Как выглядит гироскоп в телефоне: устройство, принцип работы, типы гироскопов

Содержание

Что такое гироскоп в телефоне?

Современные мобильные устройства оснащаются большим количеством интересных функций и модулей. Одним из таких является гироскоп, и если совсем недавно устройство было диковинной новинкой в девайсе, то сегодня оно используется повсеместно и удивить наличием такой функции современного пользователя сложно. И хотя часть потребителей находят гироскоп весьма полезным изобретением, некоторые все же предпочитают сразу отключить его. Устройство еще называют гиродатчиком.

ЧТО ТАКОЕ ГИРОСКОП


Гироскоп представляет собой устройство, реагирующее на изменения углов ориентации тела, на которое оно устанавливается. В качестве самого элементарного примера можно привести детскую игру – юлу. Прибор был изобретен И. Боненбергером (немецкий математик и астроном) в далеком 1817-м, однако, существует информация о том, что ученый создал свое детище несколько раньше – в 1813-м. Происхождение самого слова древнегреческое и состоит из двух слов: γῦρος – «круг» и σκοπέω – «смотрю». Гиродатчик используется во многих серьезных сферах науки и техники – судоходстве, космонавтике, авиации, в производстве техники бытового назначения, игрушек, и, конечно же, мобильных телефонов. В большинстве моделей телефонов Хайскрин гироскоп присутствует.

НЕ ПУТАТЬ С АКСЕЛЕРОМЕТРОМ


Среди пользователей есть мнение, что гироскоп – это тот же акселерометр, и функции, соответственные. Но это не так – назначение последнего заключается в отслеживании поворотов агрегата в пространстве. Гироскоп же фиксирует перемещения телефона в пространстве, скорость перемещения, определяет стороны света. В целом можно сказать, что функционал у этих двух устройств схож и гиродатчик – это как бы улучшенный акселерометр. Последний отвечает за повороты дисплея, а гироскоп за передвижения в 3-х плоскостях. Актуально наличие гироскопа для использования различных приложений.


ФУНКЦИИ ГИРОСКОПА В СМАРТФОНЕ

Применение гиродатчика в смартфонах открыло абсолютно новые, неизведанные, захватывающие возможности.
Современный пользователь сумеет по достоинству оценить функционал этого устройства в своем девайсе. К примеру, элементарным встряхиванием телефона можно отвечать на звонки, просматривать фото, изображения, переворачивать странички в электронной книге, в плеере можно переключить песню. Невероятно удобен гиродатчик в калькуляторе: портретное использование его позволяет выполнять минимальное количество функций – поделить, умножить, сложить, вычесть. Но, как только пользователь повернет телефон на девяносто градусов калькулятор автоматически перейдет в другой режим – на дисплее смартфона появится расширенный функционал с массой дополнительных действий.

Помимо простых функций специалисты нашли для гороскопа применение и в различных видах программного обеспечения. В некоторых операционках встряхивание телефона запускает обновление Bluetooth. Нашлось место для гиродатчика и в работе специфических программ, которые предназначаются для измерения углов наклона и уровня. Очень удобен гироскоп, когда необходимо определить местоположение пользователя на незнакомой местности.

При помощи GPS-навигации можно использовать карту, которая при любом повороте человека менять свое направление в ту же сторону, то есть, если пользователь повернут лицом к озеру, это автоматически отобразится на карте, если повернется спиной к водоему – произойдут изменения и на карте. Такой помощник значительно упрощает ориентирование на местности и станет чрезвычайно полезным для людей, увлеченных активными видами отдыха.

К сожалению, не обошлось и без минусов из-за которых некоторые пользователи предпочитают отказаться от использования гироскопа в своем смартфоне и попросту отключить его. К таким недостаткам можно отнести то, что некоторые приложения реагируют на изменения положения в пространстве с небольшим опозданием. В качестве примера можно рассмотреть чтение лежа электронной книги с мобильного устройства: если пользователь при этом будет менять свою позу, то гиродатчик и приложение, связанное с устройством, также будут менять ориентацию странички. Это доставляет определенные неудобства.

КТО И КАК ИСПОЛЬЗУЕТ ГИРОСКОП ЧАЩЕ ВСЕГО


Конечно же это геймеры. Именно они по достоинству оценят наличие гироскопов в смартфонах. Наличие данного устройства в девайсе превращает процесс игры в совершенно иное качество – картинка становится более реалистичной. В основном это гонки, шутеры, симуляторы. В шутерах выстрел необходимо осуществить при помощи нажатия и для того, чтобы навести прицел, необходимо изменить положение телефона, а камера в игрушке повернется вслед за девайсом, в гонках входы в повороты на виртуальном авто настолько реалистичны, что по ощущениям это можно сравнить с ездой на реальном авто.

Магазин мобильных телефонов
Каталог смартфонов Highscreen

Что дает гироскоп в смартфоне. Что такое гироскоп в телефоне и для чего он нужен? Как устроен гироскоп в смартфоне, отличие гироскопа от акселерометра

Существует огромное количество изобретений, которые характеризуются длинной и весьма богатой историей использования в различных приборах и устройствах. Часто можно услышать название чего-либо, но даже не иметь представления о том, для чего оно предназначено. Именно так и возникает вопрос, что такое гироскоп? Стоит в нем разобраться.

Основное определение

Гироскоп представляет собой навигационный прибор, в котором в качестве основного элемента используется быстро вращающийся ротор, закрепленный таким образом, чтобы его ось вращения поворачивалась. Две рамки карданова подвеса обеспечивают три степени свободы. При отсутствии каких-либо внешних воздействий на устройство ось собственного вращения ротора сохраняет в пространстве постоянное направление. Если на него оказывает воздействие момент внешней силы, которая стремится повернуть ось собственного вращения, то она начинает свое движение не вокруг направления момента, а вокруг оси, находящейся перпендикулярно по отношению к нему.

Особенности устройства

Если говорить о том, что такое гироскоп, то стоит отметить, что в качественно сбалансированном и достаточно быстро вращающемся приборе, установленном на высокосовершенных подшипниках, с малым трением практически отсутствует момент внешних сил, поэтому устройство способно сохранять свою ориентацию в пространстве почти неизменной.

Поэтому он способен указывать угол поворота основания, на котором его закрепили. Именно так впервые было наглядно продемонстрировано французским физиком Ж. Фуко. Если ограничить поворот оси специальной пружиной, то при установке прибора на который выполняет разворот, гироскоп будет деформировать пружину до тех пор, пока момент внешней силы не уравновесится. В данном случае сила растяжения или сжатия пружины будет пропорциональна угловой скорости движения летательного аппарата. По такому принципу работает авиационный указатель поворота и многие другие гироскопические приборы. Так как в подшипниках создается очень малое трение, чтобы поддерживать вращение ротора гироскопа, не требуется больших затрат энергии. Обычн, для его приведения в движения, а также для поддержания этого движения достаточно электродвигателя малой мощности либо струи сжатого воздуха.

Гироскоп: применение

Чаще всего этот прибор используется в качестве чувствительного элемента для указывающих гироскопических приборов, а также в качестве датчика угла поворота или угловой скорости для устройств, работающих под автоматическим управлением. В некоторых случаях гироскоп может послужить в качестве генератора энергии или момента силы.

На текущий момент принцип работы гироскопа позволяет активно использовать его в авиации, судоходстве и космонавтике. Почти у каждого морского судна дальнего плавания имеется гирокомпас для автоматического или ручного управления судном, а в некоторых используются и гиростабилизаторы. Система управления огнем корабельной артиллерии обычно оснащается множеством дополнительных гироскопов, которые предназначены для обеспечения стабильной системы отсчета или для измерения угловых скоростей.

Если вам понятно, что такое гироскоп, то следует понимать, что без него просто немыслимо автоматическое управление торпедами. Вертолеты и самолеты тоже обязательно оборудуются этими приспособлениями для того, чтобы давать надежную информацию о деятельности систем навигации и стабилизации. К таким приборам можно отнести авиагоризонт, гироскопический указатель поворота и крена, гировертикаль. Если рассматривать вертолет с гироскопом, то тут этот прибор может служить как в качестве указывающего устройства, так и в качестве датчика автопилота.

Многие самолеты оснащены гиростабилизированными и прочим оборудованием – фотоаппаратами с гироскопами, гиросектантами, навигационными визирами. В военной авиации активно используются гироскопы в качестве составных элементов в прицелах бомбометания и воздушной стрельбы.

Применение в современных гаджетах

Итак, если рассматривать, что такое гироскоп, то следует заметить, что этот прибор активно используется не только в указанных ранее сферах. Современные смартфоны и планшеты оснащены массой дополнительных функций и модулей, при этом некоторые оказываются очень даже полезными, а иные могут мешать комфортному использованию устройства, раздражая пользователей. Одним из них является гироскоп в телефоне, что это становится понятно, когда вы будете пользоваться своим аппаратом. С одной стороны, он оказывается очень даже полезным, хотя с другой – большинство пользователей предпочитают просто отключать его.

что это?

Сначала необходимо определиться с тем, что это за устройство и каким функционалом оно характеризуется. Итак, гироскоп в телефоне – что элемент необходим для определения того, как ориентирован прибор в пространстве. В некоторых случаях этот датчик можно применить для защиты отдельных элементов устройства от падения в будущем. Фактически данный датчик предназначен для определения смены положения, а при наличии акселерометра – и ускорения при падении. Затем информация передается вычислительному блоку гаджета. При наличии определенного программного обеспечения прибор принимает решение о том, как ему следует реагировать далее на изменения, произошедшие с ним.

Для чего еще он нужен?

Итак, если с вопросом, что такое гироскоп, становится все понятно, то остается выяснить, зачем его используют в телефонах. Защита внутренностей тут не является единственной задачей. В сочетании с разнообразным софтом на него ложится целый ряд различных функций. К примеру, смартфон может использоваться для игр, в которых управление осуществляется посредством наклонов, встряхивания или поворотов прибора.

Подобное управление позволяет сделать игры поистине увлекательными, благодаря чему они пользуются повышенным спросом.

Можно отметить, что продукция компании “Эппл” оснащается гироскопами, и они играют весьма значимую роль, так как к ним привязана работа многих приложений. Под него специально разработали режим, получивший название CoverFlow. Существует очень большое количество приложений, работающих в данном режиме, однако можно остановиться на нескольких, наиболее наглядно демонстрирующих его. К примеру, если на iPhone использовать калькулятор, то в портретном положении пользователю будут доступны только простые действия, а именно: сложение, вычитание, деление и умножение. Но при повороте устройства на 90 градусов все изменится. Калькулятор при этом переключается в расширенный режим, то есть инженерный, в котором функций будет доступно гораздо больше.

Если вам понятно, как работает гироскоп, то следует отметить, что его функции могут использоваться и для определения собственного местоположения на местности.

Можно просматривать на таком приборе карту местности с применением GPS-навигации, и в этом случае карта всегда будет поворачиваться в ту сторону, куда направлен ваш взгляд. Поэтому, если вы стоите лицом, к примеру, к речке, то это отобразится на карте, а если повернетесь, то изменится и положение карты. Благодаря этому ориентирование на местности значительно упрощается и может стать достаточно полезно людям, увлеченным активным отдыхом.

