자이로스코프(gyroscope)는 가로, 세로, 높이의 3개 축을 기준으로 움직임을 인식하는 센서(sensor) 장치이다. 간략히 자이로(gyro) 또는 자이로센서(gyro sensor)라고도 한다. 자이로스코프 센서를 이용하면, 스마트폰이나 VR기기의 기울기를 측정할 수 있다.
자이로스코프는 회전에 의해 발생하는 다량의 회전운동 에너지를 보유하게 될 때, 각 운동량 보존 법칙에 따라 회전축 방향이 잘 변하지 않기 때문에 회전축 방향으로 정렬을 유지한다. 고속으로 돌아가는 자이로의 회전축은 그 방향이 쉽게 변하지 않는다는 것을 이용하여, 원점 위치를 역으로 추정하여, 현재의 방향이 어느 쪽인지를 역산출하는 기계다. 그래서 방향성(orientation)을 측정할 때 쓰게 된다. 비슷한 센서로는 지표면을 기준으로 기울기를 측정하는 가속도 센서가 있다.
- 최초의 자이로스코프는 1817년 요한 보넨베르거가 만들었다고 알려져 있다. 그 당시엔 '기계'라고 불렀다.
- 1860년대 전기모터의 발명으로 이 구상이 실행 가능하게 되었다.
- 20세기 초 여러 발명가들이 블랙박스의 항해 장치에 이용하려다가 실패했다. 유사한 원리가 관성유도장치와 탄도미사일에 쓰이게 되었다.
- 1905~1908년 독일의 발명가 헤르만 안슈츠 카엠페가 항해용 자이로컴퍼스를 개발했다.
- 1910년 미국의 엘머 스페리가 자이로컴퍼스를 뒤따라 발명하며 군사적인 중요성을 인식하게 되었다.
- 1917년 미국의 챈들러 회사는 당기는 줄과 축받이를 갖춘 '챈들러 자이로스코프'라는 장난감을 만들었다. 이 제품은 이후 장난감의 고전으로 여겨지게 되었다.
광학식 자이로센서[편집]
광학식 자이로센서는 빛의 간섭효과 등을 이용하여 만든 자이로스코프이다. 개념 자체는 굉장히 오래되었으나 1960년대 후반부터 항공기나 미사일등의 정밀 센서로 각광을 받고 있다. 일반적인 반도체 자이로스코프에 비해 극도로 높은 정밀도를 가지기에 비행기나 탄도미사일 등 관성항법을 수행하는 경우엔 꼭 이 광학식 자이로를 사용한다.
MEMS 자이로센서[편집]
MEMS 자이로센서는 초소형의 자이로스코프이며 보통 일반 반도체 칩 정도의 크기이다. 코리올리 효과(경로가 한쪽으로 휘는 현상)의 힘을 이용한 튜닝포크(소리굽쇠) 방식의 센서로서, 대부분의 모바일기기에 이 센서가 채용되었다. 코리올리 힘을 측정하여 전기 신호로 변환하고 힘에 대한 각속도를 계산한다. 튜닝포크 방식이란 무한 진동하는 추 2개를 이용해 모든 방향에서 작용되는 회전력을 측정할 수 있도록 하는 방식이다.
자이로스코프를 가장 쉽게 표현한다면 '팽이'라고 할 수 있다. 회전 중인 팽이는 외력이 0인 상태에서 회전력에 대한 관성을 가진다. 팽이가 돌고 있는 지표면에 각도가 생겨도 팽이의 중심축은 지구 중심 방향을 향하는 현상을 보면 알 수 있다.
방향 안정[편집]
고속 회전하는 로터(roter, 회전자)에 외력이 없다면 로터의 각 운동량 벡터값은 항상 일정하다는 것이 방향 안정이다. 회전축을 중심으로 균형을 유지하며 방향이 바뀜에도 회전자는 회전축을 중심으로 밸런스를 유지한다. 외부 틀은 함께 회전하며 기준 좌표계로부터 틀어진 정도를 측정한다.
세차 운동[편집]
로터가 외부로부터 로터의 축 방향으로 힘을 받으면 회전 반발력이 생겨 로터에 수직한 또 다른 수직축 방향에 대한 회전운동을 시작한다. 회전운동은 회전축을 중심으로 이루어진다. 외력을 가하거나 시간이 지나 스스로 멈추려 할 때, 축을 중심으로 회전운동을 방해하는 외력이 크다면 멈출 것이고 작다면 다시 중심을 잡고 회전할 것이다. 이러한 현상을 세차운동이라 정의한다.
- 스마트폰 : 상하좌우 동작을 감지하는 자이로스코프 센서를 내장하여, 다양한 동작을 인식하는 게임 등 애플리케이션 개발이 가능해졌다.
- 드론 : 자이로스코프 및 나침반과 같은 장치가 탑재되어 있고 바깥 부분의 움직임이 내부에 전해지기 어려운 구조로 설계하여 본체가 장애물에 닿을 경우 바깥 쪽 부분이 회전해 충격을 받아 넘기기 때문에 균형을 유지할 수 있다.
