SENSOR GYROSCOPE

PENGERTIAN GYROSCOPE

Gyroscope adalah perangkat untuk mengukur atau mempertahankan orientasi, yang berlandaskan pada prinsip-prinsip momentum sudut.Secara mekanis, giroskop berbentuk seperti sebuah roda berputar atau cakram di mana poros bebas untuk mengambil setiap orientasi. Meskipun orientasi ini tidak tetap, perubahannya dalam menanggapi torsi eksternal jauh lebih sedikit dan berlangsung dalam arah yang berbeda jika dibandingkan dengan tanpa momentum sudut, yang berkaitan dengan tingginya tingkat putaran dan inersia momen. Orientasi perangkat tetap sama, terlepas dari gerak platform pemasangan, karena pemasangan perangkat pada sebuah gimbal akan meminimalkan torsi eksternal.

PRINSIP KERJA GYROSCOPE 

Gyro sensor bisa mendeteksi gerakan sesuai gravitasi, atau dengan kata lain mendeteksi gerakan pennguna.Gyroscope pada penelitian ini digunakan untuk mengukur sumbu rotasi roket. Sebelum digunakan, sensor gyroscope terlebih dahulu dilakukan proses kalibrasi dengan menggunakan bandul. Proses kalibrasi tersebut berfungsi untuk memperoleh nilai faktor kalibrasi. Gyroscope memiliki keluaran berupa kecepatan sudut dari arah 3 sumbu yaitu: sumbu x yang nantinya akan menjadi sudut phi (kana dan kiri) dari sumbu y nantinya menjadi sudut theta (atas dan bawah), dan sumbu z nantinya menjadi sudut psi (depan dan belakang). Cara kerja giroskop yang berlandaskan pada prinsip-prinsip operasi lain juga ada, misalnya giroskop MEMS perangkat elektronik yang ditemukan pada perangkat elektronik konsumen, cincin laser, giroskop optik serat, dan giroskop kuantum yang sangat sensitif. Aplikasi giroskop termasuk sistem navigasi inersia mana kompas magnetik tidak akan bekerja (seperti dalam teleskop Hubble ) atau tidak akan cukup tepat (seperti dalam ICBM ), atau untuk stabilisasi kendaraan terbang seperti radio-dikontrol helikopter atau kendaraan udara tak berawak . Karena presisi tinggi mereka, giroskop juga digunakan untuk menjaga arah dalam terowongan pertambangan.

Presesi dapat ditunjukkan dengan menempatkan sebuah giroskop berputar dengan sumbu horizontal dan didukung longgar (gesekan terhadap presesi) pada salah satu ujungnya. Alih-alih jatuh, seperti yang mungkin diharapkan, giroskop muncul untuk menentang gravitasi dengan tersisa dengan sumbu horizontal, ketika ujung sumbu yang tersisa tidak didukung dan ujung bebas dari sumbu perlahan menggambarkan lingkaran pada bidang horizontal, yang dihasilkan presesi berputar. Efek ini dijelaskan oleh persamaan di atas. Torsi pada giroskop dipasok oleh beberapa kekuatan: gravitasi yang bekerja pada pusat ke bawah perangkat massa, dan gaya yang sama bertindak atas untuk mendukung salah satu ujung perangkat. Rotasi dihasilkan dari torsi ini tidak menurun, seperti bisa intuitif diharapkan, menyebabkan perangkat untuk jatuh, tetapi tegak lurus baik torsi gravitasi (horizontal dan tegak lurus sumbu rotasi) dan sumbu rotasi (horizontal dan keluar dari titik support), yaitu, tentang sumbu vertikal, menyebabkan perangkat untuk memutar perlahan tentang titik pendukung.

Berdasarkan besarnya torsi konstan τ, kecepatan dari presesi giroskop Ω P adalah berbanding terbalik dengan L, besarnya momentum sudutnya: di mana θ adalah sudut antara vektor P dan L Ω. Jadi, jika spin giroskop melambat (misalnya, akibat gesekan), mengurangi momentum sudutnya sehingga tingkat kenaikan presesi. Hal ini berlanjut sampai perangkat tidak dapat untuk memutar cukup cepat untuk mendukung beratnya sendiri, ketika berhenti precessing dan jatuh dukungan, terutama karena gesekan terhadap presesi penyebab lain presesi yang masuk menyebabkan jatuh.Dengan konvensi, ketiga vektor - torsi, spin, dan presesi - semua berorientasi dengan menghormati satu sama lain menurut aturan tangan kanan .Untuk mudah memastikan arah efek giro, hanya ingat bahwa roda bergulir cenderung, ketika bersandar ke samping, untuk mengubah ke arah yang ramping. 

