Telefoner med gyroskopsensor. Hvordan finder man ud af, om din smartphone har et gyroskop? Konvertering af mekanisk bevægelse til elektrisk signal

Gyroskopet i telefonen dukkede først op med udgivelsen af iPhone 4. Således blev yderligere hardware igen introduceret i mobile enheder. Nu kan smartphones ikke kun bestemme deres geografiske placering, orientering i rummet og automatisk udvide fotos for nem visning. Takket være en anden innovation har enhederne også lært at registrere rotation (f.eks. hvis brugeren sidder på en kontorstol, der kan rotere i forskellige retninger). Som et resultat er funktionaliteten af smartphones udvidet yderligere.

Hvad er et gyroskop?

Et accelerometer kan måle lineær acceleration i forhold til et koordinatsystem. Dette bruges til at bestemme telefonens retning. Som et resultat af denne innovation dukkede mange nye nyttige funktioner op med tiden. Afhængigt af telefonens retning kan brugergrænsefladen (UI) automatisk rotere i stående eller liggende tilstand. Takket være dette er der opstået nye muligheder for at skabe mobilspil.

I dag er det svært at forestille sig et racerspil til en smartphone, der ikke understøtter et accelerometer. Hver gang bilen skulle vendes, skulle der trykkes på en bestemt knap på touchskærmen. Accelerometerkalibrering har bragt spiloplevelsen til et nyt niveau, for nu kan vi udføre drejninger ved at vippe mobilenheden. Takket være denne innovation blev der skabt mange populære spil.

Men hvorfor har en telefon brug for et gyroskop, hvis den allerede har et accelerometer? Faktisk måler accelerometeret kun enhedens lineære acceleration, mens gyroskopet bestemmer dens orientering. Faktisk kan den registrere sin bevægelse i rummet, inklusive lodret og vandret rotation.

De, der er interesseret i, hvad et gyroskop er i en smartphone, vil være interesseret i at lære om dets praktiske anvendelser. For at forstå princippet om driften af denne enhed skal du forestille dig spillet Counter-Strike, som blev overført til den mobile platform. I disse spil skal vi bevæge os i alle retninger. Uden gyroskopunderstøttelse ville vi skulle skubbe touchskærmen for at kunne bevæge sig i den rigtige retning. Som et resultat ville brugeren efter nogen tid komme til den konklusion, at spilkontrollen blev implementeret uden succes.

Med introduktionen af gyroskopet blev gameplayet mere behageligt. Nu kan brugeren blot flytte telefonen i rummet for at styre spillet. Gyroskopet vil registrere din bevægelse, og det smarte system vil forstå, hvad du vil gøre. Nu behøver spilleren ikke bruge fingrene til at kontrollere gang og sigte. I stedet kan du fokusere på at fotografere ved at trykke på berøringsskærmen.

For at styre sådanne spil kan du bruge accelerometeret og det indbyggede kompas, men i dette tilfælde lider nøjagtigheden og glatheden meget. Takket være gyroskopet er det muligt at lave spilstyring så tæt som muligt på spilkonsoller og pc'er. Med hensyn til hardware bruger mobiltelefoner MEMS (mikroelektromekaniske systemer) baserede enheder. Nedenfor vil populære telefoner med et gyroskop blive betragtet som eksempler.

Apple introducerede først den nye opfindelse med sin introduktion i iPhone 4. Da virksomheden installerede et accelerometer på sin første generations telefon, vandt den straks verdensberømmelse. Som et resultat blev der sat en ny trend, og hver smartphone-producent var ivrig efter at implementere denne innovation på deres enheder. Så gentog historien sig, for gyroskopet blev også et genstand for misundelse blandt konkurrenterne. Brugere af mobilenheder var glade, da Steve Jobs demonstrerede mulighederne i iPhone 4. Som et resultat dukkede mange interessante spil med et gyroskop op i app-butikken.

Mange mennesker har hørt om gyroskopet i telefonen - hvad er det interessant, måske kun for de brugere af gadgeten, der bemærkede et ukendt navn i de tekniske egenskaber. Faktisk bruger vi funktionerne i denne mikroenhed ret ofte. Han er i stand til at hjælpe os, når vi ikke har det nødvendige byggeværktøj, vise os bevægelsesretningen, når det er nødvendigt og klare forskellige, endnu mere komplekse opgaver.

Hvad er et gyroskop til i en helikopter?

Højteknologiske enheder er meget udbredt i hærens militærtekniske udstyr. For eksempel er et gyroskop en vigtig del af en helikopters navigationssystem. Helikoptere er udstyret med gyroskopiske enheder på højkvalitetslejer, der ikke tillader eksterne faktorer at påvirke dens akse. Dermed er han dygtig vise overfladens hældningsniveau, hvortil den er knyttet.

