A partir de aquí, se desarrollaron giróscopos electrónicos, a los cuales se les conoce también con otros nombres como piezoeléctricos o capacitivos dependiendo de su efecto. En ellos vamos a centrar la atención en esta segunda parte.
Lo primero que hay que decir, es que estos giróscopos se basan en el principio de Coriolis. Básicamente, lo que dice este principio es que si un cuerpo está girando (un tiovivo) y nosotros estamos en el centro queriendo salir al exterior en línea recta, tendremos que ir hacia adelante y al mismo tiempo de forma lateral para contrarrestar esta rotación. Además, cuanto más cerca del exterior estemos, mayor deberá ser esta velocidad lateral; es como si tuviéramos una fuerza que nos hace "acelerar" la marcha; y la expresión de Coriolis permite relacionar las variables que intervienen para calcular unas a partir de otras.
Los giróscopos se basan en esto, y calculan sus parámetros basándose en esta relación, para traducir luego esos resultados en un señal de salida válida (un voltaje).
Vamos a explicar en qué se basan interiormente:
El Giróscopo Piezoeléctrico
Se basa en la utilización de un cristal que oscila. Esta oscilación surge cuando actúa sobre él una aceleración que hace que los elementos que lo soportan (piezoeléctricos) se deformen y por lo tanto varíe su resistencia eléctrica.
Estos cambios de resistencia son medibles y permiten saber el valor de la fuerza que ha actuado y también la aceleración (relacionandolas mediante Coriolis).
El Giróscopo Capacitivo
Está compuesto por dos partes: una móvil que realiza un movimiento de vibración entrante/saliente con respecto al eje de rotación del giróscopo y otra fija, perpendicular a este movimiento. Estas dos partes forman una estructura capacitiva que puede almacenar una carga eléctrica (como un condensador).
Cuando el sistema no está girando la capacidad del elemento no varía, ya que la separación entre las partes móvil y fija es la misma todo el tiempo.
Sin embargo, cuando el eje del giróscopo está girando, el elemento vibratorio que hemos comentado antes, tiene un movimiento entrante/saliente con respecto al eje, y por lo tanto hay aceleraciones y desaceleraciones que provocan esfuerzos que acercan o alejan la masa vibratoria del elemento fijo. Al variar esta distancia, varía la “capacidad” del sistema.
Los sensores que lleva asociados, detectan esta diferencia de capacidad, calculando la velocidad de rotación que lleva el giroscopio en ese momento y traduciéndola a una señal de salida en forma de voltaje.
Giróscopos MEMS (Micro Electric-Mechanical System)
Al igual que los piezoeléctricos, se basan en la vibración pero utilizando materiales a nivel molecular. Con esta tecnología lo que se permite es integrar en un chip de silicio pequeñas partes tridimensionales e incluso móviles. Lo que miden son variaciones en las vibraciones (que deberían ser estables) y también utilizan Coriolis para calcular sus variables.
Dado que analizan vibraciones, es por lo que necesitan que el aeromodelo no les transmita más vibraciones, por lo que normalmente se suelen fijar utilizando una almohadilla que amortigüe.
Giróscopo Convencional vs. Heading Lock
Por último, nos quedaría comentar las diferencias que existen entre los giróscopos convencionales, y los que han aparecido posteriormente: los heading lock o de bloqueo de dirección. Comentar también que cada día aparecen nuevos modelos en el mercado, por lo que resulta dificil analizar las particularidades de cada uno, así que como todos ellos comparten los mismos principios de funcionamiento, explicaremos su diferencia hablando siempre en términos generales.
La principal diferencia entre ambos, consiste en que cuando actúa un esfuerzo exterior (por ejemplo el viento), la reacción de ambos sistemas es diferente; aunque los dos tengan por objetivo corregir la alteración en el rumbo provocada por esa fuerza exterior.
El giróscopo convencional responde pasado un tiempo, y por lo tanto cuando se logra estabilizar de nuevo al helicóptero, su rumbo no es el mismo que el que tenía antes de producirse la perturbación, en cambio, con el sistema Heading Lock, no se corrige únicamente el movimiento, sino que tienen como un "efecto memoria" de la que era la posición inicial antes de producirse la perturbación, y mantienen esta posición inicial. Con respecto a estos últimos, comentar también que suelen presentar la alternativa de poder funcionar también en el modo convencional, por lo que se puede elegir entre una u otra modalidad.
Respuesta de un giróscopo convencional:
Respuesta de un giróscopo Heading Lock:
Fuente imágenes: Nintendo.
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