陀螺儀位置感測器

陀螺儀位置感測器是一個經過蝕刻的金屬片,它由受驅動的中心點形成一個針對手指的複雜網路。

基本介紹

  • 中文名:陀螺儀位置感測器
  • 外形:經過蝕刻的金屬片
  • 原理:自由空間移動和手勢的定位
  • 核心功能:FreeSpace
基本介紹,無漂移操作,

基本介紹

該感測器是一個經過蝕刻的金屬片,它由受驅動的中心點形成一個針對手指的複雜網路。初看起來,它極像與45RPM黑膠唱片一起使用的舊固套,能夠在標準的LP軸上旋轉(我知道我有點過時了)。這個金屬片被耦合到形成基本振盪的驅動線圈,而獨立輪輻似乎是用於另一種更複雜的振盪模式的監測點。我就像可憐的大學新生一樣對此一知半解,但是我能給出的最好解釋是,輪幅的第二種振盪模式在金屬片的最初振盪形成搜尋加速時就會受到影響。
對於不熟悉這類產品的人來說,陀螺儀感測器是一個簡單易用的基於自由空間移動和手勢的定位和控制系統。在假象的平面上揮動滑鼠,螢幕上的游標就會跟著移動,並可以繞著連結畫圈和點擊按鍵。當你正在演講或離開桌子時,這些操作都能夠很方便地實現。
我不得不承認在一開始時遇到了一點小麻煩:因為我不能對兩個按鍵同時操作,都準備要打支持服務電話了。不過隨後我發現在為滑鼠供電的AAA電池上的一張薄包裝紙上清晰地印有使用說明。這有可能是設計疏漏或用戶疏忽的緣故,不過解決了這個小問題後,剩下的操作就簡單了。
1GB快閃記憶體驅動器
PC側的小型USB收發器通過一條2.4GHz鏈路與滑鼠進行通信,同時內置了1GB的NAND存儲器。在待分析的部件中有一個Micron科技製造的MT29F8G08FABA1GBNAND封裝,它在一個TSOP封裝內堆疊了4個256MB的SLCNAND晶片,這對這個已經非常方便的小滑鼠來說起到了錦上添花的作用。為了使存儲器可以充當快閃記憶體驅動器使用,由Cypress的CY7C68033USB控制器來處理USB和存儲器接口。
連線控制器和存儲器的是Cypress的CYWUSB6953MCU,是它創建了與空中滑鼠通信所需的一半2.4GHz無線鏈路。
該滑鼠由TI的混合信號MCUMSP430F1232控制,它內置了8KB和256KB的快閃記憶體以及256B的RAM。
在TI的DC/DC升壓轉換器旁,還有一個Cypress的CYWUSB69342.4GHz直接序列擴頻(DSSS)無線SoC,它創建了另一半2.4GHz無線鏈路。
雖然Cypress的無線USB器件在晶片領域中總是能給人以深刻印象,但滑鼠中還有另一個同樣吸引人的器件,那就是Gyration公司生產的MG1104陀螺儀模組。Gyration公司由Movea公司控股,Movea是由法國湯姆森公司分拆出來的公司,至今湯姆森公司還擁有少量該公司的股份。
MG1104與我期望在今天的矽MEMS加速計時代看到的感測器有很大的差別,它的個頭特別大。其尺寸接近大塊糖果的模組(邊長約14mm),內有許多半導體材料,但只是對陀螺儀感測器本身起輔助作用。陀螺儀的運作基於科里奧利效應(Corioliseffect)的一些物理學基本原理。
我很不願意使用“基本原理”這個詞,因為我很難理解陀螺儀的物理結構是如何套用這個原理的。關鍵點似乎是科里奧利效應能夠從旋轉速度和陀螺盤移動時的振盪中得出水平和垂直速度。
該感測器是一個經過蝕刻的金屬片,它由受驅動的中心點形成一個針對手指的複雜網路。初看起來,它極像與45rpm黑膠唱片一起使用的舊固套,能夠在標準的LP軸上旋轉(我知道我有點過時了)。這個金屬片被耦合到形成基本振盪的驅動線圈,而獨立輪輻似乎是用於另一種更複雜的振盪模式的監測點。我就像可憐的大學新生一樣對此一知半解,但是我能給出的最好解釋是,輪幅的第二種振盪模式在金屬片的最初振盪形成搜尋加速時就會受到影響。
也許實際工作原理與上述描述有些出入(衷心希望有讀者來為我指正),但這種機械結構在結合某些信號處理時實際上是一個雙軸加速的向量源。如此看來,Cadence為Gyration設計的這款定製IC同時控制了GYRC10433中的運放和ADC。Cadence的器件讀取檢測信號來獲得加速數據,然後將它轉換成模組可讀的串列數字格式以進行運動控制。256B的EEPROM存儲著用於模組的校準常數,可用來補償任何製造性差異。

無漂移操作

最後,很聰明的一個步驟,就是通過懸掛陀螺儀的一組振盪隔離線圈為陀螺模組提供4個信號/電源連線,從而消除漂移和感應定位誤差。
雖然該產品專為使用PowerPoint的演講人而設計,基於手勢的控制概念已經擴展到了許多其他領域,包括基於PC的電視遙控器。事實上,如果能令你花約100美元去購買兼容WindowsMedia的GY3101A型通用遙控器,Gyration公司會非常高興。這個面向消費類套用的小玩意採用了基本的Gyrotransport技術。
值得一提的是,該產品的FreeSpace核心功能專用的原始矽片面積比1GB的NAND存儲器所需面積少了近6cm2。雖然Gyration產品的存儲功能是為了提升吸引力的附加功能,但存儲器的實際矽片面積有很大的值得商榷的餘地。
上述拆解分析只是表明,產品的強大功能往往來自相對較小的晶片,就像陀螺模組這種情況一樣,產品的主要功能來自於與矽片沒太大關係的部分。

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