Når helikopteren drejer, trykker enheden på en tilsvarende fjeder placeret under dens vandrette base, indtil besætningen justerer maskinen langs den lodrette akse. Desuden er trykkraften på fjederen direkte proportional med helikopterens vinkelhastighed.

En anden vigtig funktion er stabiliseringen af helikopteren i det øjeblik, den svinger eller glider med halen. Gyroskop:

Definerer svaj;
Giver et signal til propelbladene;
Knivene begynder til gengæld at arbejde på den måde, at de forhindrer maskinen i at snurre op.

På denne måde forbliver helikopteren i stabil balance og er ikke afhængig af luftstrømme eller andre eksterne faktorer.

I denne video vil fysiker Arkady Zhaleev vise princippet om driften af et stort gyrokompas:

Hvor bruges enheden ellers?

Gyroskopet er meget vigtigt for flykonstruktioner. Dets arbejde studeres i detaljer af piloter, men vi, almindelige passagerer, forstår, at flyet er orienteret på himlen netop takket være denne enhed.

Den gør følgende:

Autopilot drift;
Manøvrering i luften;
Start og landing.

Alt dette skyldes gyroskopets funktion.

I ubåde giver enheden dig mulighed for at bestemme:

Fartøjsoverskrift;
Balance eller balance i kroppen.

Sådanne enheder bruges også i astronautik, hvor det er umuligt at navigere ved visuelle og taktile fornemmelser.

Enheden har en fantastisk plads i robotteknologi. Takket være dets funktioner kan ændringer i positionen i rummet af forskellige objekter, for eksempel hovedet eller kroppen af en robot, spores. Det er den vigtigste og vigtigste enhed i et hoverboard.

Således er gyroskopet en ekstremt vigtig genstand for højteknologiske industrier, det militærindustrielle kompleks og hverdagen for enhver person. Det gør vores liv meget nemmere og mere interessant, og for videnskaben er det en meget værdifuld navigationsenhed.

Gyroskop: hvordan fungerer enheden?

Moderne gadgets er udstyret med en masse forskellige nyttige funktioner. Et af disse nye produkter er gyroskopet. Det blev først brugt i Apple-telefoner.

Dette er en lille chip inde i en smartphone, hvis essens er:

Ved at bestemme placeringen af en smartphone i rummet;
Beregning af vinkler horisont.

Mange telefonfunktioner afhænger således direkte af gyroskopet:

Bevægelsesretning og hastighed i navigatoren;
Automatisk overgang af skærmen til vandret eller lodret position;
Telefonspil, hvor gyroskopet bruges som rat;
Besvar et opkald eller skift forskellige funktioner ved at ryste telefonen.

Enheden kan også fungere som en enhed, der måler hældningsvinklen, for eksempel af et velkendt niveau. Dette er nødvendigt både i hverdagen og i byggefaget.

Alt dette er hjælpen fra den samme indlejrede chip. I dag er næsten alle telefoner udstyret med en sådan sensor. Du kan verificere dette ved at henvise til de tekniske specifikationer for gadgetten eller installere et program, der giver dig mulighed for at identificere alle de sensorer, der er indbygget i telefonen.

Forskellen mellem et gyroskop og et accelerometer

Mange mennesker forveksler disse to enheder og kalder dem enheder med samme funktionalitet, men forskellige navne, men en sådan begrundelse er forkert. Funktionsprincippet for disse enheder er lidt anderledes:

Accelerometeret bestemmer accelerationsvinklen i forhold til jorden, mens hans kollega er vinklen på hans position;
Accelerometer har evnen til at måle varighed bevægelse, men det gør gyroskopet ikke;
Accelerometeret har evnen til at udsende signaler, når man passerer en bestemt afstand;
Gyroskopet kan bestemme kardinalretninger, det kan accelerometeret ikke.

Således komplementerer begge disse enheder hinanden perfekt og bruges ofte i tandem på forskellige enheder.

Gyroskop enhed

Gyroskopanordningen blev opfundet tilbage i det 19. århundrede. Dens opgave er at rotere faste legemer med høj hastighed omkring en akse. Det enkleste og mest oplagte eksempel på, hvordan enheden fungerer, er et simpelt legetøj med tonepinde. Når vi drejer den, roterer den rundt om sin akse, indtil ydre kræfter begynder at virke på den.

Gyroskopet er til gengæld ikke udsat for en sådan påvirkning og forbliver stabilt på grund af en meget større rotationskraft end en snurretop. Således kan du rotere enheden, som du vil, men dens akse forbliver uændret lodret.

