Гироскоп в телефоне что это и какую роль отыгрывает [Гайд 2019]
Гироскопы в телефонах применяются на протяжении последних пяти лет. Сегодня без них не обходится ни одно устройство. Но до сих пор многие не знают, что это такое.
Если при создании телефона первоначальная задумка заключалась в возможности вести общение на расстоянии, ввиду развития современных технологий это полноценное многофункциональное устройство.
Поскольку на мировом рынке всегда удерживается большая конкуренция между брендами, компании стремятся показать своей целевой аудитории новые решения, выгодно отличающиеся от остальных производителей. Именно конкуренция стала причиной появления в смартфонах гироскопа.
Именно благодаря ему устройства стали более функциональными, завоевали хорошие отзывы от владельцев. Если совсем недавно гироскопы считались диковинным элементом девайса, сегодня целевую аудиторию сложно удивить их наличием.
Содержание:
Что это такое?
Гироскопом является специальный чип (в смартфоне), который анализирует положение объекта в пространстве и определяет углы его размещения. Самым простым примером стандартного гироскопа является юла – игра, разработанная специально для детей. Впервые гироскоп был представлен общественности немецким астрономом и математиком И. Боненбергером.
В некоторых научных трудах также присутствует информация о том, что на самом деле устройство изобрели на три года раньше. Гиродатчики активно применяются в большом количестве сфер наук и техники, включая авиацию, судоходство, космонавтику. Их устанавливают в бытовой технике, и, естественно, современных смартфонах.
Гироскоп и акселерометр – принципиально разные вещи
В обществе почему-то сформировалась мысль о том, что акселерометр и гироскоп являются идентичными устройствами, которые, соответственно, предназначены для выполнения аналогичных функций.
На самом деле, это далеко не так. Акселерометр монтируется в смартфон для того, чтобы отслеживать его поворот в пространстве. Гиродатчики отвечают за куда больший перечень задач:
- перемещение устройства в пространстве;
- определение стороны света;
- скорость перемещения в пространстве;
- другие функции.
В общей сложности, функционал очень сильно похож, поэтому гиродатчик сам по себе является значительно модернизированным акселерометром, выпускаемым в виде отдельного устройства. Если акселерометр регистрирует поворот дисплея, гироскопы дают возможность определить передвижение в трех плоскостях. Некоторые приложения активно используют интегрированный микрочип для решения внутренних задач.
к содержанию ↑Основные функции гироскопа в современных смартфонах
Благодаря использованию гиродатчиков в смартфонах производители позволили воспользоваться рядом новых возможностей. Вне зависимости от того, в каком именно аппарате установлен микрочип, владелец непременно отметит функционал.
Гиродатчики невероятно удобны в калькуляторах. При портретном использовании появляется возможность справиться с минимальным количеством функций – умножить, поделить, вычесть или сложить.
Если владелец перевернет телефон на 90 градусов, встроенный в телефоне калькулятор получит ряд дополнительных возможностей. По сути, перед ним появится настоящий инженерный калькулятор. И что самое главное – не нужно каждый раз тратить время на поиск и выбор нужной функции в меню настроек – система самостоятельно определяет, когда необходимо переключиться на инженерную версию, а когда – вернуться обратно на обычную.
Может показаться, что гироскоп отвечает только за выполнение обычных функций. На самом деле, это далеко не так. Разработчики программного обеспечения также обратили внимание на возможности гиродатчиков.
Некоторые операционные системы предусматривают возможность повторного поиска устройств, в которых включен Bluetooth. Микрочипы дают пользователю возможность пользоваться специфическими программами, посредством которых определяется уровень и угол наклона объекта.
Сейчас GPS-навигатор самостоятельно подсчитывает текущие координаты местонахождения, а гироскоп определяет направление, в которую повернут человек в режиме реального времени. К примеру, если вы находитесь на открытой местности, где нет дорог, но вам надо добраться до ближайшего населенного пункта, достаточно повернуться лицом к нему – и на экране вы сможете увидеть, куда сможете прийти, если постоянно шагать прямо. Наоборот, отвернувшись спиной к требуемому населенному пункту, вы заметите и это.
Наличие подобных помощников делает ориентирование на незнакомой местности куда более простым. Таким образом, гиродатчик является незаменимым элементом смартфона, используемого людьми, которым нравятся активные виды отдыха.
Естественно, дело не обходится без минусов. Некоторые владельцы телефонов, где присутствует гироскоп, предпочитают отключать его.
Так, например, некоторые приложения могут медленно реагировать на изменения в текущем положении в пространстве. Кроме того, если вы лежа читаете книгу, перевернувшись на бок, гиродатчик сразу же укажет программе на необходимость изменения ориентации страницы. Как результат, вы можете столкнуться с рядом неудобств.
Как и кто использует гироскоп чаще всего?
