ACCELEROMETER & GYROSCOPE

ACCELEROMETER & GYROSCOPE

1.    Definisi Accelerometer

Accelerometer adalah suatu alat untuk mengukur percepatan sehingga dapat mendeteksi adanya perubahan posisi device/perangkat dan berapa banyak perubahan itu terjadi. Alat ini memberikan pengalaman baru dalam berinteraksi dengan device, bergerak dan tidak hanya dapat digunakan untuk aplikasi biasa namun juga terutama untuk game.

Contoh manfaat biasanya dipakai untuk permainan game, misal game mobil dimana kita cukup memiringkan handphone saat kita mau belok kanan atau kiri. Manfaat lain dipakai untuk mengganti lagu atau mengambil screenshoot hanya dengan menggoyangkan handphone .

2.    Prinsip Kerja Accelerometer

Prinsip kerja dari tranduser ini berdasarkan hukum fisika bahwa apabila suatu konduktor digerakkan melalui suatu medan magnet, atau jika suatu medan magnet digerakkan melalui suatu konduktor, maka akan timbul suatu tegangan induksi pada konduktor tersebut. Accelerometer akan menangkap perubahan pada posisi pada dimensi x, y dan z. Dengan menangkap perubahan itu kita dapat memasukkan kode yang bereaksi pada perubahan tertentu. Sumbu pada device tidak berubah ketika orientasi (portraint dan landscape) dari device berubah. Sumbu Y akan selalu berada menuju ke atas-bawah dari device, tegak lurus tiga hardware button, sumbu X selalu berada dari sisi ke sisi searah dengan tiga hardware button dan sumbu Z merupakan sumbu maya yang menembus device jika kita memegang device dan melihat ke ara device.

Saat ini hampir semua sensor/tranduser accelerometer sudah dalam bentuk digital (bukan dengan sistem mekanik) sehingga cara kerjanya hanya berdasarkan temperatur yang diolah secara digital dalam satu chip.

3.    Tipe Accelerometer

3.1. Capacitive:     lempengan metal pada sensor memproduksi sejumlah kapasitansi, perubahan kapasitansi akan mempengaruhi percepatan.

3.2. Piezoelectric   :   kristal piezoelectric yang terdapat pada accelerometer jenis ini mengeluarkan tegangan yang selanjutnya dikonversi menjadi percepatan.

3.3.  Piezoresistive:     lempengan yang secara resistan akan berubah sesuai dengan perubahan percepatan

3.4.  Hall effect       :    percepatan yang dirubah menjadi sinyal elektrik dengan cara mengukur setiap perubahan pergerakan yang terjadi pada daerah yang terinduksi magnet.

3.5.  Magnetoresistive:   Perubahan percepatan diketahui berdasarkan resistivitas material karena adanya daerah yang terinduksi magnet.

3.6. Heat Transfer:         Percepatan dapat diketahui dari lokasi sebuah benda yang dipanaskan dan diukur ketika terjadi percepatan dengan sensor temperatur.

5.        Contoh Penggunaan Accelerometer

Transportasi: Accelerometer banyak digunakan untuk menghitung percepatan dan penurunan percepatan dari sebuah kendaraan. Accelerometer membantu untuk mengevaluasi performansi dari mesin dan sistem percepatan dan juga breaking system (sistem penurunan percepatan). Kecepatan yang biasa ditampilkan pada kendaraan anda umumnya didapatkan dari penggunaan accelerometer. Selain itu juga biasa digunakan untuk menghitung vibrasi pada kendaraan, mesin, bangunan, dan sistem keamanan pada kendaraan (safety installation). Accelerometer juga dapat mengkalkulasi percepatan yang diakiabatkan oleh gravitasi bumi. Accelerometer yang menghitung gravitasi secara spesifik digunakan pada gravimetry, disebut sebagai gravimeter. Notebook atau laptop juga dilengkapi dengan accelerometer untuk mengevaluasi goncangan yang dirasakan oleh laptop tersebut..

Bidang Medis: Sport Watch, berupa jam tangan olahraga yang juga dapat menghitung berapa banyak langkah yang telah kita lakukan, menggunakan accelerometer untuk menghitung kecepatan dan jarak dari si pelari yang menggunakannya.