Det allerførste gyroskop var mekanisk, men senere, med udviklingen af videnskab, blev det laser og optisk. I elektromekanik i dag bruges sådanne enheder i form af mikroelektromekaniske sensorer. Sådan passer det ind i en telefon, et komplekst navigationssystem til skibe, fly og helikoptere.

I den moderne verden lever folk således med det, man kalder høje hastigheder. Men for at forenkle og øge livskvaliteten bliver flere og flere enheder, der tidligere kun blev brugt til højteknologi, brugt i hverdagen. Et sådant eksempel er gyroskopet i telefonen. Kaptajner på skibe og ubåde, piloter og astronauter har længe vidst, hvad denne enhed er. I en moderne gadget dukkede en sådan enhed op relativt for nylig, men har allerede etableret sig blandt de vigtige og nyttige funktioner.

Video om princippet om drift af enheder til orientering i rummet

I denne video vil Roman Lodin fortælle dig, hvordan gyroskopet og accelerometeret formår at bestemme deres placering, og hvordan disse to enheder adskiller sig:

Et gyroskop er en lille, firkantet del, der findes i telefoner og tablets med touchskærm, og som registrerer enhedens bevægelser i rummet. Den er tæt forbundet med pladerne; for at få adgang til den skal du skille enheden ad.

For bedre funktionalitet bruges en kombination af et gyroskop og et accelerometer, da det første er følsomt over for ændringer i enhedens position, det andet over for lineære accelerationer. Dette giver din tablet eller telefon mulighed for at reagere på subtile bevægelser og ændringer i hastighed, hvilket giver mulighed for mere præcise, drejningsfølsomme kontroller i spil.

Gyroskopet er en sensor, der altid læser information, så det kan ikke slukkes, men auto-rotation kan slås fra.

Sådan aktiverer du gyroskopet på Android-enheder:

sænk gardinet ned;
rul i den vandrette menu til punktet "automatisk rotation";
klik på den.
Dette virker på Android 4.*-enheder og nyere.

På tidligere modeller har du brug for:

gå til generelle indstillinger;
"skærm";
marker det tilsvarende felt, eller klik på knappen.

Sådan tjekker du gyroskopet i en smartphone, hvis skærmen vender uden grund - installer applikationen Sensor Box til Android. Dernæst skal du bruge:

åben det;
gå til Accelerometer sensor element, som vil indeholde en bold;

hvis hans bevægelser er synkrone med enheden, så er alt i orden.

Ellers skal gyroskopsensoren justeres. GPS Status-applikationen hjælper med dette; der er en gratis version på Play Market. Til kalibrering skal du bruge:

placer smartphonen på en flad overflade (obligatorisk);
gå til applikationen og åbn menuen ved at klikke på de tre vandrette striber i øverste venstre hjørne (hvis de ikke er der, tryk på skærmen);

vælg "kalibrering" fra listen;

Klik på "kalibrer" i dialogboksen.

Herefter skulle skærmen fungere normalt.

På trods af denne sensors popularitet stiller mange mennesker spørgsmålet om, hvad et gyroskop er. Lad os prøve at finde ud af det.

1. Gyroskop i klassisk forstand

Den enhed, vi overvejer, er i virkeligheden en top, der roterer omkring en lodret akse. Den er fastgjort i en ramme, der drejer rundt om en anden akse. Denne anden akse er også fastgjort i sin ramme, som roterer rundt om den tredje akse.

Takket være dette, uanset hvordan toppen drejer, vil den altid have en lodret position i rummet.

Funktionsprincippet for gyroskopet kan også ses i figur 1. Ud fra det kan du især forstå, at den klassiske enhed har vibrerende vægte. Og frekvensen af deres vibrationer er lig med hastigheden ganget med bevægelsen.

Takket være et sådant fænomen som Cariolis acceleration, på trods af kroppens rotation, er den i stand til at opretholde sin position i forhold til rotationsplanet. Dette sker naturligvis kun under rotation.

Faktisk er funktionsprincippet for gyroskopet, som de fleste af os har i vores smartphones, baseret på denne enkle egenskab ved roterende kroppe.

Udviklere har lært at gøre gyroskopet meget enklere og mindre. Dette gjorde det muligt for dem at passe det ind i et lille bræt, der kan placeres under kroppen på enhver moderne mobilenhed.

2. Formålet med sensoren i telefonen

I en telefon er det nødvendigt at bestemme enhedens position i rummet.

For brugeren ser alt ekstremt simpelt ud – du drejer smartphonen vandret eller lodret, og placeringen af alle ikonerne på skærmen ændres. Dette gælder for spil og en række forskellige programmer.

