Apa perbedaan antara giroskop, akselerometer, dan magnetometer?

Apa perbedaan antara giroskop 3-sumbu, akselerometer 3-sumbu, dan magnetometer 3-sumbu? Bagaimana cara kerja sensor ini? Mengapa ketiganya digunakan di beberapa perangkat seperti smartphone, tablet, quadcopters dll?

Mereka adalah tiga sensor yang berguna untuk menentukan posisi dan orientasi, tetapi mereka mengukur hal-hal yang berbeda.

• Magnetometer mengukur medan magnet. Karena bumi memiliki medan magnet yang signifikan, magnetometer dapat digunakan sebagai kompas. Karena itu berguna untuk menentukan orientasi absolut dalam bidang NESW .
• Accelerometer mengukur percepatan. Ini berguna untuk mengukur perubahan kecepatan (langsung, karena akselerasi adalah turunan pertama kecepatan) dan perubahan posisi (dengan mengintegrasikan sinyal). Mereka biasanya digunakan untuk mengukur gerakan kecil. Perhatikan juga bahwa gravitasi bertindak seperti akselerasi terus-menerus ke atas (melalui prinsip kesetaraan Einstein), sehingga akselerometer multi-sumbu juga dapat digunakan sebagai sensor orientasi absolut dalam bidang UP-DOWN .
• Giroskop mengukur baik perubahan orientasi (gyro biasa atau laju integrasi gyro) atau perubahan kecepatan rotasi (gyro laju).

Alasan sensor ini digabungkan adalah karena mereka unggul dalam hal yang berbeda. Sebagai contoh, untuk orientasi, magnetometer memiliki akurasi yang buruk untuk pergerakan cepat, tetapi hampir tidak ada pergeseran dari waktu ke waktu. Skema pengintegrasian menggunakan gyro di sisi lain bereaksi dengan cepat dan akurat terhadap perubahan, tetapi mengakumulasi kesalahan besar seiring waktu. Ini juga perlu dimulai dari orientasi yang diketahui, karena hanya bereaksi terhadap perubahan.

Menggabungkan input ke sensor ini memungkinkan penentuan posisi dan orientasi yang cepat dan akurat dengan jumlah drift yang rendah dari waktu ke waktu.

Bersama-sama, sensor ini juga disebut sebagai Satuan Pengukuran Inersia, atau IMU. Anda dapat menemukan informasi lebih lanjut di halaman wikipedia untuk istilah ini . Perhatikan bahwa unit ini tidak sepenuhnya murni inersia ketika Anda menambahkan magnetometer, tetapi nomenklatur ini banyak digunakan.