Практика показывает, что наиболее часто гироскоп задействуют геймеры. Присутствие такого микрочипа в смартфоне существенно меняет принцип игры. Картинка получается более качественной. Так, к примеру, в гоночных симуляторах раньше необходимо было нажимать на кнопку экране, чтобы указать направление поворота транспортного средства.
Сейчас же достаточно повернуть смартфон в сторону, чтобы машина поехала в указанную сторону. Причем интенсивность поворота зависит от угла расположения телефона. Для крутого вхождения в поворот придется перевернуть устройство на 60-70 градусов.
В шутерах же применение гиродатчиков способствует быстрому наведению на вражескую цель. Не обошли стороной задействование гироскопа и разработчики симуляторов.
Второй категорией пользователей по популярности являются представители сложных профессий, в которых требуется предельная точность. Так, например, некоторые автослесари могут определять правильность установки деталей, всего лишь приложив телефон к ним. Строители проверяют ровность несущих конструкций – информация о градусе расположения выводится прямо на экран.
Выводы
Гироскоп – это сложное устройство, без которого не обходится ни один современный смартфон. Его изобретение и внедрение в мобильные аппараты позволило значительно расширить функциональные возможности. Телефон, где есть собственный гиродатчик, можно использовать не только для совершения звонков, но и определения углов объектов, текущего направления объекта в пространстве и так далее.
Даже для принятия входящего вызова достаточно легко встряхнуть свой телефон и начать диалог, не нажимая никаких кнопок, не касаясь экрана.
Производители постоянно совершенствуют конструкцию гироскопов. Поэтому современные модели не требуют так много энергии, как раньше. Даже если вы не пользуетесь гироскопом в одном из приложений, не выключайте его, но при условии, что он не мешает.
В противном случае (например, при чтении электронной книги лежа на диване) его все-таки придется деактивировать. Без гироскопа мы не могли бы полноценно ориентироваться в условиях пребывания на незнакомой территории. Гиродатчик по праву можно считать одним из самых важных элементов современных телефонов и планшетов, увеличивающим количество полезных функций.
для чего он нужен.
Принцип действия гироскопаС некоторых пор выяснилось, что гироскоп является очень важным датчиком. И весьма печально, что об его отсутствии производители смартфонов скромно умалчивают на своих презентациях. К счастью, узнать о наличии или отсутствии гироскопа можно как до покупки устройства, так и после. Как это сделать – рассказано в сегодняшней статье.
Но сначала давайте разберемся с тем, чем именно является гироскоп. Также мы постараемся выяснить, настолько ли важной деталью он считается. И лишь после этого мы расскажем вам о том, как проверить его наличие.
Полноценный гироскоп по своей форме похож на юлу или волчок. Он обладает подставкой, диском-ротором, шпилькой и несколькими обручами. Его конструкция выполнена таким образом, что диск всегда находится в одном положении, за что следует поблагодарить силу тяжести.
В смартфон невозможно установить классический гироскоп, так как он имеет слишком крупные размеры.
Поэтому вместо него используется специальный датчик, построенный на основе микроэлектромеханической системы. Его ширина варьируется от 5 до 10 мм, а высота не превышает 5 мм. Однако и такие габариты кажутся некоторым производителям смартфонов чересчур большими, в связи с чем частенько они отказываются от установки гироскопа.
Где используется гироскоп?
Данный датчик является усовершенствованной версией акселерометра. С его помощью операционная система не только вовремя узнаёт о передвижении и вращении устройства, но и может с точностью отслеживать все эти действия. Если акселерометр – это своеобразный строительный уровень, то гироскоп увеличивает точность показаний этого датчика в разы.
Если вы в будущем хотите приобрести VR-шлем для Android, то в вашем аппарате обязан присутствовать гироскоп. Данный датчик будет отслеживать повороты вашей головы, направляя виртуальный взгляд именно в ту сторону, в которую направлены ваши настоящие глаза. Также гироскоп на Андроид помогает в просмотре звездного неба.
Если использовать соответствующее приложение, то оно будет понимать, в какую сторону света направлена камера, показывая названия видимых в данный момент созвездий.
А ещё этот датчик используется в играх с дополненной реальностью. Самым ярким примером тому служит Pokemon Go. Если гироскопа в смартфоне нет, то карманные монстры будут прыгать по виртуальной траве. Если же датчик присутствует, то зверьки станут двигаться по настоящему миру, видимая область которого попадает во взгляд встроенной камеры.
Как узнать, имеется ли гироскоп в смартфоне или планшете
Существуют несколько способов узнать о том, присутствует ли в вашем устройстве гироскоп. Самый банальный – это пойти на официальный сайт производителя, чтобы ознакомиться с техническими характеристиками гаджета. Конкретно гироскоп нужно искать в перечне датчиков. Но мы ведь не ищем легких путей? Поэтому перейдет к другим способам.
Если на ваш смартфон или планшет установлен клиент YouTube, то откройте его и введите в поисковую строку запрос «360 видео ».