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
|
 이 자이로스코프 문서는 자동차 전장에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.
|
| 자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조, 자동차 부품, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장 □■⊕, 자동차 부품 회사, 배터리, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물
|
|
|
| 자동차 전장
|
2채널 블랙박스 • 4채널 블랙박스 • 360도 블랙박스 • CAN • CANdb • ECU • HMI 계층 • LVDS • MCU • OBD • OTA • SOS 버튼 • UVC • V2G • V2L • VCU • 가상 엔진 사운드 시스템 • 디지털 신호처리장치(DSP) • 마이크로컨트롤러 • 무선충전기 • 미들웨어계층 • 배선 • 배선도 • 블랙박스 • 블루링크 • 어드밴스드 케어 • 와이어링 하네스 • 운영체제계층 • 응용계층 • 자동차 전장 • 전자제어장치 • 접지 • 접지선 • 제어회로 • 중앙제어장치 • 집적회로(칩, IC) • 차량용 반도체 • 첨단안전장치 • 충전기 • 컨비니언스 패키지 • 컴포트 패키지 • 텔레매틱스 • 트랙패드 • 파퓰러 패키지 • 하네스 • 하드웨어계층 • 하이테크 패키지 • 하이패스 단말기 • 회로 • 회로도
|
|
|
| 운전보조
|
360도 카메라 • 3D 클러스터 • ADAS • AEB • AVM • DDREM • DMP • FCA • GPS • HDA • HDA2 • HDA3 • HDP • HSAC • LDWS • LKA • NSCC • SVM • V2X • 경사로 밀림 방지 • 경사로 저속주행 • 고속도로 자율주행(HDP) • 고속도로 주행보조 • 과속단속 카메라 감지 • 광각카메라 • 나이트비전 시스템 • 내비게이션 • 내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤(NSCC) • 능동형 전복방지(ARP) • 드라이브 와이즈 • 드라이빙 어시스턴스 패키지 • 모니터 • 모니터링 • 브레이크 오버라이드 시스템(BOS) • 비상 자동제동 시스템 • 사각지대 감지 시스템 • 사각지대 경보장치 • 서라운드 뷰 모니터 • 스마트 크루즈 컨트롤(어댑티브 크루즈 컨트롤) • 스탑앤고 스마트 크루즈 컨트롤 • 스테레오 카메라 • 시티 세이프티 • 안드로이드오토 • 액티브 노이즈 컨트롤 • 액티브 디스턴스 어시스트 디스트로닉 • 어라운드 뷰 모니터링 • 어웨이 • 옴니뷰 기술 • 운전보조 • 운전자 주의 경고(DAW) • 원격 스마트 주차 • 자동긴급제동장치 • 자율주행 시스템 • 적외선 카메라 • 전기식 스티어링 컬럼 잠금(ESCL) • 전방 주시 경고 • 전방충돌방지보조 • 전방카메라 • 전후방카메라 • 증강현실 내비게이션 • 차로 이탈방지 보조 • 차선변경지원 시스템 • 차선이탈 경보 시스템(LDWS) • 차체 자세 제어장치(ESC, ESP, VDC) • 첨단 운전자 보조 시스템 • 카메라 • 카플레이 • 콕핏 플랫폼 • 크루즈 컨트롤 • 크리핑 • 트래픽 사인 어시스트 • 트랙션 컨트롤 시스템 • 페이스커넥트 • 헤드업 디스플레이(HUD) • 후방 교차 충돌방지 시스템 • 후방 긴급자동제동 • 후방모니터 • 후방주차 충돌방지 보조(PCA) • 후방카메라 • 후측방 모니터 • 후측방 모니터링 시스템 • 후측방 충돌방지 보조(BCA) • 후측방 충돌방지 시스템
|
|
|
| 조명
|