Peralatan Elektronik: Accelerometer pada laptop biasanya digunakan pada sistem Sudden Motion Sensor, yang biasa digunakan untuk mendeteksi jatuhnya laptop. Jika kondisi pada saat jatuh terdeteksi, hard disk drive yang ada akan diproteksi sehingga tidak terjadi data loss. Sekarang ini juga terdapat notebook yang menggunakan accelerometer untuk secara otomatis mengubah arah layar (menjadi miring ataupun terbalik) sesuai dengan arah monitor tersebut ditegakkan (portrait atau landscape). Terdapat juga sejumlah handphone yang menggunakan accelerometer untuk mengubah lagu yang dimainkan (Track Switching). Camera recorder menggunakan accelerometer untuk menstabilkan gambar (image stabilization). Camera digital menggunakan accelerometer untuk menu pilihan anti blur ketika mengambil gambar.

6.        Kelebihan dan Kelemahan Accelerometer

6.1. Dapat mengukur gerakan linier & gravitasi secara bersamaan.

6.2. Harga lebih murah dibandingkan Gyroscope.

6.3. Tidak mengukur gerak rotasi manusia.

6.4. Pada accelerometer dipengaruhi oleh gravitasi.

6.5. Tidak dapat mengukur orientasi secara langsung.

GYROSCOPE

1.    Definisi Gyroscope

Gyroscope adalah salah satu alat navigasi dari banyak alat bantu lain semisal kompas dan GPS. Gyroscope gimbal (gimbal gyro) bekerja atas dasar prinsip kelembaman massa yang berputar.  Suatu massa yang berputar cenderung mempertahankan posisi awanya. Dalam peristiwa sehari-hari kita dapat melihat peristiwa ini pada gasing yang berutar dan roda sepeda atau pada kompas yang memiliki jarum magnet statis untuk menunjuk arah utara dan selatan.  Acuan kompas adalah medan magnet bumi yang kutub-kutubnya tidak sama dengan kutub-kutub geografis bumi. Acuan Gyroscope adalah posisi awalnya ketika diputar, dan cenderung mempertahankan posisi itu selama berputar.

2.    Prinsip Kerja Gyroscope

Gyroscope adalah roda berat yang berputar pada jari-jarinya. Sebuah giroskop mekanis terdiri dari sebuah roda yang diletakkan pada sebuah bingkai. Roda ini berada di sebuah batang besi yang disebut dengan poros roda. Ketika Gyroscope digerakkan, maka ia akan bergerak mengitari poros tersebut. Poros tersebut terhubung dengan lingkaran-lingkaran yang disebut gimbal. Gimbal tersebut juga terhubung dengan gimbal lainnya pada dasar lempengan. Jadi saat piringan itu berputar, unit Gyroscope itu akan tetap menjaga posisinya saat pertama kali dia diputar.

3.    Penggunaan Gyroscope

Pada kapal dan pesawat, girokompas digunakan untuk navigasi. Gyroscope dipasang khusus sehingga tidak terpengaruh pada jatuhnya, bergulungnya, atau berputarnya kapal atau pesawat. Gyroscope juga digunakan untuk menjaga peralatan navigasi lainnya pada posisi yang tenang dan stabil. Sekarang Gyroscope diaplikasikan bersama-sama dengan accelerometer pada handphone, seperti pada I-phone dan handphone jenis-jenis  android. Ketika pengukuran accelerometer iPhone dikombinasikan dengan pengukuran giroskop, pengembang dapat membuat aplikasi yang bisa merasakan gerak pada enam-sumbu: atas dan bawah, kiri dan kanan, maju dan mundur, serta rotasi roll, pitch dan yaw. Menambahkan gyroskop menempatkan iPhone ke dalam domain yang sama seperti Nintendo Wii yang, ketika dipasangkan dengan Nintendo MotionPlus, memiliki fungsi serupa

4.    Kelebihan dan Kelemahan Gyroscope

7.1.        Rentang skala penuh - kecepatan sudut maksimum.

7.2.        Chip agak besar.

7.3.        Harga relatif mahal.

7.4.        Mengukur gerakan rotasi manusia.

7.5.        Digunakan untuk mengukur baik, atau mempertahankan orientasi perangkat.