Запустите показ любого из выданных результатов. Если вы можете вертеть взглядом виртуальной камеры при помощи поворотов смартфона, то гироскоп присутствует и успешно функционирует. Если поворачивать взгляд можно только пальцем, то датчика в составе аппарата нет.
Другой способ заключается в использовании приложения AnTuTu Benchmark . Вам нужно его скачать, установить и запустить. Во вкладке «Инфа » вы обнаружите все технические спецификации своего устройства. В том числе вы увидите наименование встроенного гироскопа. Либо обнаружите, что он «Не поддерживается » (то есть, его попросту нет).
Вместо AnTuTu можно установить и более специализированную утилиту. Речь идет о Sensor Sense . Он отображает показания со всех встроенных в смартфон датчиков. Если гироскопа в списке нет, то он в гаджет не встроен. Это можно сказать и в том случае, если данные у этого датчика не изменяются при вращении аппарата в руках.
Как включить гироскоп на Андроиде?
Данный элемент смартфона работает на постоянной основе.
Его нельзя включить или отключить. Если вы в этот момент думаете о функции поворота экрана, то за неё отвечает акселерометр. И эту функцию действительно можно отключить. Для этого совершите следующие действия:
1. Перейдите в раздел с настройками системы.
2. Перейдите в подраздел «Экран ».
3. Здесь вы без труда обнаружите пункт, отвечающий за действия устройства при его повороте. Смените его значение на нужное.
На корпусе некоторых старых гаджетов (в основном на планшетных компьютерах) можно обнаружить отдельный переключатель. Он блокирует поворот экрана, вне зависимости от выставленных настроек.
Можно ли настроить гироскоп?
Как уже было сказано выше, гироскоп является совершенно самостоятельным датчиком, в работу которого вмешаться никак нельзя. Если акселерометр можно откалибровать, то с гироскопом никакие подобные действия совершить нельзя. Если же он вовсе отсутствует, то придется покупать для дополненной или виртуальной реальности новый телефон.
Привет всем, уважаемые пользователи лучшего мобильного портала Trashbox. Сегодняшняя шестая по счёту статья из рубрики «Как это работает» посвящается гироскопу. Если вам не известно, что это такое – данная статья для вас. Давайте же узнаем, что такое гироскоп и как это работает. Самое интересное под катом .
Гироскоп (в переводе значит «вращение» или «смотреть») – устройство, имеющее способность измерения изменения углов ориентации связанного с ним тела относительно инерциальной системы координат. В настоящее время известно два типа гироскопов: механический и оптический. По режиму действия гироскопы делятся на: датчики угловой скорости и указатели направления. Однако, одно устройство может работать одновременно в разных режимах в зависимости от типа управления.
Что касается механических гироскопов, то из них больше всех известен роторный гироскоп – это твёрдое тело, которое быстро вращается и ось которого способна изменять ориентацию в пространстве. Скорость вращения гироскопа при этом существенно превышает скорость поворота оси его вращения.
Основным свойством данного гироскопа является способность сохранения в пространстве неизменного направления оси вращения при отсутствии какого-либо воздействия на неё внешних сил. Основная часть роторного гироскопа – быстро-вращающийся ротор, имеющий несколько степеней свободы (осей возможного вращения).
Принцип работы
Принцип работы гироскопа заключается в грузиках, которые вибрируют на плоскости с частотой скорости умноженной на перемещение. При повороте гироскопа возникает так называемое Кориолисово ускорение. Если вы пропускали физику в школе или не знаете, то у всех тел есть единое свойство – при вращении они сохраняют свою ориентацию относительно направления силы тяжести. По сути, гироскоп – это волчок, который вращается вокруг вертикальной оси, закреплённый в раме, которая способна поворачиваться вокруг горизонтальной оси, и в свою очередь закреплена в другой раме, которая может поворачиваться вокруг третьей оси. Таким образом, можно придти к выводу: как бы мы не поворачивали волчок, он всегда имеет возможность всё равно находиться в вертикальном положении.
Датчики снимают сигнал, как волчок ориентирован относительно рам, а процессор считывает, как рамы в этом случае должны быть расположены относительно силы тяжести.
Гироскопы применяются в технике. Они используются в виде компонентов как в системах навигации (авиагоризонт, гирокомпас и т. п.), так и в системах ориентации и стабилизации космических аппаратов. Что касается той самой системы стабилизации, то она бывает трёх типов: система силовой стабилизации (используется на двухстепенных гироскопах), система индикаторно-силовой стабилизации (также на двухстепенных гироскопах) и система индикаторной стабилизации (на трёхстепенных гироскопах).
А теперь поподробнее об этих трёх основных типах. Система силовой стабилизации: для стабилизации вокруг каждой оси требуется один гироскоп. Сама стабилизация осуществляется непосредственно гироскопом, а также двигателем разгрузки. В начале действует гироскопический момент, а потом уже подключается двигатель разгрузки. Система индикаторно-силовой стабилизации: для стабилизации также требуется один гироскоп.