I mange tilfælde kan skærmrotation bruges til at udføre visse handlinger, såsom at låse tastaturet.

Interessant: Gyroskopet blev først brugt i iPhone 4. Siden da er denne sensor blevet et væsentligt element i enhver mobilenhed.

Nu ved du, hvordan denne sensor fungerer. Det er værd at finde ud af, hvordan du finder ud af, om det er i din gadget.

3. Sådan tjekker du for et gyroskop

Afhængigt af operativsystemet kan forskellige programmer bruges til dette formål:

Sensorboks til Android;
Sensor Kinetics til iOS.

I det første program skal du klikke på ikonet "Accelerometer sensor". I den anden behøver du ikke gøre noget.

Der er en endnu enklere måde - hvis der er et "Rotate screen" element i indstillingerne (eller noget lignende), er der et gyroskop. Men de ovennævnte applikationer hjælper med at identificere problemer i driften af denne sensor.

Næsten alle moderne mobile enheder er udstyret med forskellige sensorer. Telefoner har ofte magnetometriske og termiske sensorer indbygget, såvel som enheder, der reagerer på lys og ændringer i afstand (tilkørsel eller afstand). Derudover er enhver gadget udstyret med et accelerometer og et gyroskop. Alle disse elementer er en integreret del af et mikroelektromekanisk system, som tilhører kategorien "MEMS".

Hver sensor i enheden har sin egen individuelle funktion. I dette tilfælde er gyroskopet ingen undtagelse.

Gyroskopets rolle i en mobil enhed

Mange avancerede brugere tror, at gyroskopet og accelerometeret udfører den samme funktion, men det er ikke sandt. Disse to, ved første øjekast identiske, enheder har stor forskel både i egenskaber og funktionalitet.

Et gyroskop eller gyrosensor er en sensorisk enhed, der er i stand til at registrere placeringen af et bestemt objekt i rummet i forhold til tre planer. Til gengæld er et accelerometer, eller G-sensor, en enhed, der har evnen til at måle projektionen af imaginær acceleration.

Det viser sig, at accelerometeret indbygget i kommunikatoren er ansvarlig for at rotere skærmbilledet, når gyrosensoren reagerer på selv mindre vibrationer af enheden, uanset dens placering.

Du skal også tage højde for, at hvis telefonen er udstyret med to sådanne sensorer, så stiger gadgetens følsomhed over for mindre og meget hurtige bevægelser flere gange.

En af de første gadgets, der har et gyroskop indbygget i det, er iPhone. Det var denne kommunikator med gyrosensor, der åbnede helt nye og spændende muligheder for sine brugere.

Tilstedeværelsen af et gyroskop i enhver model af en moderne mobiltelefon giver dig mulighed for blot at ryste det for at udføre følgende handlinger:

besvare indgående opkald;
vende siderne i den elektroniske bog;
rulle gennem billeder;
ændre de numre, du lytter til;
øge eller mindske lydstyrken;
opdatere bluetooth;
arbejde med GPS-navigatorer.

Derudover har en mobil enhed med sådan en sensor en hel del forskellige og varierede funktioner.

Hvem er det til?

Gyroskopet er en universel sensor, da dets tilstedeværelse i høj grad forenkler brugen af telefonen selv for den mest uerfarne bruger. Men for hvem denne sensor betyder mest, er gamere.

En gamer er en person, der har specialiseret sig i computerspil. Det er ved hjælp af et gyroskop, at spil får en helt anden kvalitet.

Ved hjælp af en sådan enhed bliver alle handlinger på skærmen mere nøjagtige og ægte. Derfor er en gyrosensor simpelthen nødvendig til følgende typer spil, hvor du skal bruge fart og fingerfærdighed:

Race. I dette tilfælde skal du hurtigt dreje rattet eller lave en anden skarp manøvre.
Skydespil. I sådanne spil er det nødvendigt at have tid til at sigte.
Stimulerende midler. Her skal du lave hop, samt øge eller mindske bevægelseshastigheden.

Derudover er en smartphone med et indbygget gyroskop mere praktisk selv for den gennemsnitlige bruger.

Valg af telefon med gyroskop

Den første åbner blandt telefoner med et gyroskop er den fjerde iPhone. Brugere af denne enhedsmodel reagerede positivt på denne innovation, hvorefter en sådan sensor begyndte at blive brugt i næsten alle moderne gadgets. Men det er værd at overveje, at mange producenter ikke afspejler en så vigtig bonus i egenskaberne af de enheder, de producerer. Derfor, før du køber et tilbehør af en bestemt model, er det nødvendigt at få mere detaljeret rådgivning fra en specialist.

