Tip:
Highlight text to annotate it
X
*** un Smartphone stie unde e susul si josul. EngineerGuy Seria #4
Cred ca asta e una din cele mai tari trasaturi ale smartphon-urilor din ziua de azi.
Stie diferenta dintre sus si jos.
Construit inauntrul circuitului este un mic dispozitiv care
deteceteaza schimbari in orientare si ii spune ecranului sa se roteasca.
Sa va arat *** ara intr-un vechi iPhone.
Uitati-l.
Este un accelerometru.
Va spun *** acest tip de chip functioneaza si *** se fabrica.
dar mai intai, putin despre bazele accelerometrelor.
Au doua parti fundamentale
O carcasa atasata obiectuli a carui acceleratie vrem sa o masuram
si o greutate care, legata de carcasa, se poate misca.
Aici e un arc cu o bila grea de metal.
Daca misti carcasa in sus, bila ramane in urma
intinzand arcul.
Daca masurma cat s-a intins arcul
putem calcula forta gravitationala.
Puteti vedea foarte usor ca trei din acestea pot determina
orientarea tri-dimensionala a unul obiect.
Cand e asezata cu axa z perpendiculara pe forta gravitationala
bila de pe arcul axei x arata elongatie.
Daca o intoarcem pe o parte in asa fel incat axa z e orientata in sus si numai
accelerometurl dealungul arucului pe acea axa se intinde.
Deci, *** stie acest telefon si acest chip schimbarile in gravitatie ?
Desi mai complex decat modelul cu arc si bila
are in principiu aceleasi elemente fundamentale.
Inauntrul cipului inginerii au creat un mic accelerometru din silicon.
Are bineinteles, o carcasa care e fixata de telefon
si o sectiune \"pieptene\" care se poate misca inainte-inapoi.
Aceasta este masa seismica echivalenta bilei.
Arcul in acest caz este flexibilitatea
legaturii subtiri de silicon cu carcasa.
E limpede acum ca daca putem masura miscarea acestei portiuni centrale
putem detecat schimbari in orientare.
Ca sa vedem *** se face asta examinam trei dintre degetele accelerometrelor.
Cele trei degete creaza un condensator diferential.
Asta inseamna ca daca sectiunea centrala se misca atunci curentul va curge printre ele.
Inginerii coreleaza cantitatea de curent care trece cu aceleratia.
Acest acelerometru ma fascineaza
dar mai interesant este *** au facut un asemenea lucru.
Ar parea aproape imposibil sa creezi un obiect atat de complicat
precum un accelerometru pentru un smartphone.
Cu o sectiune de numai 500 de microin nici o scula oricat de micuta ar putea mesteri asemenea lucru.
Inginerii insa au folosit o prorietate unica a
siliconul pentru a grava degetele accelerometrului si a sectiunilor in forma de H.
Ca sa aveti o idee *** au reusit sa faca asta
sa va arat *** se creaza o singura grinda
ca o placa de surf
intr-o bucata solida de silicon.
Inginerii au descoperit empiric ca daca torni hidroxid de potasiu
intr-o suprafata aleasa de silicon cristalin
o sa roada siliconul pana cand formeaza o gaura de forma piramidala.
Acest lucru se intampla din cauza structurii cristaline unice a siliconului.
Ca sa creezi o gaura piramidala in silicon, inginerii acopera totul in afara de
un mic patrat cu o masca ce nu reactioneaza cu KOH.
Acum roade numai in forma patrata ramasa dupa aplicarea mastii.
KOH dizolva siliconul mai repede pe verticala
decat pe orizontala.
De aceea creeaza o gaura piramidala.
Ca sa creeze o grinda inginerii urmeaza urmatorii pasi.
Prima data mascheaza toata sufrata cu exceptia unei sectiuni in forma de U.
La inceput KOH va taia doua piramide inverse una langa cealalta.
Continuand gravura, KOH continua sa dizolve
siliconul dintre aceste gauri.
Daca il spalam la momentul potrivit
intainte sa dizolve siliconul de dedesuptul mastii
va lasa o mica grinda atarnand deasupra gaurii cu fund patrat.
Inginerii fac accelerometre pt smartphone-uri folosind aceleasi metode
dar *** puteti vedea in desen trebuiesc folosite o serie de masti compuse
sa creeze structurile complicate ale unui accelerometru.
Desi este complex, un lucru important este ca intregul proces poate fi automatizat.
Acest lucru este absolut esential in miniaturizarea tehnologiei
inginerii fac acum tot felul de lucruri minunate la aceasta scara microscopica.
micromotoare cu rotit dintate ce se rotesc la 300.000 de rotatii pe minut
duze in imprimantele cu jet si favorita mea
micro-oglinzi care concentreaza lumina in semiconductorii cu laser.
Sunt Bill Hammack, Inginerul.
Acest clip este bazat pe un capitol din cartea
Opt Povesti Nemaipomenite din Inginerie
Aceste capitole contin mai multe informatii despre acest subiect.