Проблемы с гироскопом в телефоне

Можно сказать и о недостатках, присущих гироскопам. Очень часто их отключают из-за того, что программы реагируют на изменение положения в пространстве с некоторым запозданием. К примеру, если вы решили почитать, лежа на диване, с экрана смартфона или планшета, то гироскоп и программа, связанная с ним, будут менять ориентацию страницы каждый раз, когда вы будете поворачиваться или смените позу. Это причиняет много неудобств, так как очень редко устройство способно правильно интерпретировать положение в пространстве, а ситуация усугубляется из-за запоздалой реакции программы.

Современные разновидности

Первые гироскопы были механическими. Этот вид устройств используется и сейчас, но с некоторыми усовершенствованиями, позволяющими сделать их более полезными. На данный момент существует лазерный гироскоп, который лишен недостатков, свойственным механическим. И именно такой прибор используется в современной технике.

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 описывали в этой статье .

Также вам понравятся:




Почему нагревается смартфон: 7 популярных причин

Несмотря на популярность этого датчика, многие задают вопрос о том, что такое гироскоп. Попробуем разобраться.

1. Гироскоп в классическом понимании

Рассматриваемое нами устройство, фактически, представляет собой волчок, который вращается вокруг вертикальной оси. Он закреплен в поворачивающейся вокруг другой оси раме. Эта другая ось тоже закреплена в своей раме, поворачивающейся вокруг третьей оси.

Благодаря этому как бы не поворачивался волчок, он всегда будет иметь вертикальное положение в пространстве.

Принцип работы гироскопа можно также увидеть на рисунке №1. Из него, в частности, можно понять, что в классическом устройстве есть вибрирующие грузики. А частота их вибрации равна скорости, умноженной на перемещение.

Благодаря такому явлению, как Кариолисово ускорение, несмотря на поворот тела, оно способно сохранять свое положение относительно плоскости вращения. Разумеется, оно имеет место только во время вращения.

Собственно, на этом простом свойстве вращающихся тел и основывается принцип работы того гироскопа, который есть у большинства из нас в смартфоне.

Разработчики научились делать гироскоп намного проще и меньше. Это позволило им умещать его в небольшую плату, которую можно разместить под корпусом любого современного мобильного девайса.

2. Предназначение датчика в телефоне

В телефоне он нужен для того, чтобы определять положение аппарата в пространстве.

Для пользователя все выглядит предельно просто – Вы поворачиваете смартфон горизонтально или вертикально и положение всех значков на экране меняется. Это применимо для игр и разнообразных программ.

Во многих случаях повороты экрана можно использовать для выполнения определенных действий, например, для блокировки клавиатуры.

Интересно: Впервые гироскоп использовали в Айфоне 4. С тех пор этот датчик стал обязательным элементом любого мобильного девайса.

Теперь Вы знаете, как работает этот датчик. Стоит разобраться в том, как узнать есть ли он в Вашем гаджете.

3. Как проверить наличие гироскопа

В зависимости от операционной системы для этой цели можно использовать разные программы:

  • Sensor Box для Андроид;
  • Sensor Kinetics для iOS.

В первой программе нужно нажать иконку «Accelerometer sensor». Во второй делать не нужно ничего.

Существует способ еще проще – если в настройках есть пункт «Поворот экрана» (или что-то подобное), гироскоп есть. Но вышеупомянутые приложения помогают выявить проблемы в работе этого датчика.

Гироскоп – один из многих современных датчиков, без которых сложно представить работу смартфона.

Область применения этого датчика в телефоне достаточно обширна. Полноценный гироскоп визуально напоминает юлу внутри нескольких обручей. Ввиду габаритов такая конструкция не может быть установлена в гаджете, поэтому ее заменили на датчик, основанный на микроэлектромеханической системе.

Что такое гироскоп?

Гироскоп в современном телефоне – датчик, который позволяет автоматически менять ориентацию экрана в зависимости от положения смартфона.

Впервые гироскоп был установлен в iPhone 4, благодаря чему устройство обрело новый полезный функционал. С датчиком пользователи получили возможность, например, перелистывать страницы и переключать треки в плеере встряхиванием смартфона.

Для включения датчика на устройствах с операционной системой Android 4.0 KitKat и выше достаточно выкатить шторку уведомлений и активировать опцию автоповорота экрана.

Акселерометр и гироскоп

Как правило, современные телефоны оснащены этими датчиками в паре. Принцип их работы хоть и похож, но не дублируется. измеряет ускорение объекта при перемещении, в то время как гироскоп измеряет угол отклонения аппарата относительно разных плоскостей.

Функции гироскопа в смартфонах

Гироскоп вывел игровой процесс на новый уровень. Вращая устройство в пространстве, пользователь может управлять автомобилем, вести игровой поединок, искать персонажей и многое другое.

Если говорить о стандартных приложениях, наиболее показательными преимущества гироскопа выглядят, например, в приложении калькулятор. В портретной ориентации пользователю доступны стандартные действия: сложение, вычитание, умножение и деление. Повернув телефон на 90 градусов, можно получить большой выбор тригонометрических функций на все случаи жизни.

Разумеется, с автоматической работы датчика гораздо удобнее смотреть видео в YouTube и листать фотографии. Еще датчик можно использовать, чтобы сделать из телефона строительный уровень – д ля этого нужно скачать специальное приложение.

По сути, недостатков у гироскопа нет. Конечно, иногда появляется дискомфорт при просмотре картинок или чтении, когдапри изменении позы человека и устройства возможны нежеланные изменения ориентации экрана. Решение простое – отключить автоповорот в настройках.

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.

Тематические материалы:

Обновлено: 23.12.2020

103583

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Датчики современных смартфонов — android.mobile-review.com

26 сентября 2019

Владимир Нимин

Facebook

Twitter

Вконтакте

Продолжаем разбираться в устройстве смартфона. В прошлый раз смотрели экраны, а сегодня поговорим про датчики.

Акселерометр, также называют G-сенсор. Официальное определение гласит, что это устройство, измеряющее проекцию кажущегося ускорения. А если простым языком, то акселерометр помогает смартфону определить положение в пространстве, а также расстояние перемещения. Основные функции акселерометра:

  • Автоповорот ориентации экрана;
  • Также акселерометр можно настроить так, чтоб он реагировал на жесты и действия. Например, потрясти смартфон или перевернуть экраном вниз, чтоб заглушить вызов;
  • Ещё акселерометр помогает считать шаги и помогает ориентироваться на картах (Google Maps и прочих)

Акселерометр – это громоздкое устройство, внутри которого находится инертная масса, реагирующая на все перемещения. Такой вариант для смартфона не подходил, поэтому придумали чип, имеющий кристаллическую структуру, пьезоэлектрический элемент и сенсор ёмкостного сопротивления. Когда смартфон перемещается/вращается, то пьезоэлектрический элемент выдаёт разряды, а сенсор их интерпретирует, таким образом определяя положение и скорость.

Акселерометр – базовый датчик, который есть в любом, даже самом дешевом, смартфоне. Хотя это на удивление технически сложный продукт. В смартфонах акселерометр понимает движения по 3 осям. Третья нужна для 3D позиционирования. К слову, акселерометр есть и во всех современных автомобилях, но там он обычно двухосевой (ибо автомобиль не крутится в воздухе). 

Не все акселерометры одинаковые. Их делают из разных материалов. Соответственно, некоторые более чувствительные, некоторые менее.

Гироскоп – это один самых классных датчиков, о полезности которого для смартфонов долгое время никто не подозревал, пока на сцену не вышел Стив Джобс и не объяснил, как оно должно быть. Посмотрите презентацию этой шикарной функции, и как зал взорвался от восторга. 

Не следует путать гироскоп и акселерометр. Эти датчики частично дублируют и дополняют друг друга. Гироскоп также служит для отслеживания положения устройства в пространстве, но он делает это путем определения собственного угла наклона относительно земной поверхности. Это очень важно, так как это означает, что в условиях нулевой гравитации, вы не сможете поиграть в Asphalt 9, используя в качестве управления наклоны устройства. Будьте внимательны!

Гироскоп (в отличие от акселерометра) не может измерять проделанное расстояние, зато гораздо точнее определяет положение в пространстве. Для понимания посмотрите, пожалуйста, видео со Стивом Джобсом выше. Начиная с времени 1:10 Джобс показывает, как определяет положение объекта в пространстве акселерометр и как гироскоп. 

Обычно в современных смартфонах оба датчика работают в тандеме. Гироскоп важен для игр, дополненной реальности, а также ряда других приложений. Нередко в дешевых смартфонах производитель предпочитает экономить на гироскопе. 

Датчик приближения (proximity sensor). Как видно из названия, это датчик, который помогает определить наличие перед ним объекта. Самый простой пример – это отключение экрана, когда смартфон подносят к уху. Также датчик приближения исключает фантомные включения экрана, когда смартфон находится в сумке или кармане. Такой датчик может сам или в комбинации с фронтальной камерой отслеживать движения рукой над экраном для выполнения каких-либо функций. Например, пролистывание странички в браузере и тому подобное. Существует множество технологий датчика приближения. Он может работать по типу радара, сонара, эффекта Доплера, есть инфракрасный датчик приближения, а иногда ставят и фотоэлемент. 

Базовый датчик приближения, отключающий экран при поднесении к уху, есть, кажется, уже во всех смартфонах. Но продвинутость датчика можно оценить по наличию дополнительных функций.

Датчик освещения – здесь всё просто и понятно. Такой датчик помогает автоматически выставить яркость экрана. Датчик освещения уже считается базовым датчиком, но в дешевых смартфонах на нем могут сэкономить. И тогда придется каждый раз выставлять яркость вручную. 

Современный датчик освещения обычно работает в комбинации с ИИ смартфона. Например, если датчик выставил определенную яркость, а вы его вручную поправили, то смартфон возьмёт на заметку и в следующий раз самостоятельно сделает экран поярче. Соответственно, всегда давайте датчику освещения освоится и подстроиться под ваши привычки прежде, чем осуждать его работу.

Датчик Холла – один из самых таинственных датчиков в смартфоне, ибо мало кто знает, зачем он нужен. Датчик, основанный на, так называемом, эффекте Холла, фиксирует магнитное поле и измеряет его напряженность. Говоря языком физики: электроны в проводнике всегда перпендекулярны (угол 90 градусов) направлению магнитного поля. Плотность электронов на разных сторонах проводника будет отличаться, возникает разность потенциалов, которую и фиксирует датчик Холла. 

Но в смартфонах используется упрощенный датчик Холла, фиксирующий только наличие магнитного поля.  

Обычно датчик Холла нужен для дополнительных аксессуаров. Например, именно он включает экран iPad, когда пользователь снимает магнитный чехол. Кстати, в этой функции датчик приближения вполне может подменить датчик Холла.

Также датчик Холла работает в паре с компасом, делая работу последнего более точной. 

Компас (магнитомер) – это очень важный датчик, даже если вы не занимаетесь спортивным ориентированием. Именно компас отвечает за то, что на Google Maps пользователь видит не просто точку, а стрелочку, указывающую в какую-сторону вы смотрите. 

Когда компас откалиброван, то отображение направления узкое. Чтобы откалибровать компас, откройте карты Google и крутите смартфон «восьмеркой»:

Барометр – обычно наличием подобного датчика могут похвастаться только флагманы. Барометр ассистирует GPS и помогает определить высоту. Наличие такого датчика полезно, так как на Google Maps уже появляются схемы зданий, и барометр определит на каком этаже вы находитесь. Также барометр используется в приложениях, определяющих физическую активность. Суть такая же: определить, сколько этажей вы прошли. 

