자이로스코프 센서란 (Gyroscope)자이로스코프 센서자이로스코프 혹은 자이로는 회전하는 운동을 측정하는 장치 혹은 유지하는 장비라고 볼 수 있습니다. MEMB (멤스) 기술로 인해서 자이로는 보다 작아지고 저렴해졌기 때문에 많은 프로젝트에서 각속도를 측정하는 용도로 사용되고 있습니다. 각속도의 단위는 °/s 혹은 RPS으로 표현됩니다.
LPY503 자이로센서 브레이크아웃보드 위에 보이는 것과 같이 자이로 센서는 스마트폰 뿐만 아니라 로봇 프로젝트에서 종종 사용됩니다. 예를 들어, 세그웨이와 같인 밸런싱 로봇의 경우에도 자이로센서를 사용하여 로봇이 넘어지지 않도록 기울기값을 받아올 수 있습니다. 자이로 원리어떤 사물이 축을 기준으로 회전을 하게 될 때, 다음과 같이 각속도라는 것을 가지게 됩니다.
Z 축이 바퀴가 도는 축과 동일선상에 있다고 보고, 하단의 센서가 바퀴 위에 부착되었다고 가정합니다.
그러면, 센서를 통해서 z축을 통해 회전하는 각속도를 측정할 수 있습니다. 만약, 바퀴가 1초에 한바퀴 회전한다면, 각속도는 360도/sec가 됩니다. 또한, 바퀴가 어느 방향으로 도는지도 중요하기 때문에 시계방향인지 반시계방향인지에 대한 표시도 중요합니다. 소위 3축 자이로센서라는 것은 위에 보이는 사진처럼 x, y, z축을 통해 회전하는 각속도를 측정하며 점점 저렴해지면서 좋은 성능을 보이고 있습니다. 자이로는 매우 천천히 회전하는 시스템에도 사용되긴하는데 비행기가 그 예입니다. 비행기가 기울어진 정도를 보상해서 보다 안정적으로 비행할 수 있도록 돕는 센서가 자이로이기 때문입니다. 그럼, 자이로는 어떻게 각속도를 측정할까요? 다음의 그림을 통해 이해를 할 수 있을 것 같습니다.
MEMS 자이로센서의 내부 뷰 MEMS 기반의 자이로센서 내부에 있는 측정 시스템은 머리카락 수준으로 굉장이 작은데 작은 무게를 가진 추가 회전이 발생하면 시프트되고, 이러한 작은 움직임이 전기적인 신호를 만들어서 증폭됩니다. 그리고 이 값을 마이크로컨트롤러가 읽어서 회전속도를 검출하게 됩니다. 자이로를 연결하는 법자이로를 사용하기 위해서는 우선 전원부분과 통신부분의 연결이 필요합니다. 또한, 이와 관련한 데이터시트의 참고가 필요합니다. 일반적으로는 부품의 이름을 구글에서 검색하면 이미지 및 관련 튜토리얼이 검색되기 때문에 이 방법을 추천드립니다. 통신 인터페이스자이로 센서는 일반적으로 디지털 혹은 아날로그 방식으로 회전속도를 제공합니다.
전원MEMS(멤스) 자이로는 일반적으로 저전력 장치입니다. 구동 전류는 몇 mA 혹은 몇 마이크로A이며, 전압은 일반적으로 5V보다 낮습니다. 자이로를 선택하는 법너무나 많은 자이로센서들 중에서 어떤 자이로센서를 사용할지 결정하는 것이 힘든 것은 사실입니다. 가장 보편적인 방법으로는 가장 많이 사용하는 자이로센서를 사용하는 것이겠지만, 애플리케이션의 성능 및 사이즈에 따라서 고려해야할 사항이 많이 있을 수 있기 때문에, 메카솔루션 기술지원을 받으면 좋습니다 (mechasolution.com). 일반적으로 고려해야할 사항으로는 1) 각속도 측정 범위, 2) 감도 (Sensitivity), 3) 오차 (Bias), 4) 가격, 5) 사용 인터페이스 등이 있습니다.
현재 시점 (2016년 봄)에서 가장 널리 사용되고 있는 자이로센서로는 MPU-6050이며, 이는 밸런싱 로봇 및 스마트폰에서도 널리 사용되고 있습니다.
출처: Sparkfun.com 
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