Стабилизация осуществляется только двигателями разгрузки, но в начале появляется небольшой гироскопический момент. И последняя – система индикаторной стабилизации: для стабилизации вокруг двух осей нужен один гироскоп. Стабилизация осуществляется только двигателями разгрузки.
Использование гироскопа в мобильных устройствах
Давайте же затронем тему использования гироскопа в мобильных устройствах и игровых приставках. В настоящее время в большинстве смартфонов используется так называемый МЭМС-акселерометр. Будучи датчиком ускорения, в покойном состоянии он видит только один вектор – вектор всемирной силы тяготения, который всегда направлен к центру Земли. По разложениям вектора на чувствительные оси датчика без каких-либо затруднений вычисляется угловое положение устройства в пространстве. Также разложение вектора может показать, что датчик неспособен определить разворот устройства по углу курса, то есть поворот влево или вправо при поставленном на ребро смартфоне – проекция вектора на курс всегда равняется нулю.
Впервые игровой контроллер, умеющий определять своё положение в пространстве, был выпущен компанией Nintendo – Wii Remote для игровой приставки Wii, и в нём используется только трёхмерный акселерометр.
Кроме того, гироскоп стал применяться и в игровых контроллерах. Например, Sixaxis для SONY PlayStation третьего поколения и Wii MotionPlus для Nintendo Wii. В обоих игровых контроллерах используются два дополняющих друг друга пространственных сенсора: гироскоп, а также акселерометр. Также в новейших контроллерах, кроме акселерометра, используется дополнительный пространственный сенсор – гироскоп. Если привести работу гироскопа в других вещах, то существуют игрушки на основе гироскопа. Самыми банальными примерами являются йо-йо и волчок или в народе его называют «юла». Волчки же отличаются от гироскопов тем, что не имеют ни одной неподвижной точки.
В других сферах также есть применение гироскопу – их целый список. Гироскоп используется в приборах навигации в самолётах и космических аппаратах, в оружии (пуля при стрельбе закручивается, это придаёт ей гораздо большую устойчивость и повышает точность стрельбы), колёса велосипеда или подобного устройства работают как гироскопы – это не даёт ездоку упасть.
Таким образом, любой вращающийся предмет можно назвать гироскопом – он противодействует отклонению оси вращения.
Гироскоп в телефоне — что это? Если вы также задаетесь этим вопросом, как и многие пользователи, то эта статья для вас. В ней мы поговорим о том, что такое гироскоп в смартфоне, зачем он нужен, и как узнать есть ли данный прибор на вашем устройстве.
Что такое гироскоп
Современные смартфоны снабжены целым рядом различных датчиков. Практически каждое устройство оснащено регулятором освещения, движения, приближения. Кроме этих приборов большинство современных телефонов имеют на своем борту акселерометр, который способен реагировать на перемещение смартфона в двух- или же трехмерной плоскости. Тем не менее для того, чтобы мобильный девайс мог полноценно ориентироваться в пространстве, в нем должен быть установлен гироскоп.
Гироскоп в телефоне – это микроэлектромеханическая система, которая способна превращать угловые скорости в электрические сигналы.
Проще говоря, это прибор, благодаря которому можно определить, на сколько градусов телефон наклонился относительно оси. Гироскоп представлен в современных смартфонах в виде небольшого чипа. Как правило, размер прибора составляет пару миллиметров, а то и меньше.
Зачем нужен гироскоп
Что такое гироскоп в телефоне разобрались, но для каких целей он используется? Этот прибор имеет целый ряд применений. Чаще всего датчик ориентации используют в игровой индустрии. На просторах Плэй Маркета можно найти кучу приложений, которые основаны на использовании гироскопа. Гонки, шутеры, симуляторы – благодаря датчику ориентации эти игры становятся реалистичнее и интереснее.
Кроме этого, гироскопы получили широкое применение в области GPS-навигации. Благодаря данному прибору карты стали по-настоящему интерактивными. Теперь навигационные приложения отслеживают не только ваше месторасположение, но и поворот тела. К примеру, если вы стоите лицом к лесу, то это обязательно отобразиться на карте.
Если же вы измените положение своего тела на 180 градусов, то соответствующие изменения произойдут и в навигационном приложении. Те, кто хоть раз пользовались сервисами по типу Google Maps, понимают, что благодаря гироскопу ориентироваться на местности становиться значительно легче.
Порой разработчики привязывают к гироскопу определенный функционал. К примеру, в некоторых моделях чтобы ответить на звонок или же перелистнуть страницу электронной книжки достаточно слегка встряхнуть телефон. А в некоторых случаях гироскоп отвечает за активацию функции Bluetooth.
Есть ли гироскоп на телефоне?
Чтобы определить есть ли гироскоп на вашем телефоне достаточно взглянуть на характеристики устройства. Просто вбейте в Гугл название своего смартфона и почитайте его технические параметры. Если же вы не знаете какая у вас модель телефона, то в таком случае есть альтернативный способ. Проверить наличие гироскопа на телефоне можно, воспользовавшись специальными мобильными утилитами.