3차원 디지털 픽셀 • DRL • DTRL • LED • LED 라이트 • LED 램프 • LED 헤드라이트 • 경고등 • 경광등 • 경보등 • 등 • 등불 • 등화관제등 • 등화장치 • 라이트 • 라이트 캔버스 • 램프 • 레이저 • 레이저 라이트 • 룸램프 • 리어램프 • 멀티빔 • 무드등 • 미등 • 방향지시등(깜빡이) • 배니티램프 • 백열등 • 번호등 • 보조제동등 • 비상등 • 빔 • 사이드리피터 • 상단표시등 • 상향등 • 소등 • 손전등 • 실내등 • 실외등 • 안개등 • 앰비언트 라이트 • 오토 헤드램프 레벨링 시스템 • 전구 • 전구색 • 전등 • 전등갓 • 전조등(헤드램프, 헤드라이트) • 점등 • 제동등(브레이크등, 정지등) • 조명 • 조명기구 • 조명기기 • 조명등 • 조명장비 • 조명장치 • 주간주행등 • 주광색 • 주백색 • 지능형 헤드램프 • 지도등 • 지시등 • 차폭등(마커램프) • 코너링 램프 • 콤비네이션 램프 • 파킹램프(주차등) • 팝업 헤드램프 • 표시등 • 픽셀 라이트 • 하이빔 어시스트 • 하향등 • 할로겐 램프 • 헤드램프 와이퍼 • 후미등(테일램프) • 후미안개등 • 후진등
|
|
|
| 인포테인먼트
|
3D 사운드 시스템 • 5.1 채널 • A/V • AVN • CD • CID • DMB • DVD • FaaS • LCD • LED • MBUX • OLED • RSE • USB • 고가 스피커 • 노이즈 캔슬링 • 돌비 • 돌비 비전 • 돌비 애트모스 • 뒷좌석 듀얼 모니터 • 디스플레이 • 디지털 디스플레이 • 라디오 • 렉시콘 사운드 • 리모컨 • 메르세데스 미 커넥트 프리미엄 패키지 • 메리디안 사운드 • 메리디안 엘리베이션 • 미드레인지 • 미드우퍼 • 바워스 앤 윌킨스 사운드 • 뱅앤올룹슨 사운드 • 보스 사운드 • 보이스 어시스턴트 • 부메스터 사운드 • 블루투스 • 빌트인캠 • 사운드 • 사운드 시스템 • 서라운드 사운드 • 서라운드 스피커 • 서브우퍼 • 센터 디스플레이 • 소너스 파베르 사운드 • 스크린 • 스피커 • 스피커 그릴 • 액티브사운드(전자배기음) • 앰프 • 오디오 • 온디맨드 • 온디맨드 인포테인먼트 • 우퍼 • 음성명령 • 음성인식 • 음성제어 • 음향기기 • 음향장비 • 인포테인먼트 • 인포테인먼트 시스템 • 인포테인먼트 시스템 컨트롤러 • 저가 스피커 • 중가 스피커 • 차량용 인포테인먼트 시스템 • 카PC • 카오디오 • 카폰 • 터치스크린 • 트위터 • 티박스 • 파워앰프 • 프로젝터 • 하만카돈 사운드 • 하이파이 • 하이퍼스크린 • 핸즈프리 • 햅틱 • 헤드유닛 • 화면
|
|
|
| 공조장치
|
PTC 히터 • 가습 • 가습기 • 공기청정기 • 난방 • 난방기(히터) • 냉각수 온도계 • 냉매 • 냉방기 • 도그모드(강아지모드, 애견모드) • 디포거(김 서림 방지 장치) • 선풍기 • 에어컨 • 에어컨필터 • 열교환기 • 예열 • 예열제상 • 온도계 • 응축기 • 이온발생기 • 제상 • 제습 • 제습기 • 증발기 • 컴프레서 • 투명히터 • 풀오토 에어컨
|
|
|
| 버튼과 스위치
|
근접스위치 • 레벨스위치 • 리드 스위치 • 리미트 스위치 • 마이크로 스위치 • 버저(부저) • 버튼 • 벨 • 볼륨 스위치 • 셀렉터 스위치 • 스위치 • 스피드 스위치 • 시동버튼(스타트 스위치) • 신호 • 신호음 • 썬루프 스위치 • 압력스위치 • 열선스위치 • 온도스위치 • 워크인 스위치 • 유량스위치 • 잠금장치 • 전기스위치 • 전조등 스위치 • 조이스틱 스위치 • 차일드락 • 창문 스위치 • 창문잠금장치 • 토글 스위치 • 트렁크 열림 버튼 • 파워윈도우 스위치 • 푸시버튼 스위치 • 하차벨 • 햅틱버튼
|
|
|
| 센서
|
MEMS센서 • 가상센서 • 가속도센서 • 가스센서 • 감압식 센서 • 공기질센서 • 광센서 • 근접센서 • 냉각수 온도센서 • 노크센서 • 녹스센서 • 라이다 • 레이다 • 레인센서(우적센서) • 바이오센서 • 배기가스온도센서 • 버클센서 • 산소센서 • 센서 • 소리센서 • 속도센서 • 스로틀 포지션 센서 • 습도센서 • 압력센서 • 액추에이터 • 에어백센서 • 에어플로우 센서 • 온도센서 • 유량센서 • 이미지센서 • 자율주행센서 • 자이로스코프(자이로센서) • 점유센서(점유감지센서) • 정전식 센서 • 조도센서(일사센서) • 조향각센서 • 주차보조센서 • 중력센서 • 지문센서 • 지자기센서 • 차량용 센서 • 초음파센서 • 충격센서 • 충돌방지센서 • 카메라센서 • 크랭크각 센서 • 타이어 공기압 경보장치(TPMS) • 타이어 공기압 센서 • 타이어 압력 경고등 • 토크센서 • 하이트센서(차고센서) • 후방감지센서 • 흡기 온도센서
|
|
|
| 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반
|
|
위키원