Датчик влажности – когда-то такой датчик был в Samsung Galaxy Note 4, а потом Samsung от него отказались. Роль очевидная. Датчик определяет уровень влажности. 

Датчик сердцебиения/датчик кислорода в крови – ещё один фирменный датчик от Samsung, но он есть и во многих фитнес-браслетах. Работает совместно с LED-вспышкой. Прикладываете палец, LED светит вам свозь палец, а датчик измеряет, как отражаются световые волны. Волны отражаются по-разному в зависимости от пульса: кровеносные сосуды, то сужаются, то расширяются. По этому же принципу работает и функция определения кислорода в крови. 

GPS – глобальная система позиционирования. По сути, это даже не датчик, а наличие у смартфона возможности коммуницировать со спутниками благодаря или отдельному, или мульти-чипу, поддерживающему сразу несколько систем. Сейчас у каждой развитой страны, есть своя система спутников. ГЛОНАСС в России, Galileo в Европе, BDS (или BeiDou) в Китае, QZSS (или Quasi-Zenith Satellite System) в Японии. Можно скачать программу GPS Test, которая покажет, какие спутники видит ваш смартфон. Например, на скриншоте ниже отображаются флаги GPS, ГЛОНАСС и Galileo.

GPS прекрасная технология, но медленная (пока там все спутники найдешь и опросишь) и потребляющая много энергии и хорошо работающая на открытой местности, поэтому была придумана ещё A-GPS (Assisted GPS). Принцип основан на том, что пока GPS ищет спутники, смартфон успевает опросить сотовые вышки, Wi-Fi сети, Bluetooth устройства на предмет местонахождения. Таким образом существенно увеличивается время «холодного» старта, а также снижается расход энергии.

Двухдиапазонный GPS. Поддержка этой опции появилась в устройствах начbfz с Android 7 и старше. iPhone так не умеет. 

Обычно спутники посылают два сигнала: грубый и точный. Если говорить про GPS, то это каналы L1 и L5, а у Галилео это E1 и Е5. L1 – это грубый канал. В городе любой сигнал достигает до спутника не только напрямую, но и отражаясь от сторонних объектов (например, зданий), то есть к спутнику прилетает сразу несколько сигналов. Соответственно, и возвращается он также не один, и образуется примерная область нахождения, где все вернувшиеся сигналы пересекаются. Ещё есть точный канал L5. Этот канал гораздо меньше подвержен искажением, так как работает по принципу: Первый достигший спутника сигнал и есть верный (ведь он идет по самому короткому пути, а не через отражения), а остальные можно игнорировать. 

Раньше L5 принадлежал только военным и спец объектам, но теперь спутников в небе стало много, и L5-спутников хватит на всех, поэтому было решено поделиться.

Вместо заключения

Счётчик Гейгера – самый неожиданный датчик, правда? Это японская тема. И насколько есть информация в интернете, такой датчик был только в телефоне Sharp Pantone 5, который вышел после аварии на атомной станции Фукусима-1.  

Современный смартфон должен иметь на борту: акселерометр, гироскоп, датчик приближения и освещения. Также обязательно наличие компаса. Если без гироскопа можно обойтись, то точка на карте без направления раздражает. A-GPS уже есть во всех смартфонах. Отлично если GPS будет работать в двух диапазонах. Шикарно, если будет барометр. 

Гироскоп в телефоне андроид – что это

Перед тем как купит телефон многие часто смотрят характеристику и тут встречается непонятные функции – одна из них трехосевой датчик гироскоп.

Что это такое по названию догадаться сложно. Поэтому сейчас разберем, что это, для чего нужен гироскоп в смартфоне и нужен ли вообще.


Как узнать есть он в смартфоне или нет – как проверить наличие, как включить, как работает, как устроен принцип работы и как выглядит в смартфоне.

В целом телефоны оснащены множеством датчиков, которые обеспечивают комфортную и бесперебойную работу, но о них в других записях пойдет речь.

Что такое гироскоп

Слово «гироскоп» имеет два значения: это может быть либо устройство, которое поддерживает угловое положение, либо устройство, которое измеряет это положение. Последние встречаются практически во всех смартфонах, выпускаемых сегодня.

Первые, используются, например, в дроне. Они позволяют стабилизировать камеру, и, таким способом, удерживают дрон в горизонтальном положении.


Все они основаны на работе микроскопических MEMS-электромеханических систем, которые произвели революцию на рынке благодаря своим размерам и спектру применения.

Что-то похожее применялось еще в 70 годах в танках. Когда танк поворачивает, едет в низ или в гору ствол всегда смотрит только в одну точку, выбранную наводчиком.

Как устроен гироскоп

Он состоит из микроскопических пластин, которые вибрируют при изменении высоты. Датчики могут точно определять относительное положение устройства.

Гораздо точнее, чем акселерометр, который позволяет определять положение телефона путем измерения линейного ускорения.

Ученым из Стэнфордского университета, однако, удалось создать приложение, которое перепрограммирует гироскоп таким образом, что он заставляет даже звук вибрировать.

Нетрудно догадаться, что в скором времени нас ждут новые изобретения основаны на принципе работы этого датчика.

Для чего нужен гироскоп

До недавнего времени он в основном использовался в играх и при изменении ориентации экрана.

Теперь, благодаря популяризации технологии VR он отслеживает точное местоположение головы и делает очень быстро и точно, чтобы получше обмануть мозг и улучшить восприятие виртуальной реальности.


Любое изменение положения устройства и любое движение активируют датчики, которые передают эту информацию в приложение и, таким образом, вызывают соответствующий эффект

Прямое измерение ориентации устройства чрезвычайно полезно, например, для автоматического поворота экрана и для стабилизации изображения в камере.

Нужен ли гироскоп в телефоне

Гироскопы часто недооцениваются и забываются пользователем. На самом деле, мы используем их практически все время, и их отказ или сбой значительно снизят удобство использования планшетов или смартфонов.

Все виды VR основаны на функционировании этого датчика. Благодаря датчикам он воспринимает наши движения головой и изображение плавно меняется на наших глазах.

Как видите в простом кнопочном телефоне, он практически не нужен, а вот в смартфоне без него часть удобств, несомненно, уменьшится.

Вывод такой: играете в игры, смотрите VR видео, делаете фото – вам безусловно нужен гироскоп датчик.

Как выглядит гироскоп в смартфоне

Как выглядит гироскоп в смартфоне, описать сложно. В телефоне на картинке выше – такой маленький почти незаметный.

Вот такая небольшая штучка способна перевести сигнал в какие-либо действия – например, почти мгновенно повернуть экран.


На этом принципе устроены и гироскутеры, которые медленно, но уверенно начинаю отвоевывать дорожки у велосипедистов.

Что касается смартфонов, то сегодня можно сказать все игры разрабатываются с управлением наклона телефона.

Как узнать есть ли в смартфоне гироскоп

Это не сложно. Просто наберите в поиске модель своего телефона и добавьте – «характеристика» и ищите его в разделе датчики.

Включать его не нужно. Он всегда включен если есть. Поэтому можно проверить, есть ли запустив видео 360.

Если взгляд можно поворачивать лишь пальцем, то датчика гироскоп в вашем телефоне, к сожалению, нет.

Также проверить можете с помощью приложения, например AnTuTu Benchmark. В разделе «Инфа» найдете полную характеристику. Успехов.

Внешний гироскоп для смартфона

Гироскоп в телефоне – что это такое и как работает

Функциональные возможности современных мобильных телефонов давно вышли за рамки совершения звонков и обмена текстовыми сообщениями SMS. Смартфон сегодня это универсальный гаджет, начиненный всевозможными сенсорами. Имеются во многих моделях и специфические датчики, с помощью которых телефон может определять свое положение в пространстве. Примером таких чувствительных устройств являются гироскоп и акселерометр.

Что такое гироскоп и для чего он нужен, принцип работы

Начнем с того, что гироскоп – это механическое или электромеханическое устройство, способное определять собственный угол наклона относительно земной поверхности. Если сравнивать его с другими подобными устройствами, изобретен он был относительно поздно, а именно в 1817 году. Основной элемент конструкции гироскопа представляет собой вращающийся вокруг вертикальной оси ротор-волчок, причем его ось может изменять положение в пространстве, а скорость вращения волчка значительно превышает скорость поворота оси его вращения. Благодаря этому волчок всегда сохраняет свое положение независимо от действующих на него извне сил, в чём и заключается весь принцип работы гироскопа.

Первоначально это нехитрое устройство использовалось в качестве учебного пособия. Практическое применение ему нашли только спустя 60 лет, когда инженер Обри додумался устанавливать его в торпеды для стабилизации их курса. Сегодня это полезное изобретение, будучи многократно усовершенствованным, широко применяется в самых разных механизмах. Для точного определения положения в пространстве гироскопы используются в морских судах, самолетах, космических аппаратах, ракетах, симуляторах, радиоуправляемых устройствах вроде квадрокоптеров и, конечно же, в смартфонах.

Как устроен гироскоп в смартфоне, отличие гироскопа от акселерометра

Естественно, гироскоп в смартфоне существенно отличается в плане конструкции от классических гироскопов, хотя и служит той же цели. Механическая энергия в нём преобразуется в электрическую, формирующую последовательность битов – бинарный код, лежащий в основе всех компьютерных программных систем. Никаких вращающихся волчков в гироскопах электронных устройств, разумеется, нет, они слишком малы для этого. Вместо них используется подвижные массы вещества, смещение которых вызывает изменение электрической емкости конденсаторов, регистрируемое микропроцессором.

Вместо конденсаторов могут использоваться вырабатывающие ток пьезокристаллы, особенно часто встречающиеся в определяющих положение в пространстве датчиках другого типа – акселерометрах. Конструктивно акселерометры очень похожи на гироскопы, в них также имеется подвижный элемент – специальный грузик, смещение которого при наклоне устройства оказывает воздействие на пьезокристалл. Таким образом, скорость и давление преобразуются в электрический сигнал, обрабатываемый соответствующим образом микропроцессором. Итак, некоторое представление о том, что это такое гироскоп в смартфоне вы, надеемся, получили.

И вот еще пару моментов. И гироскопы, и акселерометры являются инерционными МЭМС-датчиками, отличаясь, однако, принципом получения данных. Если гироскоп определяет только угол наклона по отношению к земной поверхности, то акселерометр может измерять линейное ускорение, то есть перемещение по горизонтали относительно земли. На практике в смартфонах и прочих устройствах нередко устанавливаются оба датчика, которые прекрасно дополняют друг друга. Теперь давайте посмотрим, как узнать есть ли гироскоп в телефоне.

Как проверить наличие гироскопа в телефоне

Мы уже знаем, для чего нужен гироскоп в смартфоне, но как проверить его наличие на том или ином мобильном устройстве. Гироскоп используется всеми приложениями, регистрирующими наклон устройства – навигационными и строительными программами, 3D-играми, средствами просмотра 3D-панорамного контента, поворачивающим экран встроенным ПО и так далее. Но поддержка этих функций еще не означает, что указанный датчик в телефоне есть, ведь выше мы уже отмечали, что отчасти его может заменить акселерометр.