Благо, на просторах Плэй Маркета подобных программ пруд пруди. Рассмотрим же как проверить гироскоп через Gyroscope Test.
Сейчас все смартфоны оснащены как минимум одним датчиком, а чаще всего несколькими. Самыми распространенными стали датчики приближения, освещения и движения. Большинство смартфонов оснащены акселерометром, реагирующим на перемещение устройства в двух или максимум в трех плоскостях. Для полноценного взаимодействия с гарнитурой виртуальной реальности нужен гироскоп, который определяет движения в любом направлении.
Гироскоп в смартфоне – это микроэлектромеханический преобразователь угловых скоростей в электрический сигнал. Другими словами этот датчик рассчитывает изменение угла наклона относительно оси при повороте устройства.
Гироскоп относится к микроэлектромеханическим системам (МЭМС), которые совмещают в себе механическую и электронную часть. Подобные чипы имеют размеры порядка пары миллиметров или меньше.
Обычный гироскоп состоит из инерционного предмета, который быстро вращается вокруг своей оси.
Тем самым он сохраняет свое направление, а смещение контролируемого объекта измеряется по изменению положения подвесов. В смартфоны такой волчок явно не поместиться, вместо него используется МЭМС.
Преобразование механического движения в электрический сигнал
В самом простом одноосевом гироскопе есть две подвижные массы, двигающиеся в противоположных направлениях (на картинке изображены синим цветом). Как только прикладывается внешняя угловая скорость, на массу действует сила Кориолиса, которая направлена перпендикулярно их движению (отмечена оранжевым цветом).
Под действием силы Кориолиса происходит смещение масс на величину пропорциональную прикладываемой скорости. Изменение положения масс меняет расстояние между подвижными электродами (роторами) и неподвижными (статорами), что приводит к изменению емкости конденсатора и соответственно напряжения на его обкладках, а это уже электрический сигнал. Вот такие множественные сигналы и распознаются гироскопом MEMS, определяя направление и скорость движения.
Вычисление ориентации смартфона
Микроконтроллер получает сведения о напряжении и преобразует их в угловую скорость в данный момент. Величину угловой скорости можно определять с заданной точностью, например до 0,001 градусов в секунду. Чтобы определить насколько градусов вокруг оси повернули устройство, необходимо мгновенную скорость умножить на время между двумя показаниями датчика. Если использовать трехосевой гироскоп, то получим данные о поворотах относительно всех трех осей, то есть таким образом определить ориентацию смартфона в пространстве.
Здесь стоит отметить, что для получения значений углов, необходимо интегрировать первоначальные уравнения, в которые входят угловые скорости. При каждом интегрировании увеличивается погрешность. Если вычислять положение только при помощи гироскопа, то со временем рассчитываемые значения станут некорректными.
Поэтому в смартфонах для точного определения ориентации в пространстве необходимы данные еще и акселерометра.
Этот датчик измеряет линейное ускорение, но не реагирует на повороты. Оба датчика способны полностью описать все виды движения. Основное преимущество гироскопа над акселерометром в том, что он реагирует на движение в любом направлении.
Зачем нужен гироскоп в смартфоне
Повышенное внимание этому датчику оказывается последние пару лет, когда активно начали развиваться игры и приложения виртуальной реальности. Для взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью программе необходимо точно определить положение человека в пространстве. Сейчас даже в самых бюджетных смартфонах установлен акселерометр, но его показания сопровождаются шумами, и датчик не реагирует на повороты и движения в горизонтальной плоскости. Следовательно, для полного погружения в виртуальную реальность в смартфоне обязательно должен быть гироскоп и акселерометр.
Как узнать есть ли в смартфоне гироскоп
Обычно в характеристиках смартфона указано, какие в нем есть датчики. Если же вы сомневаетесь в правдивости информации, то помогут специальные программы.
Например, Sensor Box for Android показывает информацию о всех встроенных датчиках. Гироскоп в нем обозначен как Gyroscope. Есть и другие способы, которые мы
Однажды я наблюдал разговор двух друзей, точнее подруг:
А: О, знаешь, у меня новый смартфон, в нем есть даже встроенный гироскоп
Б: Аа, да, я тоже скачала себе, поставила гироскоп на месяц
А: Эмм, ты точно уверена, что это гироскоп?
Б: Да, гироскоп для всех знаков зодиака.
Чтобы таких диалогов в мире стало чуть меньше, предлагаем узнать, что такое гироскоп и как он работает.
Гироскоп: история, определение
Гироскоп – прибор, имеющий свободную ось вращения и способный реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором он установлен. При вращении гироскоп сохраняет свое положение неизменным.
Само слово происходит от греческих gyreuо – вращаться и skopeo – смотреть, наблюдать.
Впервые термин гироскоп был введен Жаном Фуко в 1852 году, но изобрели прибор раньше. Это сделал немецкий астроном Иоганн Боненбергер в 1817 году.
