Kas yra giroskopas ir akselerometras

Daugelyje šiuolaikinių prietaisų ir įtaisų yra įmontuoti giroskopai ir akselerometrai. Išmanieji telefonai, vaizdo įrašai ir fotoaparatai, planšetiniai kompiuteriai, skaitytuvai ir kt. - šie įrenginiai sutinkami beveik visur, nors jų buvimas visai nepastebimas, jei žiūrite į įrenginį iš išorės. Giroskopas taip pat vadinamas giroskopo jutikliu, o pagreičio matuoklis - G jutikliu. Dirbdami poromis, šie įrenginiai puikiai papildo vienas kitą, suteikdami programėlės funkcijų patogumą ir lankstumą.

Akselerometras

Paprasčiausios formos akselerometras yra ant spyruoklės pritvirtintas svoris, įmontuotas į savo korpusą. Kratant ar sukant kūną, svoris jo viduje juda inercijos dėka. Ir kadangi svoris juda greitėjimo metu atitinkama kryptimi, jis neišvengiamai traukia spyruoklę kartu su ja, į kurios virpesius galima atsižvelgti, norint nustatyti kryptį ir pagreitinti viso kūno padėties pokyčius.

Taigi, trys spyruoklės su svoriais, sumontuotais išilgai trijų erdvinių ašių, leidžia susidaryti išsamų pagreičio krypties ir dydžio, atsižvelgiant į objekto, prie kurio jie yra pritvirtinti, paviršiaus vaizdą.

Pvz., Išmaniajame telefone visa ši struktūra yra mažos grandinės viduje, o visi „svorių“ judesiai vyksta jos viduje. Tačiau dėl to tampa įmanoma nustatyti viso išmaniojo telefono pagreitį erdvėje.

Giroskopas

Giroskopas veikia labai skirtingai. Viršutinė dalis, pritvirtinta ant ašies pirmame kadre, ir sukasi dideliu greičiu. Pirmasis rėmas turi sukimosi laisvę, pritvirtintą ant ašies (statmena viršutinei ašiai) antrojo rėmo viduje. Trečiasis rėmas užima antrojo rėmo sukimosi ašį (statmeną viršutinio ir pirmojo rėmo sukimosi ašims).

Dėl to, nesvarbu, kaip pasukote šį dizainą, verpimo viršus bus linkęs išlaikyti vertikalią padėtį, nors žiedai suksis.

Norėdami tiksliau nustatyti objekto judėjimo kosmose parametrus, giroskopas paprastai veikia kartu su akselerometru, leidžiant susidaryti išsamų vaizdą apie įtaiso kūno fizinį judėjimą.

Veikiantis

Taigi, akselerometras išmatuoja susidarančio akivaizdaus pagreičio projekciją ir leidžia nustatyti prietaiso pasvirimo kampą žemės atžvilgiu, o programa gali, pavyzdžiui, pasukti, pavyzdžiui, vaizdą įrenginio, kuriame šis akselerometras yra sumontuotas, ekrane. Pasukite skaitytuvą iš vertikalios padėties į šoną ir ekrano puslapio orientacija iškart pasikeis į peizažą.

Dabartinę prietaiso orientaciją erdvėje nustato giroskopo jutiklis. Programa reaguoja į judesį ir gali greitai sekti momentą, kai, pavyzdžiui, prietaisas sugenda. Nešiojamasis kompiuteris apvirsta - kietajame diske pritvirtinimo sistema įjungiama viduje.

Žaisdamas kompiuterinius žaidimus anksčiau, asmuo galėjo valdyti žaidimo procesą naudodamas vairasvirtę, pelę ar klaviatūrą. Šiandien galite žaisti lenktynes ​​išmaniajame telefone ir tiesiog judėdami, purtydami ar pakreipdami ją skirtingomis kryptimis, visiškai valdykite žaidimą - vairuokite virtualų automobilį.

Šiuo metu buvo išrastas daug interaktyvių žaidimų, atsižvelgiant į valdymo galimybes, kurios atsivėrė dėl akselerometro ir giroskopo poros. Žaidimai tapo smagesni, nes yra beveik tikri.

Pagreičio matuoklis su giroskopu visur kontroliuoja vaizdo orientaciją ekrane. Pakreipę savo išmanųjį telefoną, orientacija taps kraštovaizdžiu (patogu žiūrėti vaizdo įrašus), o grąžinsite į vertikalią padėtį - ji vėl taps standartine, patogia skaityti iš tinklalapių.

Panašiai vaizdas rodomas programose automatiškai - koreguojamas grotuvo vaizdas, klausomo albumo viršelis tampa matomas, kai ekrano orientacija yra horizontali, tačiau tik pagrindiniai muzikos valdymo mygtukai išlieka vertikalioje padėtyje.

GPS navigatoriuose žemėlapis ekrane sukasi kaip kompaso adata, kai jį pasukate aplink ir aplink, judami srityje su savimi rankose, tačiau kryptį rodanti rodyklė išlieka nukreipta atsižvelgiant į vietą jūsų rankų erdvėje.

Žingsniamatis yra dar vienas paprastas, bet naudingas akselerometro pritaikymas. Galite nustatyti individualius nustatymus ir sužinosite ne tik atliktų žingsnių skaičių, bet ir galėsite įvertinti apytikslį nuvažiuotą ar įveiktą atstumą.

Žinoma, naudojant prietaisą su giroskopu ir akselerometru, būtina atsižvelgti į tai, kad šie jutikliai reaguoja ne tik į sąmoningai atliktus judesius, bet ir į atsitiktinius.

Kartais tai yra kenksminga, pavyzdžiui, jūs gulite ant sofos su skaitytoju, norėdami perskaityti knygą, kurį laiką numojate ir pasukate, o jis, būdamas jautrus, reaguoja į atsitiktinį judesį ir pasuka puslapį, versdamas jį į kraštovaizdžio vaizdą.

Tokiose situacijose bus labai naudinga pakoreguoti jutiklio jautrumą, kai nustatysite prietaiso kampą, kuriuo jutiklis supranta, ar reikia tiksliai pasukti orientaciją, ar tai tik nepatogus judesys.