Если вы хотите узнать, интегрирован ли гироскоп в гаджет или нет, зайдите на официальный сайт производителя устройства, найдите там вашу модель и изучите ее технические характеристики. Есть и более быстрый способ получить нужную информацию. Установите на смартфон бесплатное приложение-бенчмарк AnTuTu Bеnchmаrk, в разделе «Мое устройство» оно выводит список всех датчиков, среди которых будут данные и о гироскопе. Если напротив пункта «Гироскоп» вместо его названия указано «Не поддерживается», значит, датчик на устройстве отсутствует.

В качестве альтернативы можно воспользоваться другим приложением – Sеnsor Sеnse. В отличие от AnTuTu Bеnchmаrk, кроме списка датчиков оно еще выводит все их показания. Ставим программу и смотрим, есть ли в списке гироскоп. Если нет, то нет его и на устройстве.

Стоит также обратить внимание еще на один замечательный программный инструмент – AIDA64, предоставляющий полный набор сведений о конфигурации устройства. Какие сенсоры есть на борту можно просмотреть на вкладке «Датчики». Если в списке будет значиться гироскоп, можно быть уверенным, что в телефоне он установлен.

Включение/отключение и калибровка гироскопа на Андроиде

Как правило, гироскоп в телефонах является самостоятельным датчиком, с программными настройками никак не связанным. Гироскоп либо есть, и он всегда включен, либо его нет, но тогда и ни о каком включении/отключении датчика не может быть и речи. Правда, пользователи часто спрашивают, как включить гироскоп на Андроиде, но этот вопрос исходит из недопонимания принципа его взаимодействия с программной частью устройства. Можно включить и отключить функции акселерометра, например, автоповорот экрана, но это опять же никак напрямую не связано с гироскопом.

То же самое касается калибровки гироскопа, отрегулировать программно можно лишь акселерометр. Встроенными средствами самой ОС это сделать вряд ли получится, для этих целей нужно использовать специальные утилиты вроде Accelerometer Calibration Free. Тут всё очень просто – мобильное устройство укладывается на ровную поверхность, а когда показывающий равновесие красный шарик окажется ровно в центре «прицела», нажимается кнопка «Calibrate».

В общем, если в сети вам попадется информация на тему как откалибровать гироскоп на Андроид, знайте, что речь идет о настройке акселерометра.

Гироскоп в телефоне что это такое и какие функции он выполняет

Добрый день, друзья. Гироскоп в телефоне что это такое? У современных телефонов довольно много разнообразных датчиков. Чем их больше, тем быстрее сядет ваш смартфон, точнее, его батарея. Но, часть из них действительно полезны и благодаря им применения телефона становится более удобным. Сейчас мы рассмотрим один из подобных датчиков, который называется гироскоп и поймём, зачем он нужен?

Заглянем в историю

Что бы было понятно, прототипом гороскопа является детская игрушка «Юла». Гироскоп работает по похожему принципу. Также, что-то подобное есть и в человеческих ушах, вроде волчка. Когда мы начинаем крутиться, нам кажется, что крутятся все стены. Но, данная часть тела помогает держать равновесие. Нечто подобное происходит и в телефоне.

Если взять телефонный гироскоп, то его широкой публике впервые представил профессор из Германии, который занимается математикой и астрономией И. Боненберг. Но, часть ученых считают, что данный прибор изобрели на 3 года раньше.

Но, вернёмся к телефонам. Самой первой компанией, установившей гироскоп на собственном гаджете, является Apple. Поэтому, впервые данный прибор внедрили в Айфоне. На данный же момент, почти у всех новых телефонах он присутствует. Узнать, есть ли он на вашем устройстве довольно просто, нужно просто просмотреть документацию.

Также, зайдя в характеристики прибора, в раздел «Датчики», вы получите подробные данные о всех встроенных устройствах. Если же вам кажется, что его в телефоне нет, то это можно проверить с помощью приложения Sensor Box for Android . Этот софт вам расскажет про все найденные датчики.

Гироскоп, что это и как его использовать?

Гироскоп является специальным чипом, который находится внутри смартфона. Если вам интересно, как он выглядит, вам нужно будет разобрать телефон, иначе вам до него не добраться. Данный чип занимается анализом размещения телефона в пространстве и вычислением углов его положения.

Кроме телефонов, такие приборы применяются в авиации, мореплавании, космосе. Часть из них находятся в различных домашних устройствах.

Какие функции выполняет гироскоп в телефоне?

Данные технологии помогают реализовывать различные функции для смартфонов. Давайте рассмотрим, чем именно занимается в телефоне данный датчик?

  1. Тряска смартфона. Это очень важная функция гироскопа. Ранее, человеку нужно было нажимать на кнопочку, или проводить пальчиком по дисплею, для принятия входящего вызова. Сейчас же, достаточно встряхнуть гаджет, и вызов принят. Таким же образом можно пролистывать фото, менять музыку или переходить к новой страничке электронной книжке;
  2. Кроме этого, данная функция довольно удобна, когда вы применяете калькулятор. Пользователь, задействовав данную функцию может производить расчеты не используя руки. Также, если вы повернете дисплей на 90 0 и сделаете его горизонтальным, появятся дополнительные возможности;
  3. С помощью гироскопа вы можете активировать Блютуз;
  4. Данная функция позволяет использовать специфические приложения. Например, можно определить угол наклона, что полезно на стройке;
  5. Данную возможность применяют и при определении местности, где находится человек. Другими словами, GPS отыскивает координаты, а этот датчик видит направление, что очень важно в навигаторе.

Гироскоп производит ориентацию не местности очень точно. Вывод: — гироскоп удобен и очень полезен в телефоне. Он даёт человеку много возможностей.

Разумеется, у данного устройства есть и свои недостатки, которые могут вам испортить от него впечатление. При его работе часть программ начинают более медленно работать или просто не отвечать на команды человека. Кроме этого, гироскоп может неправильно среагировать, если вы лежите и читаете, переворачиваясь про этом на другую сторону. Но, подобные недостатки убираются довольно быстро, просто отключив этот прибор.

Чем гироскоп отличается от акселерометра?

Часть пользователей, изучая свой телефон, думают, что гироскоп и акселерометр – похожие приборы, или вообще синонимы одного датчика. Но, это не так. Действительно, акселерометр также фиксирует положение телефона в пространстве, но в других плоскостях. Назначение акселерометра следить за поворотами, а у гироскопа на порядок больше функций:

  1. Гироскоп занимается не только поворотами, но и перемещением гаджета в пространстве;
  2. Определяет стороны света, т. е. может случить как компас;
  3. Также, он может отслеживать скорость, с которой вы перемещаетесь. Можно сказать, является спидометром.

Другими словами, этот датчик следит за перемещением смартфона на 3-х плоскостях. Поэтому на телефонах, в которых встроен гироскоп, приличные возможности. Но, если же в вашем гаджете находятся сразу два этих датчика, то возможности такого телефона ещё больше увеличиваются.

Как его лучше применять?

Мы выяснили вопрос, что представляет гироскоп смартфона. Сейчас постараемся рассмотреть случаи, в когда он более полезен. Если исходить из статистики, смартфон, где есть гироскоп, часто применяют любители игр. С его применением играть становится более удобно. Данный прибор делает игру более трехмерной, интерактивной и захватывающей.

До появления этого прибора, чтобы поменять положение героя игры, необходимо было проводить пальчиками по дисплею и тапать по определённым областям. В данный момент, нужно лишь повернуть телефон в пространстве, и объект примет то положение, которое вам нужно. Из-за смены поворота телефона, меняется и разворот нужного объекта. Выходит, что-то вроде виртуальной реальности. В играх его используют для более меткого прицела. Кроме этого, гироскоп применяется в разнообразных симуляторах.

Также, как я уже упоминал, гироскоп применяют в строительстве или просто производстве, где нужно что-то точно рассчитать или измерить. К примеру, слесарь имеет возможность рассчитать точное положение любой вещи, элементарно прислонив к ней гаджет. В строительстве таким путём можно отследить уровень стен, узнать, имеют ли они наклон. Данные о наклоне появляются прямо на дисплее телефона, и они довольно точны.

Вывод: теперь мы знаем, гироскоп в телефоне что это такое и зачем он нужен. Стало ясно, что этот датчик практичен и удобен. С помощью него смартфоны получили гораздо больше различных функций, облегчающих и упрощающих жизнь пользователя. Смартфон, где есть данный прибор, можно применять как навигатор, компас, измеритель наклона и прочее. Кроме этого, его удобно использовать в холод, когда нет желания снимать перчатки для того, чтобы принять вызов или поменять песню. Также, компании создатели стараются сделать его менее электрозатратным, что даёт возможность применять его без частой зарядки батареи.

А в ваш мобильный гаджет встроен гироскоп? Вы его часто применяете, и в каких целях? Просьба поделиться в комментариях. Успехов!

Можно ли самому установить гироскоп в телефон?

Очень хочется посмотреть «дополнительную реальность» но к сожалению на моём Honor 6C нет датчика гироскопа.

Какие есть варианты кроме покупки нового телефона?

Самому установить нельзя, так как для него ни место не предусмотрено, куда б его можно было установить, ни программной поддержки нет.

Возможно использовать внешний гироскоп с bluetooth-интерфейсо­ м, но только в случае, если такой гироскоп поддерживается приложением, которым вы собираетесь управлять.

Как настроить?

Всё о Интернете, сетях, компьютерах, Windows, iOS и Android

Гироскоп в смартфоне — для чего он нужен


А Вы знали, что в Вашем смартфоне есть гироскоп?! А Вы думали он просто так автоматически поворачивает экран при изменении положения телефона в пространстве? Как бы не так. За это отвечает встроенный гироскоп — специальное устройство, которое способно реагировать на изменение углов ориентации аппарата в пространстве относительно инерциальной системы отсчета. Гироскопы уже достаточно давно применяются в различных сферах — авиация, судоходство, космонавтика. В последнее время из-за удешевления их стали использовать в разной бытовой технике и даже в игрушках.

История создания гироскопа

Принято считать, что создатель гироскопа — немецкий математик и астроном Иоанн Боненбергер. В 1817 году он опубликовал описание своего изобретения, согласно которому гироскопа Боненбергера представлял собой вращающийся массивный шар на карданном подвесе.

Немного позже, в 1832 году американец Уолтер Р. Джонсон представил свою версию гироскопа — уже с вращающимся диском. Впервые как прибор, он был использован в 1852 году французским учёным Фуко для отображения изменения направления в пространстве. Надо отметить, что именно Фуко и назвал прибор «гироскоп». А вот в промышленности он впервые был использовал в 1880 году и использовался для стабилизации курса торпеды.

Кстати, самый простой пример бытового гироскопа — это обычный волчок. И хотя между ними нельзя поставить знак равенства, и гироскоп, и волчок — это физические тела, способные быстро вращаться вокруг своей оси симметрии и имеющие неподвижную точку. Они оба обладают способностью устойчиво сохранять при вращении направление своей оси в пространстве.

Для чего нужен гироскоп в телефоне?

Как я уже сказал ранее, в настоящее время гироскоп применяется достаточно широко. В том числе и в мобильных гаджетах — телефонах и планшетах.

Началось всё с мобильных игр, которые благодаря использованию гироскопа становятся значительно интересней и увлекательнее. Затем производители стали добавляться разные функции, которые активировались с помощью поворота или встряхивания. Например, подняв телефон, можно вывести его из ждущего режима, а встряхиванием — ответить на звонок.

