Tip:
Highlight text to annotate it
X
Làm thế nào 1 chiếc điện thoại thông minh có thể xoay
Tôi nghĩ điều này là một trong những thứ tuyệt vời nhất của những chiếc điện thoại thông minh ngày nay
Nó có thể lật lên rồi xuống
Tạo thành những vi mạch là một thiết bị nhỏ xíu có thể
nhận biết sự thay đổi về cách định hướng và báo cho màn hình để xoay
Nào hãy cùng tôi xem điều đó xảy ra như thể nào trên 1 chiếc IP cũ này
Đó là
Một cảm biến gia tốc
Tôi sẽ cho bạn biết những con vi mạch hoạt động như thế nào và làm thế nào chúng ta tạo ra nó
nhưng trước hết, một vài điều cơ bản về gia tốc
Chúng có 2 phần cơ bản
Hãy nhìn vào khoang chứa hình trụ có chứa quả bóng gắn lò xo phía trên
Khoang chứa hình trụ này được gắn liền vào vật thể mà bạn cần đo gia tốc
còn quả bóng là vật có thể di chuyển một chiều bên trong khoang chứa.
Khi bạn di chuyển khoang chứa, quả bóng cũng sẽ di chuyển bên trong khoang chứa,
khiến lò xo co hoặc dãn ra
Dựa vào độ co dãn của lò xo,
bạn có thể đoán biết được lực và gia tốc của chuyển động.
Nếu sử dụng 3 cảm biến gia tốc đơn giản phía trên
đặt trên 3 chiều X, Y, Z, bạn có thể dễ dàng đo được chuyển động của vật thể trong không gian.
khi quả bóng nằm trên trục z nó chỉ vuông gócvới lực hấp dẫn
quả bóng nằm trên trục x mở rộng
lật sang về phía sao cho trục z hướng lên
cảm biến gia tốc trải dài trên lò xo ở trục mà nó bị kéo căng
vậy, làm thế nào chiếc điện thoại và con vi xử lý đo lường này thay đổi trong trọng trường
Cảm biến gia tốc trên smartphone không sử dụng lò xo hay các quả bóng có khối lượng lớn,
nhưng cũng hoạt động trên cùng một nguyên lý
Bên trong con chip, kỹ sư đã tạo ra một gia tốc nhỏ bên ngoài miếng silicon.
Nó có , tất nhiên, một nhà ở đó là cố định vào điện thoại,
và một \\\"chiếc lược như \\\" phần có thể di chuyển qua lại
Đó là khối lượng tương đương địa chấn với bóng .
lò xo trong trường hợp này là sự linh hoạt
của silicon mỏng
Rõ ràng nếu chúng ta có thể đo chuyển động của phần trung tâm này,
chúng ta có thể phát hiện những thay đổi trong định hướng
Để xem nó hoạt động như thế nào, tiến hành kiểm tra ba của các ngón tay trên gia tốc .
Ba ngón tay tạo thành một tụ điện khác biệt
Điều đó có nghĩa rằng nếu di chuyển phần trung tâm hơn hiện tại sẽ chảy
Kỹ sư tính toán tương quan số lượng chảy hiện tại để gia tốc .
Gia tốc này mê hoặc tôi
nhưng tuyệt vời hơn nữa là cách chúng làm một điều như vậy
có vẻ gần như không thể làm như vậy một thiết bị phức tạp
như các điện thoại thông minh gia tốc nhỏ như vậy
Cảm biến smartphone chỉ có kích cỡ 500 micron (tức bằng khoảng 5 lần độ dày tóc người). Không một chiếc máy siêu nhỏ nào có thể \\\"đúc\\\" ra một chiếc lược nhỏ cỡ này cả
Trong khi cách hoạt động của cảm biến gia tốc đã là rất ấn tượng thì quá trình chế tạo chúng còn thú vị hơn rất nhiều lần.
để khắc ngón tay của gia tốc và phần hình chữ H
Để có được một ý tưởng về cách họ làm điều này
để t cho bạn xem
như một tấm ván trượt
dung dịch silic
Khi đổ KOH (kali hidroxit) vào miếng silicon,
miếng silicon này sẽ bị ăn mòn, .
và phần bị ăn mòn sẽ tạo thành một hình kim tự tháp
điều này xảy ra do sự đồng nhất của cấu trúc silic
để làm một hình kim tự tháp
một diện tích nhỏ
bây giờ nó chỉ khắc vào những vị trí
Do cấu tạo đặc biệt của silicon, KOH sẽ ăn mòn theo chiều dọc
nhanh hơn là theo chiều ngang.
đó là lý do sao nó tạo nên lỗ trống dạng kim tự tháp
bay giờ
vậy làm thế nào để tạo thành một chiếc \\\"lược\\\" như trong cảm biến. Chúng ta có thể đặt một lớp bọc có hình chữ U ở giữa lên miếng silicon, sau đó tạo nhỏ 1 giọt KOH siêu nhỏ vào miếng silicon.
Tiếp tục đổ KOH vào và bạn sẽ thu được một miếng silicon có hình dáng như sau:
khi việc khắc bắt đầu, koh phân li
Sau đó, silicon sẽ tiếp tục bị ăn mòn, tạo thành một khoang lõm.
Ở ngay phía trên khoang lõm này là một chiếc \\\"răng\\\" lồi ra như trong hình:
Bằng cách sử dụng các loại lớp bọc có hình dáng phức tạp hơn và nhiều khâu ăn mòn KOH hơn, bạn sẽ tạo được những chiếc \\\"lược\\\" silicon siêu nhỏ để sử dụng trong cảm biến.
nó sẽ để lại một hình dáng như vậy bao quanh chỗ trống với một diện tích
kĩ sư làm những gia tốc trên điện thoại bằng việc sử dụng phương pháp tương tự
nhưng khi bạn có thể chụp lại những bức hình về những chiếc mặt nạ chi tiết
để tạo nên cấu trúc như vậy của một gia tốc điên thoại thông minh
dù phức tạp nhưng cái chính là quá trình này có thể tự động hóa
điều này thật sự có thể xảy ra trong công nghệ thu nhỏ
kĩ sư bây giờ có thể làm những điều tuyệt vời ở những quy mô bé nhỏ này
những thiết bị điện tử nhỏ với bánh răng xoay 300.000 lần một phút
vòi phun trong máy in phun là điều ưa thích của tôi
những chiếc hệ thấu kính nhỏ tập trung ánh sáng trong laser bán dẫn.
tôi là Bill Hammack, một kĩ sư
video này dựa trên một chương trong cuốn sách
Eight amazing engineering stories
tiêu biểu cho nhiều thông tin cho vấn đề này