prodotti Lego Mindstorm, che utilizzava il giroscopio per mantenere in piedi l'apparato su due ruote e non farlo cadere, certo dopo un pò di tempo cadeva perché il sensore non era molto preciso e subito si starava, ma era bello vederlo in piedi per 2, 3 minuti, chi sa se la lego implementerà questo nuovo tipo di sensore nelle sue scatole di montaggio. In un secondo momento li ho utilizzati su di un' altro robot autocostruito, ma con scarsi risultati, spero di poter utilizzare da vicino questi sensori, anche se ci credo poco.

ritratto di pinkchow

Il giroscopio meccanico è un

Il giroscopio meccanico è un dispositivo fisico rotante che, per effetto della legge di conservazione del momento angolare, tende a mantenere il suo asse di rotazione orientato in una direzione fissa. Essenzialmente è costituito da un rotore che altro non è che una massa a forma di toroide che ruota intorno al suo asse detto di rotazione. Quando il rotore è in rotazione, il suo asse tende a mantenersi parallelo a sé stesso e ad opporsi ad ogni tentativo di cambiare il suo orientamento. Se un giroscopio è installato su una sospensione cardanica (è un meccanismo che permette, tramite un sistema di tre cerchi connessi opportunamente tra loro per dare i tre gradi di libertà necessari affinchè un oggetto vicolato e orientato lungo un determinato asse possa restare nella stessa direzione anche se la posizione del suo supporto varia…difatto è alla base del funzionamento del giroscopio meccanico) che permette alla ruota di orientarsi liberamente nelle tre direzioni dello spazio, il suo asse si manterrà orientato nella stessa direzione anche se il supporto cambia orientamento. Alla luce di questo principio fisico, scoperto dal francese Foucault, si può stimare o addirittura misurare la velocità angolare di un riferimento non inerziale posto in rotazione. Naturalmente, è impensabile costruire in meccanica micrometrica quale è la struttura MEMS quanto appena descritto.
Per illustrare come funziona un giroscopio Mems, pensiamo ad una piccola massa vibrante soggetta a uno spostamento radiale rispetto alla struttura su cui è montata (la massa viene fatta muovere dinamicamente attraverso dei microattuatori che sfruttano la forza elettrostatica che si instaura tra due lamelle sottilissime di materiale metallico (in realtà si tratta sempre di silicio fortemente drogato), ognuna posta ad un potenziale differente…è come se fossero le armature di un condensatore in mezzo alle quali non c’è uno spessore di dielettrico che ne limita il campo elettrico, ma semplicemente l’aria…se vogliamo avvicinare le lamelle le polarizzaremo adeguatamente in modo da creare tra loro di una forza di attrazione, mentre se le si vogliono allontanare, allora dobbiamo far si che tra le due componenti metalliche insorga una forza elettrostatica di repulsione…tipicamente, uno dei due movimenti è offerto da una molla sempre realizzata in tecnologia MEMS).
Se facciamo oscillare linearmente la massa m, questa si sposterà perpendicolarmente all’asse di oscillazione e al vettore velocità angolare inducendo una forza detta di Coriolis ortogonale della stessa velocià angolare che vogliamo misurare (sempre in termini vettoriali, naturalmente). L'ampiezza di questa forza è pari a ±2Ωvm, cioè è direttamente proporzionale alla velocità angolare Ω dell'intero sistema. Queste forze inducono uno spostamento relativo tra lamelle interdigitale di silicio fortemente drogato, rilevando lo spiazzamento sotto forma di variazione di carica.
Tutto ciò di cui necessita ora il giroscopio è una circuiteria elettronica capace di rilevare le oscillazioni di capacità, di attuare dinamicamente l’oscillazione della massa mobile, di convertirle in tensione e di rettificare il segnale per creare un'uscita DC. Questa circuiteria traduce la velocità di rotazione in una tensione. Alcuni produttori di giroscopi integrano tutte queste funzionalità in un unico package, assicurando così una soluzione piccola, efficace ma costosa. Altri produttori di giroscopi Mems tendono a realizzare prodotti meno costosi adottando un approccio "minimalista" al trattamento del segnale, costringendo però a ricorrere a circuiterie esterne di condizionamento e misura.
Spero di non essere stata eccessivamente tecnica ma sufficientemente esaustiva su quella che è la teoria sulla quale nascono e si progettano questi piccoli dispositivi…

ritratto di Alex87ai

Penso che più chiara e

Penso che più chiara e delucidante di così non potevi davvero esserlo! Complimenti, descrizione precisa e dettagliata su dispositivi che magari maneggiamo ogni giorno ma non lo sappiamo oppure lo sappiamo ma ci sfugge la tecnologia e il principio di funzionamento che si nascondo dietro. Riuscire a creare della meccanica vera e propria ma in dimensioni micromentriche ha rappresentato un grosso passo avanti della tecnologia, e i dispositivi frutto di questa tecnologia arrivano ad essere addirittura più efficienti e meno costosi degli stessi realizzati con la meccanica macrometrica. La prima volta che ho sentito parlare di MEMS non credevo a ciò che ascoltavo o leggevo, eppure questa era già diventata una realtà!!

 

 

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