樂高機器人EV3陀螺儀Gyroscope原理介紹 #45505
陀螺儀感應器(gyroscope, gyro) 是個神奇的科學玩意兒，在樂高機器人EV3上第一次成為樂高標準內建感應器，從小就喜歡科學新知的我，知道陀螺儀用在飛機導航上有很大的幫助，傳統的慣性陀螺儀是指機械式的陀螺儀，它可以幫助飛機在天空中仍然知道方向，對陀螺儀的細節就沒有太多的研究，長大後才有機會在進一步研究。陀螺儀目前也大量運用在手機、平板電腦和電玩運用方向，幾乎是現在最新鮮的感應器，許多新奇的產品和運用也都和Gyro有關。
為什麼飛機可以透過陀螺儀知道目前飛行的姿態呢? 它其實是透過小時打陀螺時的一個科學原理，稱做「定軸性」，這原理和高中課程會學到的角動量守恆有關。
定軸性
一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。我們騎自行車其實也是利用了這個原理。輪子轉得越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水準的力量。下面的影片，是一個常見的科學童玩，透過高速陀螺轉動，可以走在細繩上，這個活動在積木課上，我也曾經帶過，孩子都覺得很新奇，也都想要嘗試。EV3的Gyro感應器，有兩種模式讀值，分別是角度和每秒角度的變化量，目前只有每秒角度的變化量是正確，角度的模式目前有相當大的誤差，在網路上和樂高公司的專家討論，應該是在裝上陀螺儀感應器時，要完全固定住，才能插上資料線，這樣應該可以把誤差減少到最低。透過陀螺旋轉時維持同樣方向，就可以比較目前飛行方向和陀螺方向的差異，知道飛行方向的變化量。可是一個陀螺這麼大，為什麼EV3的感應器這麼小，這麼小如何放入一個陀螺? 這可以參考下面的影片，其實是透過微機電MEMS的運用，利用一個小小機構的持續振動和轉動時產生電壓的變化，就可以知道轉了多大的角度。
EV3的Gyro感應器，有兩種模式讀值，分別是角度和每秒角度的變化量，目前只有每秒角度的變化量是正確，角度的模式目前有相當大的誤差，在網路上和樂高公司的專家討論，應該是在裝上陀螺儀感應器時，要完全固定住，才能插上資料線，這樣應該可以把誤差減少到最低。