Сейчас практически невозможно найти современный смартфон или планшет на ОС Android или iOS, который не имеет встроенного гироскопа. Благодаря ему работает автоматический поворот изображения на экране.

Чем отличается гироскопа от акселерометра

Многие современные мобильные девайсы имеют не только встроенный гироскоп, но ещё и акселерометр. Некоторые люди почему-то путают эти два устройства, хотя их принципы работы достаточно сильно отличаются. Один определяет угол своего наклона. Другой — высчитывает собственное ускорение. Акселерометр сейчас активно применяют в фитнес-браслетах для подсчёта пройденного расстояния.

И да, оба устройства используют в качестве точки отсчёта поверхность земли. Но вот заменить одним другое — нельзя. Потому, на практике, в телефоне могут использоваться сразу два устройства — и гироскоп, и акселерометр, которые достаточно удачно дополняют друг друга.

Как включить гироскоп на андроиде

Чтобы узнать, как включить гироскоп на андроиде, для начала, давайте разберемся, что же такое гироскоп и что он из себя представляет. Итак, что же такое гироскоп, зачем он нужен и как его включить?

Особенности гироскопа

Гироскоп – это небольшой датчик, который впаян в материнскую плату вашего телефона или планшета. Важно, что этот датчик находиться только в устройствах с сенсорным управлением, то есть, если вы обладаете клавишным телефоном, то этого устройства у вас быть не может. Гироскоп служит для считывания отклонений телефона в пространстве.

Особенности акселерометра

Акселерометр – это, если можно так сказать, способность планшета или телефона переворачивать изображение на экране. Акселерометр больше всего применяется при «серфинге» сайтов. Страницы сайтов обычно делают для прямоугольных мониторов, читать информацию с планшета становиться не совсем удобно, тут-то и понадобиться акселерометр, переверните ваш планшет, сайт сам примет доброжелательный вид и сразу станет удобно воспринимать информацию находящиеся на сайте.

Первый реагирует на изменение положения, а второй на линейное ускорение. Благодаря таким свойствам планшет или телефон точно реагирует на тонкие движение и изменение положения.

Настройка гироскопа

Теперь вы знаете, что и зачем нужен гироскоп в телефонах, давайте разберём, как же нам его включить.

Для этого понадобиться:

  • Войти в горизонтальное меню.
  • Найти вкладку «автоповорот».
  • Запустить приложение .

Вот и всё, ваш телефон или планшет должен реагировать на все дальнейшие изменения в пространстве. Если это не происходит, не переживайте, есть ещё один способ включить гироскоп.

  • Заходим в настройки.
  • Ищем вкладку “специальные возможности” и заходим туда.
  • Ищем «автоповорот экрана» и ставим галочку напротив этого пункта.
  • Перезагружаем устройство.

Теперь всё должно работать исправно.

Важно! Чтобы калибровка прошло успешно, ваше устройство должно лежать на ровной поверхности.

В общем и целом, что и гироскоп, что и акселерометр служат для удобного пользования вашем гаджетом, они ни имеют не какого пагубного влияния на телефон или планшет. Эти функции можно включить и отключить по вашему желанию.

что это, зачем он нужен, как работает –

Средняя оценка0

Сохранить в закладкиСохраненоУдалено 0

Средняя оценка0

Примерно десять лет назад в мобильных устройствах появилась невероятная функция: вы поворачивали корпус устройства, и картинка на экране поворачивалась вслед за ним! Прошло совсем немного времени, и мы массово узнали слово «гироскоп», что это такое, как работает и какие его свойства. Кто еще не разобрался в данном вопросе, мы подробно расскажем в нашей статье.

Гироскоп, это прибор, измеряющий угол наклона некого предмета к земной поверхности. Именно он даёт нам понять, когда смартфон или геймпад наклоняется, и заставляет курсор или картинку на экране реагировать на наклон.

Содержание страницы

Кто и когда изобрёл

Как часто бывает, изобретение это оказалось совсем не новым. В начале XIX века гироскоп изобрёл немецкий физик Иоганн Готтлиб Фридрих фон Боненбергер.

В середине XIX века изобретение Боненбергера доработал француз Фуко – тот самый, создатель знаменитого маятника. Тогдашние приборы использовали сложную систему механической балансировки массивного тела, чтобы оно оставалось на месте. А угол наклона тела по отношению к земной оси можно было измерить по изменению положений опор груза. Таким образом, прибор определял направление движения в пространстве через угол наклона к земной оси.

Принцип работы гироскопа в мобильном устройстве несколько иной: чтобы вписаться в миниатюрный чип, используются специальные конденсаторы, которые считывают смещение кристалла внутри чипа и так измеряют его отклонение от оси.

На сегодняшний день гироскоп в телефоне – вещь обязательная. До этого за определение положения отвечали одни только акселерометры – они худо-бедно справлялись, но, как оказалось, можно и лучше. Сегодня используются комбинированные модули из акселерометра и гироскопа, которые позволяют с высокой точностью отслеживать движения и посылать данные на обработку.

Гиродатчики в смартфонах и планшетах

Начиная с 2010 года, компания Apple снабдила iPhone 4 и последующие модели комбинацией из гироскопа и акселерометра. Такие комбинированные датчики очень хорошо отслеживают изменение положения смартфона или другого устройства (например, фитнес-трекера или умных часов). Чуть позже появился гироскоп в смартфоне на базе Андроид и планшете.

Теперь уже сложно представить себе устройство, не реагирующее на поворот. Наоборот, в моде тонкое управление. Например, вы можете рулить машиной в виртуальных гонках, просто вращая в руках телефон, как «баранку». Когда вы читаете книгу, экран может повернуться вправо или влево, и даже вверх ногами; но если вы выходите на рабочий стол телефона, поворот отключается. А вот планшет того же производителя и с той же версией ОС на поворот отреагирует и превратится в подобие ноутбука. И это только малая часть примеров тонкой настройки. В конце концов, в настройках можно вообще выключить и снова включить гироскоп на Андроиде, если в одних ситуациях он полезен, а в других мешает.

Калибровка

Датчик гироскопа в смартфоне – это ценнейший инструмент, но иногда он сбивается. К счастью, его можно откалибровать заново практически во всех актуальных моделях.

Калибровка гироскопа в Android делается с помощью соответствующих приложений. Чтобы откалибровать навигационный прибор на Андроид, лучше всего воспользоваться сторонним приложением. Дело в том, что разные производители используют несколько разные технологии и разные чипы, поэтому приложение, совместимое со всеми устройствами, должно быть независимым. Мы можем рекомендовать вам приложение Accelerometer Calibration Free. К сожалению, у него нет русскоязычного интерфейса, однако оно достаточно понятно и без перевода.

Apple, совершенно в своей манере, предполагает, что калибровка датчика в iPhone не нужна. Лукавит, конечно. Настроить гироскоп в айфоне бывает просто необходимо.

Для рекалибровки рекомендуют следующий сценарий действий:

  1. Перезагрузите (выключите и включите) iPhone.
  2. Запустите приложение «Компас».
  3. Если калибровка датчиков сбилась, приложение само запустит режим калибровки.
  4. Наклоняйте iPhone из стороны в сторону, пока круг калибровки не заполнится.
  5. Когда приложение покажет вам собственно компас, это означает, что прибор откалиброван.

Как включить гиродатчик на Андроид

Для того чтобы включить гироскоп на Андроид нужно выполнить следующие действия:

  1. Открыть верхнее меню (шторку) в телефоне
  2. Активировать «Автоповорот». В вашем смартфоне название может отличаться, например, «Книжный экран».

Как проверить, есть ли датчик в смартфоне

Как узнать, есть ли гироскоп в телефоне на  Android? Это не сложно, следуйте нашим рекомендациям.

Скачивайте и устанавливайте любое из этих трех приложений, в которых можно посмотреть детально все датчики:

  1. AnTuTu
  2. Aida64
  3. Sensor Sense Toolbox

У смартфонов Apple проще, у всех моделей, начиная с iPhone 4 и выше, датчики гироскопа по умолчанию встроены в плату.

Так выглядит устройство гироскопа в смартфоне:

Что делать, если в смартфоне нет гироскопического прибора

Если нет гироскопа в телефоне, то есть три решения.

  1. Первый, самый верный, — это купить смартфон с нужным датчиком.
  2. Про второй и третий вариант смотрите подробное видео (при просмотре не обращайте внимание на голос и дикцию, досмотрите до конца и вы поймете, какой именно способ вам подойдет).

Гироскоп в часах и в фитнес-браслете

Гироскоп в часах – это один из важнейших элементов взаимодействия с миром. Когда вы поднимаете руку с носимым устройством, и в нем включается дисплей – это работает он, родимый. Когда новейшие Apple Watch распознают, что владелец упал и лежит без движения, и вызывают 911 – за спасение своей жизни хозяин должен сказать спасибо этому датчику. Также гироскоп отвечает за фитнес-функции, которые есть во всех современных моделях умных часов.

Он же помогает умному трекеру отследить, как вы ворочаетесь во сне, и оценить качество вашего сна. А более тонкое определение движений помогает распознавать разные виды спорта, которыми вы занимаетесь. Именно гироскоп в фитнес-браслете определяет количество сделанных вами шагов, по тому, как меняется ваше положение во время шага.

Гироскопы в других устройствах

Мы не берём в расчёт применение прибора в транспортных средствах или профессиональных системах навигации. Существуют и относительно небольшие устройства, в которых применяется навигационный прибор. Просто перечислим некоторые из них:

  • Геймпады. Современные игровые приставки (Xbox, Playstation) оснащаются контроллерами, которые реагируют на наклон. Это придаёт управлению больше динамики.
  • Механические часы. Назвать «массовыми» часики за полмиллиона долларов язык, конечно, не повернётся. Но увидеть, как циферблат в них принимает горизонтальное положение при любом повороте – бесценно.
  • Сегвеи. Гироскоп в этих электрических транспортных средствах отвечает за равновесие, а это бесценно, когда вы мчитесь по городским улицам быстрее любого прохожего или даже бегуна.

Вывод

Хотя современные устройства от чистой механики перешли к электронике, принцип гироскопа всё равно остаётся актуальным. За последние годы мы оценили, как облегчают жизнь датчики поворота и движения. И, поверьте, чем умнее и подвижнее становится техника, тем важнее будут сенсоры движения и наклона.

  • Была ли полезной информация ?
  • ДаНет

в фитнес браслете, в телефоне и в часах

Средняя оценка+3

Сохранить в закладкиСохраненоУдалено 0

Средняя оценка+3

Когда-то это слово вызывало ассоциацию с лабораториями, испытательными стендами, скоростной техникой – и уж точно не с предметами, которые мы носим в карманах. Сейчас в порядке вещей, если вы носите с собой сразу три устройства, в состав которых входит акселерометр. Итак, мы расскажем что такое акселерометр и зачем он нужен в телефоне, в фитнес-браслете и часах и разберемся чем он отличается от гироскопа. А также произведем калибровку в смартфоне на Android и iPhone.

Содержание страницы

Что такое акселерометр

Если говорить простым языком, то акселерометр – это прибор для измерения ускорения. Он применяется как датчик изменения положения устройства в пространстве и таким образом определяет направление, степень, скорость отклонения. Именно акселерометр отвечает за разворот картинки на экране вашего смартфона при повороте корпуса или как еще пример, включает экран фитнес-браслета или смарт-часов, когда вы наклоняете запястье.

