IMU, wat is dat nou eigenlijk?

Een IMU, wat is dat nou eigenlijk? Dat afdoen met verklaren dat het voor inertial measurement unit staat en dat die IMU zorgt dat je ABS, traction control en al die andere elektronische rijhulpmiddelen beter werken, dekt de lading net niet helemaal. Tijd om er eens dieper op in te gaan.

Goeie kans dat het formaat van een motorfiets-IMU je verrast de eerste keer als je er oog in oog mee staat. Op foto’s met een witte achtergrond ontgaat je hoe klein zo’n zwart doosje eigenlijk is. De IMU is immers een hoog aanschreven stukje hightech, ook op deze pagina’s bogen we al meermalen nederig voor de ongemerkt opmerkelijke innovatie. Toch hoort een IMU voor je gevoel iets groots te zijn of in elk geval groter dan bijvoorbeeld de Bosch MM5.10 is. Dit is een van de meest gebruikte IMU’s in de motorwereld. Met een lengte van 80 mm, breedte van 56 mm en hoogte van slechts 21 mm past het moeiteloos in de hand. Dat de IMU zo klein kan zijn, is extra indrukwekkend als je bedenkt wat er allemaal omgaat in dat doosje. Dat terwijl een IMU zelfs nog veel kleiner kan, maar voor de nauwkeurigheid en rekensnelheid die een motorfiets-IMU nodig heeft, is dit formaat voor nu de norm.

Is E10-Benzine schadelijk voor moderne motoren?

Aantal assen

Hetzelfde geldt voor het aantal assen van een IMU. Daar gaat het namelijk ook altijd over. Een IMU heeft een aantal assen. Dat zijn niet fysieke assen, zoals bijvoorbeeld wielassen, maar de richtingen waarover het computersysteem in dat kastje beweging kan meten. Een IMU is dan ook een deels mechanisch en deels elektronisch computersysteem. Om beweging te kunnen meten, moet er immers eerst iets bewegen. Officieel spreek je bij een IMU niet van het meten van beweging maar van traagheid, alleen wordt het dan wel heel technisch. Afijn. Langs die vijf of zes assen – en bewegingsrichtingen dus – bewegen minuscule gyroscopen en versnellingsmeters. Versnellingsmeters of accelerometers registreren enkel bewegingen in de lengterichting. Rechtuit naar voren of achteren, rechtuit naar links of naar rechts en rechtuit naar boven of naar beneden. De gyroscopen meten vervolgens de roterende krachten. Dat legt wat lastiger uit, omdat je dan in drie dimensies moet gaan denken. Even de afbeelding van de Yamaha YZF-R1 met al die pijltjes bekijken is handiger.

Klein gewichtje

Verwacht van mechanisch ook niet al te veel machtigs, trouwens. Een versnellingsmeter is namelijk niet veel meer dan een klein gewichtje dat, opgesloten in een vacuüm, vastzit aan een veertje.

Dat veertje heeft een bepaalde veerconstante en de computer kent die constante en weet dus hoe hard er getrokken of geduwd moet worden om dat inie-minie-veertje een bepaalde afstand uit te trekken of in te drukken. Kortom: afhankelijk van de hoeveelheid kracht die op de versnellingsmeter wordt uitgeoefend, beweegt dat gewichtje, trekt aan de veer en aan de hand van bijvoorbeeld veranderingen in het magnetisch veld of de toe- of afname van de weerstand kan de IMU de versnelling meten. Gecombineerd met de data van de gyroscoop, ‘weet’ de IMU vervolgens waar hij heengaat en kan hij dat door middel van een reeks van enen en nullen digitaal influisteren bij de ECU – het grote brein van de motorfiets waar alle digitale informatie samenkomt en vanwaar alles wordt aangestuurd.

Digitale rekenwondertjes

Die minuscule bewegende deeltjes en de net zo kleine digitale rekenwondertjes die de bewegingen registreren zorgen dat de IMU de fysieke bewegingsenergie omzet in een digitaal beeld. Een beeld dat afhankelijk van de rekenkracht van de IMU elke seconde honderden of zelfs duizenden keren ververst wordt. Dankzij het proces dat zich in dat kleine zwarte kastje afspeelt weet de ECU – en dus in feite de motorfiets – waar de motor en diens berijder zich bevinden in de ruimte, waar ze heengaan, hoe snel en onder welke hoek. Al moet er de kanttekening bij dat dit eerste kenmerk op een zes-assige IMU feitelijk niet klopt. Om te kunnen meten waar de motor zich bevindt in de ruimte, op onze planeet in dit geval, heb je namelijk nog één ding nodig en daarmee nog drie assen. Goede kans dat je smartphone beschikt over zo’n negen-assige IMU, waarbij een drie-assig kompas wordt toegevoegd aan de te verzamelen data. Dit geeft je meteen een idee hoe veel kleiner een IMU nog zou kunnen worden, aangezien jouw telefoon hoogstwaarschijnlijk alleen al een stuk dunner dan 20 mm is. De IMU in je telefoon heeft simpelweg te maken met significant minder grote krachten en ook de nauwkeurigheid komt niet zo nauw als op een motorfiets. De IMU dient er op je smartphone immers voor om bijvoorbeeld automatisch je scherm te kunnen laten draaien wanneer jij je telefoon draait en niet om een wheelie onder hellingshoek te reguleren, terwijl het bochten-ABS de remdruk naar je achterrem in de gaten houdt.

Dat ene knikje

Je kunt er trouwens donder op zeggen dat de hele connectiviteittrend van de laatste jaren ervoor gaat zorgen dat de negen-assige IMU zijn weg vindt naar de motorfiets. Stel je voor dat je motorfiets dankzij zo’n IMU straks de Stelviopas kent of de Mountain Course van het Isle of Man of TT Circuit Assen en dat de IMU dan helpt exact de juiste mate van elektronisch afvangen toe te passen omdat hij weet dat er met uitkomen van dat ene knikje een hobbel in de weg zit. Of dat ene knikje nou de beroemde bocht bij Creg-Ny-Bah, het uitkomen van de Haarbocht of de weg het dorp uit is. Toekomstmuziek, absoluut. Maar aan het technisch kunnen en de ontwikkeling van de IMU zal het zeker niet liggen als dat geen realiteit wordt.