Представляют собой вращающиеся с высокой частотой твердые тела. Ось вращения гироскопа может изменять свое направление в пространстве. Свойствами гироскопа обладают вращающиеся артиллерийские снаряды, винты самолетов, роторы турбин.
Простейший пример гироскопа – волчок или хорошо всем известная детская игрушка юла. Тело, вращающееся вокруг определенной оси, которая сохраняет положение в пространстве, если на гироскоп не действуют какие-то внешние силы и моменты этих сил. При этом гироскоп обладает устойчивостью и способен противостоять воздействию внешней силы, что во многом определяется его скоростью вращения.
Например, если мы быстро раскрутим юлу, а потом толкнем ее, она не упадет, а продолжит вращение. А когда скорость волчка упадет до определенного значения, начнется прецессия – явление, когда ось вращения описывает конус, а момент импульса волчка меняет направление в пространстве.
Виды гироскопов
Существует множество видов гироскопов: двух и трехстепенные (разделение по степеням свободы или возможным осям вращения), механические , лазерные и оптические гироскопы (разделение по принципу действия).
Рассмотрим самый распространенный пример – механический роторный гироскоп . По сути это волчок, вращающийся вокруг вертикальной оси, которая поворачивается вокруг горизонтальной оси и в свою очередь закреплена в еще одной раме, поворачивающейся уже вокруг третьей оси. Как бы мы не поворачивали волчок, он всегда будет находится именно в вертикальном положении.
Применение гироскопов
Благодаря своим свойствам гироскопы находят очень широкое применение. Они используются в системах стабилизации космических аппаратов, в системах навигации кораблей и самолетов, в мобильных устройствах и игровых приставках, а также в качестве тренажеров.
Интересует, как такой прибор может поместиться в современный мобильный телефон и зачем он там нужен? Дело в том, что гироскоп помогает определить положение устройства в пространстве и узнать угол отклонения.
Конечно, в телефоне нет непосредственно вращающегося волчка, гироскоп представляет собой микроэлектромеханическую систему (МЭМС), содержащую микроэлектронные и микромеханические компоненты.
Как это работает на практике? Представим, что вы играете в любимую игру. Например, гонки. Чтобы повернуть руль виртуального автомобиля не нужно нажимать никаких кнопок, достаточно лишь изменить положение своего гаджета в руках.
Как видим, гироскопы – удивительные приборы, обладающие полезными свойствами. Если вам понадобится решить задачу на расчет движения гироскопа в поле внешних сил, обращайтесь к специалистам студенческого сервиса , которые помогут вам справится с ней быстро и качественно!
Определение гироскопа | ПКМаг
Устройство, используемое для поддержания ориентации относительно земли. Он используется в навигационных системах самолетов и транспортных средств, а также в игровых элементах управления, таких как Wii от Nintendo. Гироскопы смартфонов и планшетов определяют изменение ориентации с книжной на альбомную.
Гироскоп состоит из трех вращающихся колец (карданов) разного размера, соединенных друг с другом в двух точках, при этом меньшее внутреннее кольцо вращается вокруг вращающегося диска. Пока скорость вращающегося диска сохраняет свое направление, кольца могут свободно перемещаться вокруг своих осей, и их движения измеряются. Чтобы узнать о миниатюрных твердотельных гироскопах, см. Вибрационный гироскоп Кориолиса .
Гироскоп и акселерометр
Гироскоп используется для установления связи устройства с землей, тогда как «акселерометр» используется для измерения изменения скорости в любом направлении. См. акселерометр.
Трехосевой гироскоп В этом примере вращающаяся рама представляет собой внешний подвес (третья ось). Внешний карданный подвес также можно было прикрепить к стационарной раме. (Изображение предоставлено Лукасом Виейрой Барбосой, www.1ucasvb.tumblr.com) .
Реклама
Истории PCMag, которые вам понравятся
{X-html заменен}
Выбор редакции
ЭТО ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНО ТОЛЬКО ДЛЯ ЛИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.
Любое другое воспроизведение требует разрешения. Copyright © 1981-2023. The Computer Language(Opens in a new window) Co Inc. Все права защищены.
Информационные бюллетени PCMag
Информационные бюллетени PCMag
Наши лучшие истории в папке «Входящие»
Следите за новостями PCMag
- Фейсбук (Открывается в новом окне)
- Твиттер (Откроется в новом окне)
- Флипборд (Открывается в новом окне)
- Гугл (откроется в новом окне)
- Инстаграм (откроется в новом окне)
- Pinterest (Открывается в новом окне)
PCMag.com является ведущим авторитетом в области технологий, предоставляющим независимые лабораторные обзоры новейших продуктов и услуг. Наш экспертный отраслевой анализ и практические решения помогут вам принимать более обоснованные решения о покупке и получать больше от технологий.