Сегодня акселерометр в телефоне – это обязательный элемент. Однако ещё десять-двенадцать лет назад первые смартфоны, в которых был G-сенсор, воспринимались как чудо. Давайте разбираться, зачем нужен этот датчик, если столько лет обходились без него.

Принцип работы

Образно говоря, акселерометр в смартфоне – это необходимый элемент для качественного отображения картинки. Впрочем, есть для него и другие применения. Современные телефоны вполне способны работать как шагомеры или отслеживать качество сна по тому, как вы ворочаетесь под одеялом.

Смотрите видео, где подробно рассказывается о принципе работы акселерометра:

Акселерометр в фитнес-браслете и смарт-часах

Акселерометр в фитнес-браслете и смарт-часах помогает считать количество пройденных шагов. Собственно, это акселерометр в браслете и в smart-часах отслеживает ваши движения даже во сне. А программная обработка его показаний помогает распознать, идёте вы или бежите, с какой скоростью, как много шагов подряд сделали.

Когда вы поднимаете руку к лицу и дисплей автоматически включается – это тоже благодаря распознаванию жестов с помощью того же маленького, но полезного модуля.

Как выглядит акселерометр в телефоне

Акселерометр в телефоне выглядит как обычный чип. В зависимости от модели смартфона может на вид незначительно отличаться.

Вот так выглядит акселерометр в телефоне

Принцип работы представить себе проще на примере механического варианта: в нём есть массивный элемент, закреплённый упругими подвесами, давление на которые можно измерить. В зависимости от задачи, подвесов может быть от одного до трёх.

Электронный акселерометр вместо массивного тела использует набор проводников, которые могут двигаться под воздействием ускорения и изменять напряжённость поля вокруг себя. По показаниям напряжённости можно определить, в какую сторону сдвинулись проводники и какое движение корпуса вызвало этот сдвиг. Комплексный датчик, включающий гироскоп, может иметь больше осей – до шести.

Трёхосный акселерометр довольно точно определяет как положение тела в пространстве в каждый момент, так и его изменение. При этом он постоянно собирает и отправляет информацию о давлении на подвесы.

Что это даёт? Так, например, датчик акселерометра в телефоне помогает не только определить положение корпуса устройства в пространстве, но и скорость, с которой вы перемещаетесь, и сотрясения, производимые вашими шагами, и намеренные встряхивания смартфона.

Именно поэтому, повернув корпус телефона, вы наблюдаете, как картинка на экране тоже поворачивается. Именно поэтому вы можете в гоночной игре рулить, используя смартфон или геймпад как рулевое колесо. Именно поэтому фитнес-трекер умеет подсчитывать ваши шаги или отслеживать качество сна.

Как узнать, есть ли акселерометр в телефоне

Практически во всех смартфонах и планшетах, выпущенных в эпоху Android и iOS, этот датчик есть. Даже в самом первом айфоне, выпущенном в 2007 году, и в первом Samsung Galaxy S, вышедшем в 2010-м.

Если вы сомневаетесь, есть ли он в вашем устройстве, то просто почитайте официальное описание. В ранних Андроид-смартфонах поворот экрана не обязательно включался по умолчанию, поэтому, если вы повернули свой телефон и дисплей не отреагировал, это ещё ни говорит об отсутствии акселерометра. Вероятнее всего, что он отключен в настройках телефона. Найдите похожую иконку, как на рисунке ниже и активируйте.

Настройка/калибровка акселерометра на смартфоне

Калибровка Android

Калибровка акселерометра на Android нужна, например, в случае, если смартфон начал неправильно считать шаги или неверно определять положение корпуса. Штатных программ для этого нет, но, чтобы откалибровать акселерометр, существуют специальные приложения, однако лучшим вариантом признаётся приложение GPS Status & Toolbox (Скачать Google Play). В его разделе Toolbox есть специальный инструмент, который так и называется – «Калибровка акселерометра». Положите телефон на ровную поверхность и следуйте инструкциям.

Посмотрите видео инструкцию, как быстро откалибровать телефон. 

Калибровка G Sensor для игр

Посмотрите видео: калибровка G Sensor для игр на Android.

Калибровка iPhone

Инструментов для калибровки iPhone нет, но в случае чисто программного сбоя обычно спасает простая перезагрузка. Если проблема осталась, пишите в комментариях, постараемся помочь.

Чем отличается акселерометр от гироскопа

Как правило, акселерометр в смартфоне работает в паре с гироскопом. Эту практику ввела Apple в модели iPhone 4, и не прогадала. Комбинация двух датчиков сейчас стала настолько обыденной, что не все пользователи понимают разницу между этими двумя приборами.

Если вкратце, то в гироскопе ключевой массивный элемент закреплён и сопротивляется попытке поворота, порождая силу Кориолиса, которую можно измерить. Современный гироскоп способен в общем случае на более точное измерение угла наклона и более быструю реакцию. А сочетание этих двух датчиков даёт гораздо лучший результат, чем использование только одного.

Поэтому в современных смартфонах обычно устанавливается комплексный измеритель, в который входят оба датчика. Первую такую модель выпустила компания InvenSense в 2010 году, и в ней два 3-осных датчика формировали шестиосный комплекс. Разумеется, первыми инновацию оценили пользователи Apple, но вскоре она стала стандартом для всей индустрии.

Конечно, если вы спутаете акселерометр и гироскоп в «бытовом» смысле, это не страшно. Но вообще это совершенно разные измерительные приборы, и измеряют они разные значения, хотя и служат примерно для одной цели.

Вывод

Подведем итог.  Акселерометр, это один из ключевых элементов современной носимой электроники, который расширяет функциональность и возможности управления. Сейчас он есть во всех смартфонах и смарт-часах, а в фитнес-трекерах является главным датчиком всей системы. Если остались вопросы, задавайте в комментариях, мы с радостью на них ответим.

  • Была ли полезной информация ?
  • ДаНет
Акселерометр

и гироскоп: в чем разница?

Для определения положения и ориентации объекта используется множество различных сенсорных устройств. Наиболее распространенными из этих датчиков являются гироскоп и акселерометр. Несмотря на схожие цели, они измеряют разные вещи. При объединении в одно устройство они могут создать очень мощный массив информации.

Что такое гироскоп?

Гироскоп – это устройство, которое использует гравитацию Земли для определения ориентации.Его конструкция состоит из свободно вращающегося диска, называемого ротором, установленного на оси вращения в центре большего и более устойчивого колеса. Когда ось поворачивается, ротор остается неподвижным, чтобы указать центральное гравитационное притяжение и, следовательно, направление «вниз».

«Один типичный тип гироскопа состоит из подвешивания относительно массивного ротора внутри трех колец, называемых подвесами», – говорится в учебном пособии Университета штата Джорджия. «Установка каждого из этих роторов на высококачественные опорные поверхности гарантирует, что очень небольшой крутящий момент может быть приложен к внутреннему ротору.«

Гироскопы были впервые изобретены и названы в 19 веке французским физиком Жан-Бернаром-Леоном Фуко. Согласно Британской энциклопедии, только в 1908 году немецкий изобретатель Х. Аншютц-Кемпфе разработал первый работоспособный гирокомпас. Создан для использования в подводном аппарате. Затем, в 1909 году, он был использован для создания первого автопилота.

Что такое акселерометр?

Акселерометр – это компактное устройство, предназначенное для измерения негравитационного ускорения.Когда объект, в который он встроен, переходит из состояния покоя в любую скорость, акселерометр рассчитан на то, чтобы реагировать на вибрации, связанные с таким движением. В нем используются микроскопические кристаллы, которые подвергаются нагрузке при возникновении вибрации, и из-за этого напряжения генерируется напряжение для создания показаний при любом ускорении. Акселерометры являются важными компонентами устройств, которые отслеживают физическую форму и другие измерения при количественном измерении самодвижения.

Первый акселерометр был назван машиной Атвуда и был изобретен английским физиком Джорджем Атвудом в 1783 году, согласно книге Вилле Каякари «Практические МЭМС».

Использование гироскопа или акселерометра

Основное различие между двумя устройствами простое: одно может определять вращение, а другое – нет. В некотором смысле акселерометр может определять ориентацию неподвижного объекта по отношению к поверхности Земли. При ускорении в определенном направлении акселерометр не может отличить это от ускорения, обеспечиваемого гравитационным притяжением Земли. Если принять во внимание этот недостаток при использовании в самолете, акселерометр быстро потеряет большую часть своей привлекательности.

Гироскоп сохраняет свой уровень эффективности за счет возможности измерения скорости вращения вокруг определенной оси. При измерении скорости вращения вокруг оси крена самолета он определяет фактическое значение до тех пор, пока объект не стабилизируется. Используя ключевые принципы углового момента, гироскоп помогает указать ориентацию. Для сравнения, акселерометр измеряет линейное ускорение на основе вибрации.

Типичный двухкоординатный акселерометр показывает пользователям направление силы тяжести в самолете, смартфоне, автомобиле или другом устройстве.Для сравнения, гироскоп предназначен для определения углового положения на основе принципа жесткости пространства. Приложения каждого устройства довольно сильно различаются, несмотря на схожее предназначение. Гироскоп, например, используется в навигации на беспилотных летательных аппаратах, компасах и больших лодках, что в конечном итоге способствует стабильности в навигации. Акселерометры также широко используются в технике, машиностроении, мониторинге оборудования, мониторинге зданий и сооружений, навигации, транспорте и даже в бытовой электронике.

Появление акселерометра на рынке бытовой электроники с появлением таких широко распространенных устройств, как iPhone, использующих его для встроенного приложения компаса, способствовало его общей популярности во всех направлениях программного обеспечения. Определение ориентации экрана, работа в качестве компаса и отмена действий простым встряхиванием смартфона – это несколько основных функций, которые зависят от наличия акселерометра. В последние годы его применение среди бытовой электроники теперь распространяется и на персональные ноутбуки.

Используемые датчики

Использование в реальных условиях лучше всего иллюстрирует различия между этими датчиками. Акселерометры используются для определения ускорения, хотя трехосевой акселерометр может определять ориентацию платформы относительно поверхности Земли. Однако, как только платформа начинает двигаться, интерпретировать ее показания становится сложнее. Например, при свободном падении акселерометр покажет нулевое ускорение. В самолете, выполняющем поворот под углом крена 60 градусов, трехосевой акселерометр регистрировал бы вертикальное ускорение 2G, полностью игнорируя наклон.В конечном счете, акселерометр не может использоваться в одиночку, чтобы помочь в правильной ориентации самолета.

Акселерометры вместо этого находят применение во множестве бытовых электронных устройств. Например, среди первых смартфонов, которые использовали его, был iPhone 3GS от Apple с введением таких функций, как приложение компаса и встряхивание для отмены, согласно Wired.

Гироскоп будет использоваться в самолете, чтобы помочь в определении скорости вращения вокруг оси крена самолета. Когда самолет катится, гироскоп будет измерять ненулевые значения, пока платформа не выровняется, после чего он будет считывать нулевое значение, чтобы указать направление «вниз».”Лучшим примером считывания показаний гироскопа является индикатор высоты на типичных самолетах. Он представлен круглым дисплеем с экраном, разделенным пополам, причем верхняя половина имеет синий цвет для обозначения неба, а нижняя – красный цвет для обозначения Когда самолет кренится для разворота, ориентация дисплея будет смещаться вместе с креном, чтобы учесть фактическое направление земли

Предполагаемое использование каждого устройства в конечном итоге влияет на его практичность на каждой используемой платформе.Многие устройства выигрывают от наличия обоих датчиков, хотя многие полагаются на использование только одного. В зависимости от типа информации, которую вам нужно собрать – ускорения или ориентации – каждое устройство даст разные результаты.