VARIASI GYROSCOPE  

Girostat 

Sebuah girostat adalah varian dari giroskop. Ini terdiri dari roda flywheel besar tersembunyi dalam casing padat. Perilaku di atas meja, atau dengan berbagai modus suspensi atau dukungan, berfungsi untuk menggambarkan pembalikan penasaran hukum biasa kesetimbangan statis karena perilaku gyrostatic dari roda flywheel interior terlihat ketika diputar cepat. Yang girostat pertama dirancang oleh Lord Kelvin untuk menggambarkan keadaan yang lebih rumit dari gerak tubuh yang berputar ketika bebas untuk berkeliling pada bidang horisontal, seperti gasing berputar di trotoar, atau lingkaran atau sepeda di jalan.  

MEMS 

Sebuah MEMS giroskop mengambil ide dari Foucault pendulum dan menggunakan elemen bergetar, yang dikenal sebagai MEMS (Micro Electro-Mechanical System). Gyro berbasis MEMS awalnya dibuat praktis dan producible oleh Systron Donner Inertial (SDI). Hal ini, SDI adalah produsen besar MEMS giroskop.  

FOG 

Sebuah giroskop serat optik (FOG) adalah sebuah giroskop yang menggunakan interferensi cahaya untuk mendeteksi rotasi mekanik. Sensor adalah kumparan sebanyak 5 km dari serat optik. Pengembangan rendah-rugi single-mode serat optik pada awal tahun 1970 untuk industri telekomunikasi memungkinkan pengembangan Sagnac efek gyros serat optik.  

VSG atau CVG 

Sebuah fiber optic gyroscope (VSG), juga disebut coriolis vibratory gyroscope (CVG), menggunakan resonator yang terbuat dari paduan logam yang berbeda. Ini mengambil posisi antara akurasi rendah, rendah-biaya giroskop MEMS dan akurasi lebih tinggi dan lebih tinggi-biaya FOG. Parameter akurasi ditingkatkan dengan menggunakan bahan intrinsik rendah redaman, vacuumization resonator, dan elektronik digital untuk mengurangi drift bergantung pada temperatur dan ketidakstabilan sinyal kontrol.

High-Q Wine-Glass Resonators untuk sensor yang tepat seperti HRG atau CRG didasarkan pada Bryan "efek gelombang inersia". Mereka terbuat dari tinggi kemurnian kaca kuarsa atau dari single-kristal safir .

DTG 

Sebuah dynamically tuned gyroscope (DTG) adalah sebuah rotor ditangguhkan oleh gabungan universal dengan pivot lentur. Kekakuan lentur semi independen dari tingkat spin. Namun, inersia dinamis (dari efek reaksi gyroscopic) dari gimbal menyediakan kekakuan pegas negatif sebanding dengan kuadrat dari kecepatan putaran (Howe dan Savet, 1964; Lawrence, 1998). Oleh karena itu, pada kecepatan tertentu, yang disebut kecepatan tuning, dua momen membatalkan satu sama lain, membebaskan dari torsi rotor, kondisi yang diperlukan untuk giroskop yang ideal.  

London moment 

Sebuah London moment giroskop bergantung pada kuantum mekanik fenomena , dimana berputar superkonduktor menghasilkan medan magnet yang sumbu garis sama persis dengan sumbu putar dari rotor gyroscopic. Sebuah magnetometer menentukan orientasi medan yang dihasilkan, yang interpolasi untuk menentukan sumbu rotasi. Giroskop jenis ini bisa sangat akurat dan stabil. Sebagai contoh, yang digunakan dalam Gravity Probe B percobaan mengukur perubahan dalam orientasi sumbu giroskop berputar untuk lebih dari 0,5 milliarcseconds (1,4 × 10 -7 derajat) selama satu tahun. Hal ini setara dengan pemisahan sudut lebar rambut manusia dilihat dari 32 kilometer (20 mil) jauhnya.

Gyroscope Sensor

3-Axis Digital Gyroscope

 

               







Untuk lebih jelasnya lagi dapat kita lihat video berikut ini 

Ini juga ada video penerapan gyroscope yang digunakan pada  console game VR( Virtual Reality )

Sumber:
https://id.wikipedia.org/wiki/Giroskop
http://oktriaviani.blogspot.co.id/2012/06/accelerometer-gyroscope_16.html
https://www.youtube.com/user/ScienceOnline
https://www.youtube.com/user/VirtuixOmni