Как мы тестируем Редакционные принципы
- (Открывается в новом окне) Логотип Зиффмедиа
- (Открывается в новом окне) Логотип Аскмен
- (Открывается в новом окне) Логотип Экстримтек
- (Открывается в новом окне) Логотип ИНГ
- (Открывается в новом окне) Логотип Mashable
- (Открывается в новом окне) Предлагает логотип
- (Открывается в новом окне) Логотип RetailMeNot
- (Открывается в новом окне) Логотип Speedtest
- (Открывается в новом окне) Логотип Спайсворкс
(Открывается в новом окне)
PCMag поддерживает Group Black и ее миссию по увеличению разнообразия голосов в СМИ и прав собственности на СМИ.
© 1996-2023 Ziff Davis, LLC., компания Ziff Davis. Все права защищены.
PCMag, PCMag.com и PC Magazine входят в число зарегистрированных на федеральном уровне товарных знаков Ziff Davis и не могут использоваться третьими лицами без явного разрешения. Отображение сторонних товарных знаков и торговых наименований на этом сайте не обязательно указывает на какую-либо принадлежность или поддержку PCMag. Если вы нажмете на партнерскую ссылку и купите продукт или услугу, этот продавец может заплатить нам комиссию.
- О Зиффе Дэвисе(Открывается в новом окне)
- Политика конфиденциальности(Открывается в новом окне)
- Условия использования(Открывается в новом окне)
- Реклама(Открывается в новом окне)
- Специальные возможности(Открывается в новом окне)
- Не продавать мою личную информацию (открывается в новом окне)
- (Открывается в новом окне) доверительный логотип
- (Открывается в новом окне)
с использованием гироскопа вашего телефона в качестве микрофона – Naked Security
по Пол Даклин
Истории о кибербезопасности подобны автобусам: один, которого ждешь, не приходит целую вечность, а потом прибывают сразу два.
Специализированная тема, которая внезапно всплывала дважды на этой неделе: резонанс .
В понедельник мы писали о песне Rhythm Nation Джанет Джексон 1989 года и о том, как она непреднамеренно превратилась в доказательство концепции эксплойта, вызывающего сбой Windows, о котором сообщалось еще в 2005 году.
Эта история была опубликована совсем недавно, в качестве немного странной исторической забавы и с равным чувством забавы MITRE присвоил ей официальный номер ошибки CVE (однако, как ни странно, с отметкой даты 2022 года, потому что именно тогда она впервые стала известна).
В этом «подвиге» что-то в ритме и смешении частот в песне, как утверждается, вызвало проблемы с дисководами в ноутбуках Windows определенного производителя, совпав с естественными частотами вибрации жестких дисков старой школы…
… до такой степени, что резонансные эффекты произвели достаточную вибрацию, чтобы разбить диск, что привело к сбою драйвера, что привело к сбою Windows.
Судя по всему, даже соседние ноутбуки с такой же моделью диска могут быть R&Bed до отказа, удаленно выводя из строя операционную систему.
Решение, видимо, заключалось в добавлении какого-то полосового фильтра ( полоса как в «диапазоне частот», а не как в «группе музыкантов»), который отсекал резонанс и перегрузки, но оставлял звук достаточно четкий, чтобы звучать нормально.
Два автобуса сразу
Ну, знаете что?
Примерно в то же время, когда разразилась история Rhythm Nation , исследователь из Университета Бен-Гуриона в Негеве в Израиле опубликовал исследовательскую работу о проблемах резонанса в гироскопах мобильных телефонов.
Современные телефонные гироскопы не имеют вращающихся маховиков, размещенных в шарнирах, как игрушки-балансирующие гироскопы, которые вы, возможно, видели или даже имели в детстве, а основаны на вытравленных кремниевых наноструктурах, которые обнаруживают движение и движение через магнитное поле Земли.
Статья Мордехая Гури называется ГАИРОСКОП: ввод данных с компьютеров с воздушным зазором в ближайшие гироскопы , и название в значительной степени резюмирует всю историю.
Кстати, если вам интересно, почему ключевые слова Университет Бен-Гуриона и airgap звонят в колокольчик, потому что ученые регулярно получают абсурдное количество удовольствия регулярно участвуют в разработке методов управления утечкой данных в безопасные зоны и из них.
Поддержание воздушного зазора
Так называемые закрытые сети обычно используются для таких задач, как разработка программного обеспечения для защиты от вредоносных программ, исследование эксплойтов кибербезопасности, безопасное обращение с секретными или конфиденциальными документами и защита объектов ядерных исследований от внешнего вмешательства.
Название буквально означает то, что оно говорит: между двумя частями сети нет физического соединения.
Таким образом, если вы оптимистично предполагаете, что альтернативное сетевое оборудование, такое как Wi-Fi и Bluetooth, должным образом контролируется, данные могут перемещаться между «внутри» и «снаружи» только таким образом, который требует активного вмешательства человека и, следовательно, может жестко регулироваться. , отслеживается, контролируется, выходит из системы, регистрируется и т. д.
А как насчет коррумпированного инсайдера, который хочет нарушить правила и украсть защищенные данные таким образом, что их собственные менеджеры и служба безопасности вряд ли заметят?