Дополнительный отчет предоставила Алина Брэдфорд, сотрудник Live Science.

Дополнительные ресурсы

Гироскопы в вашем телефоне могут позволить приложениям подслушивать разговоры

В эпоху паранойи наблюдения большинство пользователей смартфонов знают, что лучше не давать случайному приложению или веб-сайту разрешение использовать микрофон своего устройства.Но исследователи обнаружили, что в современных телефонах есть еще один, мало продуманный датчик, который также может прослушивать их разговоры. И даже не нужно спрашивать.

В презентации на конференции по безопасности Usenix на следующей неделе исследователи из Стэнфордского университета и израильской исследовательской группы в области обороны Рафаэль планируют представить метод использования смартфона для тайного подслушивания разговоров в комнате – не с помощью микрофона гаджета, а С помощью гироскопов разработанные датчики измеряют ориентацию телефона.Эти датчики позволяют все, от игр на основе движения, таких как DoodleJump, до стабилизации изображения камеры и дисплеев телефонов, переключающихся между вертикальной и горизонтальной ориентацией. Но с помощью программного обеспечения под названием Gyrophone, созданного исследователями, они обнаружили, что гироскопы также достаточно чувствительны, чтобы позволить им улавливать некоторые звуковые волны, превращая их в грубые микрофоны. И в отличие от микрофонов, встроенных в телефоны, пользователи протестированных ими телефонов Android не могут отказать приложению или веб-сайту в доступе к данным этих датчиков.

«Всякий раз, когда вы предоставляете кому-либо доступ к датчикам на устройстве, у вас будут непредвиденные последствия», – говорит Дэн Боне, профессор компьютерной безопасности из Стэнфорда. «В этом случае непреднамеренным последствием является то, что они могут улавливать не только вибрацию телефона, но и колебания воздуха».

На данный момент уловка исследователей слежения за гироскопом более хитрая, чем практичная. Он работает достаточно хорошо, чтобы улавливать часть слов, произносимых рядом с телефоном. Когда исследователи проверили способность своего трюка с отслеживанием гироскопа улавливать числа от одного до десяти и слог «о» – имитация того, что может понадобиться, например, для кражи номера кредитной карты – он мог идентифицировать столько же как 65 процентов цифр, произносимых одним динамиком в той же комнате, что и устройство.Он также может идентифицировать пол говорящего с точностью до 84 процентов. Или он может различать пять разных динамиков в комнате с точностью до 65 процентов.

Но Боне утверждает, что дополнительная работа над алгоритмами распознавания речи может улучшить эту технику и превратить ее в гораздо более реальную угрозу подслушивания. И он говорит, что демонстрация даже небольшого количества захвата звука через гироскопы телефонов должна служить предупреждением для Google, чтобы изменить, насколько легко мошеннические приложения для Android могут использовать чувствительность датчиков к звуку.

«На самом деле довольно опасно предоставлять прямой доступ к подобному оборудованию, не уменьшая его каким-либо образом», – говорит Боне. «Дело в том, что в гироскоп просачивается акустическая информация. Если бы мы потратили год на создание оптимального распознавания речи, мы могли бы стать намного лучше в этом. Но суть очевидна».

В современных смартфонах используется своего рода гироскоп, состоящий из крошечной вибрирующей пластинки на микросхеме. Когда ориентация телефона меняется, эту вибрирующую пластину толкают силы Кориолиса, которые воздействуют на движущиеся объекты при их вращении.(Тот же эффект является причиной того, почему вращение Земли вызывает водоворот воды в океане или образование воздушных потоков во вращающиеся ураганы.)

Но исследователи обнаружили, что те же самые крошечные нажимные пластины могут также улавливать частоту мельчайших колебаний воздуха. Операционная система Android от Google позволяет считывать движения датчиков с частотой 200 Гц или 200 раз в секунду. Поскольку большинство человеческих голосов находятся в диапазоне от 80 до 250 герц, датчик может улавливать значительную часть этих голосов. Хотя результат непонятен человеческому уху, исследователь из Стэнфорда Ян Михалевский и Габи Накибли из Рафаэля создали специальную программу распознавания речи, предназначенную для его интерпретации.

Датчик гироскопа – работа, типы и применение

Микроэлектромеханические системы, широко известные как МЭМС, представляют собой технологию очень маленьких электромеханических и механических устройств. Развитие технологии MEMS помогло нам разработать универсальные продукты. Многие механические устройства, такие как акселерометр, гироскоп и т. Д., Теперь могут использоваться с бытовой электроникой. Это стало возможным с помощью технологии MEMS. Эти датчики упакованы так же, как и другие ИС. Акселерометры и гироскопы дополняют друг друга, поэтому их обычно используют вместе.Акселерометр измеряет линейное ускорение или направленное движение объекта, а датчик гироскопа измеряет угловую скорость, наклон или поперечную ориентацию объекта. Также доступны датчики гироскопа для нескольких осей.

Что такое датчик гироскопа?

Датчик гироскопа – это устройство, которое может измерять и поддерживать ориентацию и угловую скорость объекта. Они более совершенные, чем акселерометры. Они могут измерять наклон и поперечную ориентацию объекта, тогда как акселерометр может измерять только линейное движение.

Датчики гироскопа также называются датчиками угловой скорости или датчиками угловой скорости. Эти датчики устанавливаются в приложениях, где ориентация объекта затруднена для человека.

Угловая скорость, измеряемая в градусах в секунду, – это изменение угла поворота объекта за единицу времени.

Датчик гироскопа

Принцип работы датчика гироскопа

Помимо измерения угловой скорости, датчики гироскопа также могут измерять движение объекта.Для более надежного и точного определения движения в бытовой электронике датчики гироскопа сочетаются с датчиками акселерометра.

В зависимости от направления существует три типа измерения угловой скорости. Yaw – горизонтальное вращение на плоской поверхности при взгляде на объект сверху, Pitch – вертикальное вращение при взгляде на объект спереди, Roll – горизонтальное вращение при взгляде на объект спереди.

В датчиках гироскопа используется концепция силы Кориолиса. В этом датчике для измерения угловой скорости скорость вращения датчика преобразуется в электрический сигнал.Принцип работы датчика гироскопа можно понять, наблюдая за работой датчика гироскопа вибрации.

Этот датчик состоит из внутреннего вибрирующего элемента, состоящего из кристаллического материала в форме двойной Т-образной структуры. Эта конструкция состоит из неподвижной части в центре с прикрепленным к ней «чувствительным рычагом» и «приводным рычагом» с обеих сторон.

Эта двойная Т-образная конструкция симметрична. Когда к приводным рычагам прикладывается переменное вибрационное электрическое поле, возникают непрерывные поперечные колебания.Поскольку приводные рычаги симметричны, когда один рычаг движется влево, другой движется вправо, тем самым нейтрализуя утечки вибраций. Это удерживает неподвижную часть в центре, а чувствительный рычаг остается неподвижным.

Когда к датчику прилагается внешняя вращающая сила, приводные рычаги вызывают вертикальные колебания. Это приводит к вибрации приводных рычагов в направлении вверх и вниз, из-за чего сила вращения действует на неподвижную часть в центре.

Вращение неподвижной части приводит к вертикальным колебаниям чувствительных рычагов.Эти колебания, вызываемые чувствительным рычагом, измеряются как изменение электрического заряда. Это изменение используется для измерения внешней вращающей силы, приложенной к датчику, как углового вращения.

Типы

С развитием технологий производятся высокоточные, надежные и миниатюрные устройства. Более точные измерения ориентации и движения в трехмерном пространстве стали возможны благодаря интеграции датчика гироскопа. Гироскопы также доступны в разных размерах с разными характеристиками.

По размерам датчики гироскопа делятся на малогабаритные и крупногабаритные. От большого к малому иерархия датчиков гироскопа может быть указана как кольцевой лазерный гироскоп, волоконно-оптический гироскоп, жидкостной гироскоп и вибрационный гироскоп.

Компактность и простота использования Вибрационный гироскоп наиболее популярен. Точность вибрационного гироскопа зависит от материала неподвижного элемента, используемого в датчике, и конструктивных отличий. Поэтому производители используют разные материалы и конструкции для повышения точности вибрационного гироскопа.

Типы вибрационного гироскопа

Для пьезоэлектрических преобразователей такие материалы, как кристалл и керамика, используются для неподвижной части датчика. Здесь для кристаллических материалов используются такие структуры, как двойная Т-образная структура, камертон и Н-образный камертон. При использовании керамического материала выбирают призматическую или столбчатую структуру.

Характеристики датчика вибрационного гироскопа включают масштабный коэффициент, температурно-частотный коэффициент, компактный размер, ударопрочность, стабильность и шумовые характеристики.

Датчик гироскопа в мобильном телефоне

Чтобы упростить работу пользователей, в наши дни в смартфоны встроены различные типы датчиков. Эти датчики также предоставляют телефону информацию об окружающем пространстве, а также помогают продлить срок службы батареи.

Стив Джобс первым применил гироскоп в бытовой электронике. Apple iPhone был первым смартфоном, в котором была установлена ​​сенсорная технология гироскопа. С помощью гироскопа в смартфоне мы можем обнаруживать движение и жесты с помощью наших телефонов.Смартфоны обычно имеют электронную версию датчика вибрационного гироскопа.

Мобильное приложение датчика гироскопа

Приложение датчика гироскопа

помогает определять наклон и ориентацию мобильного телефона. Приложение Gyroscope Sensor полезно для старых смартфонов, на которых нет датчика гироскопа.

Приложение, такое как GyroEmu и модуль Xposed, использует акселерометр и магнитометр, имеющиеся на телефоне, для имитации датчика гироскопа. Датчик гироскопа в основном используется на смартфоне для игры в высокотехнологичные игры с дополненной реальностью.

Приложения

Датчики гироскопа используются для различных приложений. Кольцевые лазерные гироскопы используются в самолетах и ​​шаттлах-источниках, тогда как оптоволоконные гироскопы используются в гоночных автомобилях и моторных лодках.

Датчики вибрационного гироскопа используются в автомобильных навигационных системах, электронных системах контроля устойчивости транспортных средств, датчике движения для мобильных игр, системах обнаружения дрожания камеры в цифровых камерах, радиоуправляемых вертолетах, робототехнических системах и т. Д. датчика гироскопа для всех приложений: определение угловой скорости, определение угла и механизмы управления.Размытие изображения в камерах можно компенсировать с помощью системы оптической стабилизации изображения на основе датчика гироскопа.

Понимая свое поведение и характеристики, разработчики создают множество эффективных и недорогих продуктов, таких как управление беспроводной мышью на основе жестов, управление креслом-коляской по направлению, система для управления внешними устройствами с помощью команд жестов и т. Д.

Создается много новых приложений, которые меняют способ использования жестов в качестве команд для управления устройствами.Некоторые из доступных на рынке датчиков гироскопа: MAX21000, MAX21001, MAX21003, MAX21100. Какое мобильное приложение. Вы использовали для моделирования датчика гироскопа на своем мобильном телефоне?

