Для начала, давайте разберёмся, как гироскоп появился на свет и чем он является в классическом научном понимании. Первый полноценный образец аппарата был представлен в 1817 году немецким учёным-астрономом Иоганном Боненбергом. Термин же «гироскоп» (от греческих слов «круг» и «смотреть») был внедрён французским исследователем Жаном Фуко в 1852 году. Визуально герой нашего обзора похож на схематичный макет, изображающий вращение как планеты вокруг своей оси, так и её спутников (недаром открытие имеет астрономические «корни»). В центре прибора расположен элемент, близкий по внешнему виду к простому волчку, а вокруг него с определённой скоростью движутся в нескольких плоскостях два или более колец.
- Применение гироскопов в смартфонах: история появления и особенности работы
- Различия между гироскопом и акселерометром – такие разные «братья»
- Портативный и полезный гироскоп: на что способно это оборудование в телефоне
- Недостатки датчика
- Как узнать о наличии в смартфоне гироскопа
- Управление гироскопом и его калибровка – возможны ли эти действия в телефоне
- Выводы
Принцип данного изобретения состоит в следующем: во время вращения «волчок» сохраняет постоянное положение центральной оси, пока не испытает различные действия со стороны внешних сил. Следовательно, вы можете использовать в качестве объекта, расположенного в центре, любое твёрдое тело, точно определяя его положение в пространстве. Эта функция, в первую очередь, полезна при навигации, поэтому наиболее широкую популярность гироскоп приобрёл в авиации, судоходстве, а также космической отрасли.
Как откалибровать гироскоп на xiaomi//долгожданный видос
Применение гироскопов в смартфонах: история появления и особенности работы
Помимо навигации, эта технология нашла своё место и среди мобильных устройств. «Первопроходцем» установки подобных датчиков в свои продукты стала легендарная американская компания Apple. Произошло это знаменательное событие в 2010 году, когда свет увидел знаменитый телефон IPhone 4. В дальнейшем применение технологичного оборудования превратилось из «диковинки» в обыденность.
В 2019 году трудно найти смартфон, не снабжённый подобным чипом. Появление новой «фишки» открыло путь в массы сотням разработчиков полезных и развлекательных программ различного уровня. Конечно, в электронных изделиях гироскоп преобразовался из громоздкой конструкции в миниатюрную микросхему – иначе он попросту не поместился бы в компактном корпусе. Соответственно, изменился и принцип, по которому распознаются угловые изменения положения гаджета в пространстве и иные движения. Внутри элемента расположены специальные грузики, смещения которых фиксируются процессором, преобразующим механические импульсы в электрические.
Различия между гироскопом и акселерометром – такие разные «братья»
Прежде чем перейти к дальнейшему анализу героя нашего обзора, стоит упомянуть о «родственном» чипе, который встречается в телефонах даже чаще гироскопа – об акселерометре. Его основная функция – измерение ускорения относительно точки, в которой изначально был расположен объект. В этом и состоит главное отличие двух популярных чипов. Но давайте рассмотрим различия более подробно:
| Акселерометр | Гироскоп |
| Измеряет расстояние, на которое был перемещён прибор в пространстве | Рассчитывает угловое отклонение тела в трёх плоскостях |
| Необходим для расчёта размеров, но бесполезен при вращении и перемещении самого гаджета | Важен для измерений, связанных с вращением и углами, но не измеряет расстояние |
Портативный и полезный гироскоп: на что способно это оборудование в телефоне
«Теория, это, конечно, хорошо, но как я смогу использовать такое приспособление на практике?» — спросит наш читатель. И наша редакция готова перейти от скучной науки к рассказу о реальном применении оборудования в современных условиях. Поехали!
Автоматический поворот экрана
Наиболее популярной и заметной функцией является автоматическое изменение расположения изображения на экране. Вертикальный режим, можно сказать «повседневный», удобнее для общения и иных простых действий. Но для комфортного веб-сёрфинга, мобильных игр, просмотра фильмов и сериалов куда удобнее горизонтальное (ландшафтное) расположение экрана. За переключение между двумя этими состояниями и как раз отвечает гироскоп. Функцию автоповорота можно отключить, если на текущий момент в ней нет потребности
Управление телефоном при помощи движений
Эта опция используется не столь часто. Однако она удобна в час пик в переполненном транспорте или при банальной нехватке времени. Вам достаточно лишь встряхнуть аппарат для ответа на звонок, переключения трека в плеере или иных действий, в других условиях требующих полноценных действий обеими руками. Единственным недостатком такой «фишки» является вероятность случайного срабатывания во время быстрых перемещений
Навигационные программы
Как мы уже говорили ранее, изначально гироскопы использовались в навигационных системах самолётов, кораблей и иных средств передвижения. Из этой сферы инженеры и перенесли удобную функцию в портативные устройства. Запомните, спутники GPS, ГЛОНАСС или BeiDou будут «сотрудничать» с вашим аппаратом только при наличии встроенного датчика! Также существуют десятки программ, превращающих телефон в компас – без героя нашего обзора их эффективность была бы равна нулю.
Программы для измерений
Если вы работаете в сфере строительства, то нередко сталкиваетесь с таким инструментом, как уровень. Он необходим для определения ровности поверхности. При отклонении в ту или иную сторону будет увеличиваться нагрузка на материал, а также элемент приобретёт неэстетичный внешний вид. Поскольку гироскоп измеряет углы, скачав соответствующую программу из Play Маркета или App Store, вы сможете превратить мобильный телефон в строительный уровень – это очень удобно и практично. В некоторых случаях расчёты программы могут давать более точные цифры, чем физические измерения инструментом
Цифровые развлечения
В обзоре нельзя не упомянуть про любимые всеми игры и весёлые приложения для поднятия настроения. Многие приобретают смартфоны не только для работы и связи, но также и для всевозможных развлечений. И здесь прибору есть, где разгуляться. Наклонами гаджета можно управлять рулём в гоночных играх или перемещениями протагониста в зажигательных шутерах.
Есть даже приложения, полностью построенные на физике изменения углов. Самым популярным примером является Doodle Jump. Управление при помощи движений не только усиливает впечатления от процесса прохождения, но также улучшает реакцию и координацию игрока
Недостатки датчика
- незапланированное изменение ориентации экрана с «портрета» в «ландшафт» во время резких движений;
- при длительном использовании возникают погрешности в расчётах, связанные с воздействием внешних факторов (например, сторонние вибрации или колебания температур). Со временем это может привести к ошибкам в правильном определении положения аппарата в пространстве.
- поскольку сенсор не способен измерять пройденное расстояние, без акселерометра его польза в определённых приложениях значительно снижается.
Чтобы выявить погрешность, достаточно сравнить значения с несколькими точно откалиброванными телефонами
Как узнать о наличии в смартфоне гироскопа
В 2019 году трудно найти человека, у которого бы не было мобильного средства связи. Но думаем, что каждый из наших читателей хотел бы знать, есть ли в его гаджете подобное оборудование. Для этого существует два наиболее распространённых способа:
- Найти на официальном сайте производителя характеристики вашего электронного помощника и прочитать в них соответствующий раздел.
- Если на сайте отсутствует интересующая нас информация (именно отсутствуют сведения, а не указано, что гироскоп не установлен в нашем устройстве), необходимо воспользоваться сторонними программами, которые анализируют работу основных и вспомогательных модулей системы. Лучшим выбором среди всего многообразия предложений является знаменитая программа AnTuTu Benchmark либо более узкоспециализированный продукт Sensor Sense.
Можно попробовать найти данные на страницах онлайн-магазинов, но это менее надёжный источник информации
Чтобы определиться с наличием модуля, достаточно найти соответствующий пункт – информация в данном случае точная
Управление гироскопом и его калибровка – возможны ли эти действия в телефоне
Сразу скажем – стандартными средствами вы не сможете изменить настройки, заложенные производителем в этот датчик. Вы можете только включить или отключить определённую функцию, напрямую связанную с гироскопом – автоповорот экрана. Делается это следующим образом (для примера возьмём ОС Android, телефон фирмы Xiaomi):
| Описание действия | Иллюстрация |
| Заходим в меню и находим пункт «Настройки» |  |
| Выбираем либо раздел «Экран» (как в нашем случае), либо «Дополнительные возможности» |  |
| Находим пункт «Автоповорот экрана» и выбираем нужное нам значение (вместо «ползунка» может быть «галочка») |  |
Полностью гироскоп вы не сможете включить или выключить. Что же касается калибровки – некоторые программы, например, упоминаемая нами ранее Sensor Sense или штатная система на смартфонах Meizu, предлагают данную опцию. Но это, скорее, исключение, нежели правило.
Будьте осторожны, настраивая работу прибора – подобные действия под силу только опытным пользователям Android и iOS
Выводы
Подводя черту под всем, что мы сегодня исследовали и проанализировали, хочется сказать, что потенциал гироскопов раскрыт ещё далеко не на все 100%. С каждым годом появляется всё больше решений для применения подобного чипа. Особенно интересным видится внедрение их в VR-шлемы и очки, постепенно набирающие популярность по обе стороны океана. А пока что пользуйтесь удобными и доступными опциями, которые предоставляет модуль сегодня.
Источник: gadgets-reviews.com
Что такое гироскоп в телефоне и для чего он нужен
Современные телефоны представляют собой довольно сложные устройства, содержащие множество модулей и датчиков. Рядовой пользователь редко интересуется тем, из чего состоит его смартфон. Человеку важно получить качественный аппарат, позволяющий запускать игры, просматривать видео и посещать веб-сайты. Однако при тщательном изучении информации можно обнаружить множество, казалось бы, ненужных деталей, установленных в телефонах. В этой статье давайте разберёмся, что такое гироскоп в телефоне, а также рассмотрим, для чего он используется и как настраивается.
Что такое гироскоп в телефоне
Гироскоп в телефоне – это специальный датчик, предназначенный для определения положения устройства в пространстве. Его нельзя назвать новым изобретением, так как подобную технологию можно было встретить уже в 19-ом веке. В то время это был довольно громоздкий прибор, представляющий собой круг, вращающийся вокруг оси. Если объяснять более конкретно, то он был похож на детскую юлу или волчка.
Понятное дело, что в смартфоны устанавливается совершенно другая конструкция. Это небольшой датчик, который обладает длиной в 3-5 мм, высотой в 5 мм, а шириной в 4 мм. Даже несмотря на столь смешные габариты, многие производители не устанавливают его в свои аппараты, стремясь сделать телефон максимально тонким. Гироскоп вычисляет угол наклона устройства относительно земли, а после передаёт полученные данные операционной системе.
Без подобного датчика было бы сложно играть в игры, особенно гонки, где для управления требуется поворачивать смартфон. Качественные гироскопы настолько точные, что способны определять отклонения на 1-2 градуса. Этого достаточно, чтобы вовремя изменить ориентацию экрана телефона или повернуть игрового персонажа.
Для чего нужен гироскоп в телефоне
Как было сказано выше, главное предназначение гироскопа в телефоне – это определение положения устройства в пространстве. Но зачем системе знать, насколько градусов наклонён смартфон? Ответ на этот вопрос вы можете найти далее, ознакомившись со следующим списком:
- Просмотр видео в 360 градусов. Если у вас есть очки виртуальной реальности, то вы можете просматривать ролики и играть в игры без нажатий по экрану. Все повороты становятся возможными благодаря гироскопу.
- Встряхивание телефона. Без рассматриваемого датчика нельзя было бы использовать функцию, позволяющую разблокировать смартфон после встряхивания.
- Использование навигации. Без гироскопа практически невозможно пользоваться GPS и компасом. Этот датчик позволяет определять стороны горизонта и расположение человека относительно спутника.
- Управление персонажем в играх. Существует огромное количество мобильных игр, где для управления автомобилем или героем нужно поворачивать телефон. Без гироскопа система никак не смогла бы понять положение устройства.
Конечно, в этом списке описаны не все ситуации, где используется гироскоп, но их будет достаточно для первоначального ознакомления.
Чем отличается гироскоп от акселерометра
Гироскоп и акселерометр – датчики, предназначенные для определения положения смартфона в пространстве. Самое главное и единственное отличие между ними кроется в принципе считывания данных. Первый компонент высчитывает угол наклона телефона относительно поверхности земли, а после передаёт полученную информацию операционной системе. А вот акселерометр вычисляет ускорение, причём очень точно.
Именно поэтому в качестве шагомера лучше использовать телефон с акселерометром. Полученные данные будут максимально точными, так как датчик учитывает отклонения даже на десятые части миллиметра. Современные производители стараются устанавливать в свои смартфоны как гироскоп, так и акселерометр. Подобное решение является правильным, что исключает случайные повороты экрана устройства при его перемещении.
Как проверить гироскоп в телефоне
Трудно найти смартфон, в которым бы отсутствовал датчик для определения положения устройства в пространстве. Гироскоп не нужно как-то активировать в настройках, а вот проверить его работоспособность лишним не будет. Легче всего это сделать через запуск видео в 360 градусов на YouTube.
Источник: smartphonus.com
Что такое гироскоп в смартфоне и как он работает
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.
Как работает гироскоп
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.
Источник: mobcompany.info