Følgende smartphone-modeller udstyret med et gyroskop er udbredte og i stor efterspørgsel fra forbrugerne.

Det er den dyreste model. Fordele:

højkvalitetsbillede, takket være hvilket det er blevet endnu sjovere at se film og spille spil;
tilgængelighed af hoved- og frontkameraer af høj kvalitet;
fotografier taget i mørke kan næppe skelnes fra professionelle fotografier;
evnen til at bruge trådløs opladning;
de ideelle dimensioner af tilbehøret, takket være hvilke telefonen passer komfortabelt i hånden på en voksen.

ret høje omkostninger, som er omkring hundrede tusinde rubler;
utilstrækkeligt koordineret arbejde med "Face ID";
der er ingen måde at låse telefonen op, hvis den ligger på bordet;
der er ingen startknap, som mange brugere allerede er vant til;
dårligt udstyr til prisen for kommunikatoren;
ingen hurtig opladning.

En ganske velkendt telefon til en forholdsvis lav pris. Fordele:

optimale størrelser;
smart udseende;
på trods af, at virksomheden er kinesisk, blev montagen udført perfekt;
rimelig pris, som er omkring tolv tusinde rubler;
et godt batteri, der giver dig mulighed for at bruge din smartphone i tre dage uden genopladning;
displayet er kendetegnet ved rige farver, derudover er der en tilstand til mindre træthed i øjnene;
fremragende og hurtig betjening af fingeraftryksscanneren;
der er en infrarød port, hvormed du kan styre husholdningsapparater uden at bruge fjernbetjeningen;
god lydkvalitet fra både højttaler og hovedtelefoner;
Gadgetten er fuldstændig russificeret.

kvaliteten af billederne lader meget tilbage at ønske, især hvis de er taget i mørke;
kroppen er for snavset. Selv sorte modeller bevarer synlige fingeraftryk.

En meget populær gadget. Fordele:

billig, pris - omkring fjorten tusind rubler;
har et metallegeme;
et kamera af høj kvalitet, der giver dig mulighed for at tage gode billeder, der ligner professionelle;
der er mange indstillinger, der giver dig mulighed for at tilpasse skærmindstillinger for enhver bruger;
et godt batteri, som telefonen aktivt kan arbejde med i omkring 48 timer;
flot bygning.

Fejl:

sagen er glat, så når du køber en sådan gadget, skal du straks tage dig af tilstedeværelsen af et cover;
ikke nok RAM (to gigabyte) og indbygget (seksten gigabyte) hukommelse;
ikke-aftageligt batteri.

En budget-gadget, der har flere ulemper end fordele.

Fordele:

lav pris, der varierer fra ti til tolv tusinde rubler;
godt design;
højkvalitets samling;
klar og høj lyd;
fremragende modtagelse af 3G- og 4G-netværk;
en lysstærk skærm, der giver brugeren god læsbarhed selv i solen;
Korrekt og hurtig betjening af fingeraftryksscanneren.

Fejl:

svagt batteri, som knap nok er nok til en dags aktivt arbejde;
lang batteriopladningsproces. For at oplade den helt skal du bruge mindst fire timer;
utilstrækkelig indbygget hukommelse (syv megabyte);
der er ingen mulighed for at flytte applikationer fra telefonen til flashdrevet og tilbage;
der er ingen meddelelsesindikator;
den installerede indikator, der viser batteriopladningen, er praktisk talt usynlig;
Når den er tungt belastet, fryser gadgetten ret ofte.

Samsung Galaxy S8

Denne kommunikatør er meget efterspurgt blandt almindelige brugere.

fantastisk design;
høj kvalitet skærm. Skærmen på denne model har minimale rammer, hvilket kun gør den bedre;
trods smartphonens små dimensioner har skærmen en optimal diagonal;
der er et hovedtelefonstik;
producenten har sørget for et godt sæt, som er maksimum;
behagelig websurfing;
har en stor mængde hukommelse (fireogtres gigabyte), er det muligt at øge det;
tilstedeværelse af "IP 68";
evnen til at bruge to SIM-kort samtidigt;
mange forskellige indbyggede applikationer, der identificerer ejeren.

ret ofte er der forsinkelser med grænsefladen;
i sjældne tilfælde kan skærmen kruse;
ret høj pris, omkring halvtreds tusind rubler;
ubelejlig størrelse af fingeraftryksscanneren;
Android-opdateringsperioden er ikke angivet.

Som du kan se, er der mange telefonmodeller med et gyroskop. Når du vælger, bør du fokusere på dine personlige præferencer, telefonens egenskaber og dens pris.