Как работают гироскопы | HowStuffWorks

Почему гироскоп должен отображать такое поведение? Кажется совершенно бессмысленным, что ось велосипедного колеса может вот так висеть в воздухе. Однако если вы подумаете о том, что на самом деле происходит с различными секциями гироскопа при его вращении, вы увидите, что это поведение совершенно нормально!

Давайте посмотрим на две маленькие секции гироскопа, когда он вращается – верхнюю и нижнюю, например:

Когда сила приложена к оси, секция в верхней части гироскопа будет пытаться переместиться в влево, а секция в нижней части гироскопа попытается сместиться вправо, как показано.Если гироскоп не крутится, то колесо перекатывается, как показано в видео на предыдущей странице. Если гироскоп вращается, подумайте, что происходит с этими двумя секциями гироскопа: Первый закон движения Ньютона гласит, что движущееся тело продолжает двигаться с постоянной скоростью по прямой, если на него не действует неуравновешенная сила. Таким образом, на верхнюю точку гироскопа действует сила, приложенная к оси, и она начинает двигаться влево. Он продолжает попытки двигаться влево из-за первого закона движения Ньютона, но вращение гироскопа вращает его, как это:

Этот эффект является причиной прецессии.Различные секции гироскопа получают силы в одной точке, но затем поворачиваются в новые положения! Когда верхняя часть гироскопа поворачивается на 90 градусов в сторону, он продолжает двигаться влево. То же самое и с нижней частью – она ​​поворачивается на 90 градусов в сторону и продолжает стремиться двигаться вправо. Эти силы вращают колесо в направлении прецессии. Поскольку идентифицированные точки продолжают поворачиваться еще на 90 градусов, их первоначальные движения отменяются.Таким образом, ось гироскопа зависает в воздухе и прецессирует. Если вы посмотрите на это так, то увидите, что прецессия вовсе не таинственна – она ​​полностью соответствует законам физики!

гироскопов iPhone, кроме всего прочего, могут однозначно идентифицировать телефонные трубки на любых устройствах, предшествующих iOS 12.2 • The Register

Приложения и веб-сайты могут использовать уникальные отпечатки пальцев вашего iPhone, которые невозможно очистить. Ни путем удаления файлов cookie, ни путем очистки кеша, ни даже путем переустановки iOS.

Исследователи Кембриджского университета представят сегодня на симпозиуме IEEE по безопасности и конфиденциальности 2019 доклад, в котором объясняется, как их метод снятия отпечатков пальцев использует дьявольски умный метод получения уникальных данных калибровки акселерометра.

«Исторически iOS давала доступ к акселерометру, гироскопу и магнитометру», – сказал сегодня утром д-р Аластер Бересфорд корреспонденту журнала The Register . «Эти типы устройств не кажутся проблемными с точки зрения конфиденциальности, верно? То, что находится вверху по телефону, не так уж и плохо.

«На самом деле, – добавил исследователь, – оказывается, что вы можете определить глобальный уникальный идентификатор устройства, просматривая эти потоки».

Ваша ориентация очень многое раскрывает о вас

«МЭМС» – микроэлектромеханические системы – это общий термин для обозначения таких вещей, как акселерометр, гироскоп и магнитометр вашего телефона.Эти датчики сообщают вашему телефону, где он находится, вращается ли он, и если да, то с какой скоростью и насколько сильным является близлежащее магнитное поле. Они жизненно важны для мобильных игр, в которых пользователь наклоняет или поворачивает трубку.

Они, как сказал Бересфорд, производятся серийно. Как и все предметы массового производства, особенно датчики, они имеют нормальное распределение присущих, но незначительных ошибок и недостатков, поэтому высококачественные производители (например, Apple) обеспечивают калибровку каждого из них.

«Этот этап калибровки позволяет устройству производить более точные параметры», – пояснил Бересфорд.«Но оказывается, что ценности, вводимые в устройство, скорее всего, будут уникальными в глобальном масштабе».

Бересфорд и его соавторы Джексин Чжан, также из Департамента компьютерных наук и технологий Кембриджа, и Ян Шерет из Polymath Insight Ltd, разработали способ не только доступа к данным с датчиков МЭМС – это не было сложной частью – но и вывода данные калибровки, основанные на том, что датчики транслировали в реальном времени, во время фактического использования реальным пользователем. Еще лучше (или хуже, в зависимости от вашей точки зрения) данные могут быть захвачены и реконструированы с помощью любого старого веб-сайта или приложения.

«Это не требует какого-либо специального подтверждения от пользователя», – сказал Бересфорд. «Этот отпечаток пальца никогда не меняется, даже если вы сбросите настройки телефона или переустановите ОС. Он скрыт глубоко внутри прошивки устройства, поэтому данные отпечатка пальца не меняются. Это дает возможность отслеживать пользователей в Интернете».

Как они это сделали

«Вам нужно записать несколько образцов», – сказал Бересфорд.«В JavaScript или внутри Swift есть API, который позволяет вам получать образцы с оборудования. Поскольку вы получаете много образцов в секунду, нам нужно около 100 образцов, чтобы провести атаку. Около полсекунды на многих устройствах. Так что это довольно быстро собрать данные “.

Каждое устройство генерирует поток аналоговых данных. По словам Бересфорда, преобразовывая это в цифровые значения и применяя алгоритмы, разработанные в лаборатории с использованием стационарных или медленно движущихся устройств, исследователи могли затем сделать вывод о том, что реальное пользовательское устройство делало в данный момент времени (скажем, перемещалось в мешок) и примените известное смещение.

«Мы можем угадать, какой вход получит результат, который мы наблюдаем», – сказал он. «Если мы угадываем правильно, мы можем использовать это предположение для оценки значения масштабного коэффициента и ортогональности».

Отсюда небольшой шаг до внедрения этих алгоритмов в веб-сайт или приложение. Хотя реальный метод не обязательно должен быть злонамеренным на практике (например, банк может использовать его для уникального отпечатка пальца вашего телефона в качестве меры борьбы с мошенничеством), он вызывает ряд вопросов.

Хорошие новости, фандроиды: на вас это не повлияет

Как ни странно, атака не работает на большинстве устройств Android, потому что они дешевле, чем устройства Apple, во всех смыслах этого слова и, как правило, не откалиброваны, хотя исследователи обнаружили, что некоторые телефоны Google Pixel действительно имеют откалиброванную MEMS. .

Бересфорд пошутил: «Есть определенная ирония в том, что, поскольку Apple приложила больше усилий, чтобы обеспечить большую точность, у нее есть неприятный побочный эффект!»

Apple исправила недостатки в iOS 12.2, заблокировав «доступ к этим датчикам в Mobile Safari только по умолчанию», а также добавив «немного шума, чтобы сделать атаку намного сложнее».

Исследователи создали веб-сайт, который включает в себя как полную исследовательскую работу, так и объяснения их непрофессионала, а также видео с доказательством правильности концепции. Получите исправления, фанаты Apple. ®

Определение гироскопа Merriam-Webster

gy · ro · область | \ ˈJī-rə-skōp , Британский также ˈgī- \

: колесо или диск, установленный для быстрого вращения вокруг оси, а также свободно вращающийся вокруг одной или обеих осей, перпендикулярных друг другу и оси вращения, так что вращение одной из двух взаимно перпендикулярных осей является результатом приложение крутящего момента к другому, когда колесо вращается, и так, что все устройство оказывает значительное сопротивление в зависимости от углового момента любому крутящему моменту, который может изменить направление оси вращения

Как использовать Google Cardboard, если в вашем телефоне нет гироскопа «Android :: Gadget Hacks

Многие телефоны среднего уровня производятся без датчика гироскопа – Moto X Play, Moto G третьего поколения и некоторые модели Samsung Galaxy. Гранд-модели и другие.Это не совсем важный датчик для смартфона, и его отсутствие снижает цену телефона, так что это вполне понятное упущение.

Но большинство приложений Google Cardboard отказываются запускаться, если в вашем телефоне нет гироскопа. И это не только приложения Google Cardboard – некоторые другие забавные функции, такие как режим Photo Sphere в Google Camera, также зависят от гироскопа.

Не пропустите:

Как обмануть Pokémon GO без бана

Итак, разработчик Frazew создал модуль Xposed, который использует другие датчики вашего устройства для имитации данных гироскопа.Он объединяет показания вашего компаса и акселерометра для создания своего рода виртуального гироскопа, а затем обманывает приложения, заставляя думать, что эти данные поступают с реального датчика гироскопа. После установки это беспроблемный опыт, поэтому мы, наконец, можем наслаждаться мобильной виртуальной реальностью с устройством, которое не поддерживает его изначально.

Одно быстрое упоминание: этот модуль еще не работает для обмана режима AR (дополненной реальности) в Pokémon GO, но разработчики усердно работают над поиском решения, так что следите за обновлениями.

Требования

Шаг 1: Установите VirtualSensor

Для начала перейдите в раздел Загрузить в приложении Xposed Installer и найдите VirtualSensor , затем нажмите на верхний результат. Отсюда перейдите на вкладку Versions , затем нажмите кнопку «Загрузить» рядом с самой последней записью. Через несколько секунд должен появиться интерфейс установщика Android, поэтому нажмите «Установить» на этом экране.

Когда это будет завершено, убедитесь, что активировал модуль и перезагрузился, тогда вы будете готовы попробовать некоторые приложения Google Cardboard или другие приложения, которые вы хотели использовать, для которых нужен гироскоп.

Шаг 2: Использование Google Cardboard или других функций на основе гироскопа

Когда вы вернетесь, никаких дополнительных настроек не требуется – с этого момента подавляющее большинство приложений будет просто думать, что ваш телефон оснащен гироскопом. Одним из незначительных недостатков является то, что моделируемые данные гироскопа могут иногда приводить к небольшой шаткости, но большинство приложений VR будут работать нормально.

При желании вы можете открыть приложение VirtualSensor из панели приложений, чтобы увидеть в реальном времени поток имитируемых данных, что довольно интересно.Однако первое, что вы, вероятно, захотите сделать, – это установить несколько совместимых с Cardboard приложений, чтобы протестировать новую функциональность. Для начала ознакомьтесь с приведенной ниже ссылкой со списком наших любимых приложений Google Cardboard.

Не пропустите: 10 приложений виртуальной реальности, которые помогут вам начать работу с Google Cardboard

Приложение Google Cardboard работает без проблем.

Если у вас нет гарнитуры Google Cardboard или другой гарнитуры виртуальной реальности, вы можете проверить свойства вновь обретенного гироскопа, сделав Photo Sphere с помощью камеры Google или играя в любую видеоигру из Play Store с функциями гироскопа.Как упоминалось ранее, этот модуль еще не работает с режимом AR в Pokémon GO, но мы будем держать вас в курсе, если он когда-нибудь заработает.

Не пропустите: можете ли вы играть в Pokémon GO во время вождения?

Обеспечьте безопасность соединения без ежемесячного счета . Получите пожизненную подписку на VPN Unlimited для всех своих устройств, сделав разовую покупку в новом магазине Gadget Hacks Shop, и смотрите Hulu или Netflix без региональных ограничений, повышайте безопасность при просмотре в общедоступных сетях и многое другое.

Купить сейчас (скидка 80%)>

Другие интересные предложения, которые стоит посетить:

Фотография на обложке и скриншоты сделаны Dallas Thomas / Gadget Hacks .

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *