Jiroskop Nedir?

Türkçe karşılığı düzdöner olan jiroskop, açısal hızı ve yönelimi ölçen bir çeşit cihazdır. 19. yüzyılda keşfedilen jiroskop, açısal momentum ilkesi ile çalışır ve dünyanın eksenine göre yönelim yönünü sabit tutar. Açısal momentum sağlamak amacıyla dönen rotor + gimbaldan meydana gelen jiroskop modülünün mekanik ve elektronik çeşitleri vardır. Jiroskop, günlük hayatta giyilebilir teknoloji ürünlerinden iletişim araçlarına, gemilerden uçaklara kadar pek çok yerde kullanılır. En bilinen kullanıma alanı ise akıllı telefonlardır. Akıllı telefonlarda kullanılan jiroskop sensörü, ekranın otomatik olarak yatay veya dikey konuma gelmesini sağlar. Hayatı kolaylaştıran jiroskop ile ilgili merak ettiğiniz diğer detayları içeriğin devamında bulabilirsiniz.

Jiroskop Ne İşe Yarar?

Jiroskop veya jiroskop sensörü, belirli bir nesnenin hareketini ve yönelimini hassas bir şekilde algılar. Bunu da sabit bir eksen etrafında dönen bir kütlenin açısal momentumunu kullanarak gerçekleştirir. Bulunduğu cihazın dönme yönünü ve eğilim açısını belirleyen başarılı cihaz, denge ve daha doğru navigasyon verisi sağlar. Örneğin, uçaklarda yön bulmak, akıllı telefonlarda ekran hareketini kontrol etmek veya oyun oynamak, sanal gerçeklik cihazlarında baş hareketlerini takip etmek için jiroskop kullanılır. Jiroskop, hareket algılama konusunda oldukça hızlı tepki verdiği için dinamik ortamlarda güvenilir bir yardımcıdır.

Jiroskop Türleri

Mekanik, elektronik, fiber optik, lazer gibi pek çok çeşidi üretilen jiroskoplar farklı alanlarda değerlendirilir. En sık tercih edilen jiroskop türlerini ise şu şekilde sıralamak mümkündür:

• Mekanik jiroskoplar, dayanıklı ve ağır olmaları ile öne çıkar. Dönen bir disk ve rotordan oluşan bu cihazlar daha çok gemilerde ve eski uçaklarda yer alır.
• MEM jiroskoplar, mikroelektromanyetik sistemleriyle diğer jiroskoplardan ayrılır. Küçük ölçekli ve hafif oldukları için genellikle akıllı telefonlar, akıllı bileklikler ve akıllı saatlerde kullanılır. Üstelik enerji verimliliği de sağlar.
• FOG olarak da bilinen fiber optik jiroskoplar, uzay araçlarında kullanılır ve ışık demetlerinin hareketini ölçmeye yarar.
• RGL - lazer jiroskoplar, lazer ışınlarını kullanarak ölçüm yapar ve yüksek veri doğruluğu sayesinde havacılık sektöründe kullanılır.
• Kuantum jiroskoplar ise yeni nesil teknolojilerle donatılmış olup süper hassas ölçümler yapmak için idealdir.

Jiroskop Ne Ölçer?

Bir nesnenin dönme hızını başka bir ifadeyle açısal hızını + yönelimini ölçen jiroskop, verileri saniye cinsinden hesaplar. Jiroskop sensörleri çalışma prensipleri sayesinde cihazın eksen etrafındaki hareketlerini net olarak belirler. Üç eksenli olan jiroskop sensörü ise nesne hareketlerini üç boyutlu olarak algılayabilir.

Jiroskop Nasıl Çalışır?

Açısal momentumun korunumu ilkesine dayanan jiroskop çalışma prensibine göre dönen bir kütle, sabit eksende hareketini sürdürme eğilimindedir. Mekanik jiroskoplarda dönme hareketi rotorla sağlanırken MEMS jiroskop sensörlerinde ise titreşen küçük modüller kullanılır.

Jiroskopun Kullanım Alanları Nelerdir?

Çok yönlü cihazlar olan jiroskoplar, hassas hareket algılamaya ihtiyaç duyulan hemen her alanda değerlendirilir. Jiroskop sensör kullanılan başlıca alanları ise şöyle sıralamak mümkündür:

• Telefon, tablet bilgisayar, akıllı saat gibi akıllı cihazlarda ekran yönünü belirlemek için kullanılır.
• Havacılık ve uzay sektöründe uçak, roket ve uydu navigasyonu jiroskop sayesinde belirlenir.
• Otomotiv sektöründe araçların denge kontrolü ve otonom sürüş sisteminde yer alır.
• Droneların havada sabit kalmasını sağlama ve manevra kabiliyeti için jiroskoptan yararlanılır.
• Sanal gerçeklik gözlüğü olarak da bilinen VR gözlüklerde baş hareketlerinin takibini sağlayarak daha gerçekçi oyun deneyimi sunar.
• Denizcilik sektöründe gemilerin yön bulması ve stabilizasyonun sağlanması amacıyla değerlendirilir.

Jiroskopun Avantajları Nelerdir?

Kompakt yapıları ve yüksek performansları ile dikkat çeken jiroskop modüllerinin öne çıkan avantajları hassas ölçüm, kompakt tasarım, enerji verimliliği, çok yönlülük ve hızlı tepki şeklinde sıralanabilir. Öte yandan jiroskop avantajları tür bazında değişebilir. Örneğin, MEMS jiroskop sensörleri küçük ölçekli olduğu için yer tasarrufu sağlar. Ayrıca düşük enerji tükettiğinden kısıtlı enerji kaynağı olan projelerde MEMS jiroskop sensörlerini rahatlıkla kullanabilirsiniz.

Jiroskopun Dezavantajları Nelerdir?

Her teknolojide olduğu gibi jiroskoplarda da bazı dezavantajlar vardır. Fakat dezavantajlar jiroskop türüne göre farklılık gösterebilir. Örneğin, mekanik jiroskoplar daha fazla bakım gerektirirken MEMS jiroskop sensörleri ise uzun süreli ölçümlerde drift sorununa neden olabilir. Ölçümlerde sapma olarak açıklanabilecek drift sorunu ise hatalı navigasyon verisi elde etme gibi problemlere yol açabilir. Jiroskop kayması olarak da bilinen bu sorun, çeşitli filtrelerin kullanımı ile giderilebilir. Öte yandan dış titreşimler jiroskop sensörlerinin doğru şekilde çalışmasını engelleyebilir. Bu dezavantaj da titreşimleri önleyebilecek yalıtımlar ile giderilebilir. Dolayısıyla jiroskoplar önlenebilir dezavantajlarına kıyasa oldukça kullanışlı cihazlardır.