Исследователи из Университета Бен-Гуриона за эти годы придумали много странных, но работающих уловок для кражи данных, а также методы их обнаружения и предотвращения, часто давая им действительно причудливые имена…
…такие как LANTENNA, где невинно выглядящая сеть пакеты на проводах, соединяющих доверенную сторону сети, на самом деле производят слабые радиоволны, которые могут быть обнаружены сотрудником за пределами защищенной лаборатории с помощью USB-ключа с антенной и программно-определяемого радиоприемника:
Или скорость вращения вентилятора, используемая для отправки скрытых звуковых сигналов, в трюке, получившем название FANSMITTER:
Или использование конденсаторов на материнской плате в качестве крошечных резервных динамиков в компьютере с намеренно удаленным собственным динамиком.
Или добавление смысла к количеству красного оттенка на экране от секунды к секунде, и много других заумных воздушных мостов трюков.
Беда со звуком
Эксфильтрация данных через громкоговоритель достаточно проста (компьютерные модемы и акустические муфты делали это более 50 лет назад), но здесь есть две проблемы: доверенная сторона сети с воздушным зазором — это своего рода распродажа, и [2] вам нужен необнаруженный нерегулируемый микрофон на ненадежной стороне сети, чтобы улавливать шумы и тайно записывать их.
Проблема [1] была преодолена благодаря открытию, что многие, если не большинство компьютерных динамиков, могут воспроизводить так называемые ультразвуковые звуки с частотами, достаточно высокими (обычно 17 000 герц или выше), что лишь немногие люди могут их слышать. .
В то же время обычный микрофон мобильного телефона может улавливать ультразвуковые звуки с другой стороны воздушной прослойки, обеспечивая таким образом скрытый аудиоканал.
Но трюку [2] помешал, по крайней мере частично, тот факт, что большинство современных мобильных телефонов или планшетов имеют легко проверяемые параметры конфигурации для управления использованием микрофона.
Таким образом, телефоны, которые предварительно настроены на нарушение политики «запрещено использование записывающих устройств», могут быть довольно легко обнаружены надзорной проверкой, прежде чем их допустят в безопасную зону.
(Другими словами, есть реальный шанс быть пойманным с «живым микрофоном», если ваш телефон явно не соответствует требованиям, что может привести к аресту или еще хуже.)
Как вы уже догадались Однако из названия статьи Гури следует, что чип гироскопа в большинстве современных мобильных телефонов — чип, который определяет, когда вы поворачиваете экран в сторону или берете устройство в руки — можно использовать в качестве очень примитивного микрофона.
Значительно упрощенная система извлечения данных GAIROSCOPE включает в себя воздействие на известный мобильный телефон диапазона ультразвуковых частот (в примере Гури это были чуть выше 19 000 герц, слишком высокие для того, чтобы их услышал почти любой человек на Земле) и определение точной частоты.
это провоцирует заметный аномальный резонанс в чипе гироскопа.
Как только вы обнаружите одну или несколько резонансных частот, находящихся за пределами диапазона слышимости человека, вы эффективно получите оба конца скрытого канала передачи данных, основанного на частотах, которые могут быть неслышно генерированы на одном конце и надежно обнаружены без с помощью обычного микрофона, с другой.
Причина нацеливания на гироскоп заключается в том, что большинство мобильных телефонов рассматривают сигнал гироскопа как бесспорный с точки зрения конфиденциальности и безопасности и позволяют приложениям (на Android, включая даже браузер Chrome) считывать гироскоп X, Y и показания положения Z по умолчанию, без каких-либо специальных разрешений.
Это означает, что мобильное устройство, которое, по-видимому, настроено на режим «запрет на прослушивание», тем не менее может получать секретные неслышимые данные по скрытому аудиоканалу.
Однако не слишком радуйтесь пропускной способности.
Скорость передачи данных обычно составляет около 1 бита в секунду, что делает компьютерные модемы 50-летней давности кажущимися быстрыми…
…но такие данные, как секретные ключи или пароли, часто имеют длину всего несколько сотен или нескольких тысяч бит, и даже 1 бит/сек может быть достаточно, чтобы передать их через безопасный и здоровый воздушный зазор за несколько минут или часов.
Что делать?
Очевидным «лекарством» от такого трюка является полностью запретите использование мобильных телефонов в ваших безопасных зонах , мера предосторожности, которой следует ожидать в непосредственной близости от любой серьезной сети с воздушными пробками.
В менее безопасных зонах, где используются воздушные зазоры, но тем не менее разрешены мобильные телефоны (с учетом определенных проверенных настроек) для удобства работы, изобретение GAIROSCOPE меняет правила.
С этого момента вы захотите убедиться, что пользователи отключили свои системные настройки «обнаружения движения» , в дополнение к блокировке доступа к микрофону, Wi-Fi, Bluetooth и другим функциям, уже хорошо известным для данных риски утечки, которые они несут.