Co to jest żyroskop i akcelerometr

Wiele nowoczesnych urządzeń i gadżetów ma wbudowane żyroskopy i akcelerometry. Smartfony, wideo i aparaty fotograficzne, tablety, czytniki itp. - urządzenia te można znaleźć prawie wszędzie, chociaż ich obecność nie jest zauważalna, jeśli spojrzy się na urządzenie z zewnątrz. Żyroskop jest również nazywany czujnikiem żyroskopowym, a akcelerometr nazywany jest czujnikiem G. Urządzenia pracujące w parach doskonale się uzupełniają, zapewniając użyteczność i elastyczność funkcji gadżetu.

Akcelerometr

Akcelerometr w najprostszej postaci jest obciążnikiem zamontowanym na sprężynie, zainstalowanym we własnej obudowie. Podczas potrząsania lub obracania ciała ciężar porusza się wewnątrz niego przez bezwładność. A ponieważ ciężar porusza się podczas przyspieszania w odpowiednim kierunku, nieuchronnie pociąga za sobą sprężynę, której oscylacje można wziąć pod uwagę, aby określić kierunek i przyspieszyć zmianę położenia całego ciała.

Zatem trzy sprężyny z obciążnikami zainstalowanymi wzdłuż trzech osi przestrzennych pozwalają uzyskać pełny obraz kierunku i wielkości przyspieszenia względem podłoża obiektu, do którego są przymocowane.

Na przykład w smartfonie cała ta konstrukcja znajduje się w małym mikroukładzie, a wszystkie ruchy „obciążników” zachodzą w nim. Jednak w rezultacie możliwe staje się określenie przyspieszenia całego smartfona w kosmosie.

Żyroskop

Żyroskop działa zupełnie inaczej. Wierzch, zamocowany na osi w pierwszej ramce i obraca się z dużą prędkością. Pierwsza rama ma swobodę obrotu, ponieważ jest zamocowana na osi (prostopadłej do osi góry) wewnątrz drugiej ramy. Trzecia rama nosi oś obrotu drugiej ramy (prostopadła do osi obrotu górnej i pierwszej ramy).

W rezultacie, bez względu na to, jak obrócisz ten projekt, obracający się szczyt będzie miał tendencję do utrzymywania pozycji pionowej, chociaż pierścienie będą się obracać.

Aby dokładniej określić parametry ruchu obiektu w przestrzeni, żyroskop zwykle działa w połączeniu z akcelerometrem, co pozwala uzyskać pełny obraz fizycznego ruchu ciała gadżetu.

Funkcjonowanie

Tak więc akcelerometr mierzy rzut wynikowego pozornego przyspieszenia i pozwala określić kąt nachylenia urządzenia względem ziemi, a program może na przykład obrócić, na przykład, obraz na ekranie urządzenia, w którym ten akcelerometr jest zainstalowany. Obróć czytnik z pozycji pionowej - na boku, a orientacja strony na wyświetlaczu natychmiast zmieni się na poziomą.

Bieżąca orientacja urządzenia w przestrzeni jest określana przez czujnik żyroskopowy. Program reaguje na ruch i jest w stanie szybko śledzić moment, na przykład, awaria urządzenia. Laptop przewraca się - system naprawiania dysku twardego jest aktywowany w środku.

Grając wcześniej w gry komputerowe, osoba może kontrolować proces gry za pomocą joysticka, myszy lub klawiatury. Dzisiaj możesz grać w wyścigi na smartfonie, a po prostu poruszać się, trząść lub przechylać go w różnych kierunkach, w pełni kontrolować rozgrywkę - prowadzić wirtualny samochód.

Obecnie wymyślono wiele interaktywnych gier, biorąc pod uwagę możliwości sterowania, które otworzyły się dzięki parze akcelerometru i żyroskopu. Gry stały się bardziej zabawne, ponieważ są prawie prawdziwe.

Akcelerometr z żyroskopem wszędzie kontroluje orientację obrazu na ekranie. Jeśli przechylisz smartfon, orientacja zmieni się w poziomą (wygodną do oglądania filmów) i przywróci go do pozycji pionowej - ponownie zmieni się w standardowy, wygodny do czytania ze stron internetowych.

W podobny sposób widok w aplikacjach jest automatycznie dostosowywany - zmienia się widok odtwarzacza, okładka słuchanego albumu staje się widoczna, gdy ekran jest ustawiony poziomo, ale tylko podstawowe przyciski sterowania muzyką pozostają w pozycji pionowej.

W nawigatorach GPS mapa obraca się na ekranie jak strzałka kompasu, kiedy się ją obraca i porusza, poruszając się w jej rękach, ale strzałka wskazująca kierunek pozostaje skierowana zgodnie z pozycją w przestrzeni twoich dłoni.

Krokomierz to kolejne proste, ale przydatne zastosowanie akcelerometru. Możesz ustawić indywidualne ustawienia, a dowiesz się nie tylko o liczbie wykonanych kroków, ale także o przybliżonej odległości, którą przebiegłeś lub przejechałeś.

Oczywiście, stosując urządzenie z żyroskopem i akcelerometrem, należy wziąć pod uwagę fakt, że czujniki te reagują nie tylko na świadome ruchy, ale także na przypadkowe.

Czasami jest to szkodliwe, na przykład kładziesz się z czytelnikiem na kanapie, chcąc czytać książkę, podrzucając i przewracając przez chwilę, a on, będąc wrażliwy, reaguje na losowy ruch i przewraca stronę, tłumacząc ją na widok poziomy.

W takich sytuacjach bardzo przydatne będzie dostosowanie czułości czujnika, gdy ustawiony jest kąt urządzenia, pod którym czujnik rozumie, czy konieczne jest dokładne obrócenie orientacji, czy jest to po prostu niezręczny ruch.