Что такое гироскоп в смартфоне. Как работает гироскопический датчик в телефоне. Для чего нужен гироскоп в мобильном устройстве. Чем отличается гироскоп от акселерометра.
Что такое гироскоп в смартфоне и как он работает
Гироскоп в смартфоне — это специальный датчик, который позволяет определять положение устройства в пространстве и отслеживать его вращательное движение. Он способен фиксировать наклон, поворот и другие изменения ориентации телефона.
Принцип работы гироскопа основан на измерении угловой скорости вращения устройства вокруг трех осей — X, Y и Z. Датчик улавливает даже незначительные повороты смартфона и передает эту информацию в систему.
Как устроен гироскоп в телефоне?
Современные смартфоны оснащаются микроэлектромеханическими (МЭМС) гироскопами. Они представляют собой миниатюрные устройства размером всего несколько миллиметров. Внутри МЭМС-гироскопа находится вибрирующий элемент, смещение которого при повороте телефона фиксируется и преобразуется в электрический сигнал.
Для чего нужен гироскоп в смартфоне
Гироскопический датчик выполняет в мобильных устройствах целый ряд важных функций:
- Автоматический поворот экрана при изменении положения смартфона
- Управление в мобильных играх движением устройства
- Стабилизация изображения при фото- и видеосъемке
- Навигация и определение положения в пространстве
- Виртуальная и дополненная реальность
Автоматический поворот экрана
Одно из основных применений гироскопа — обеспечение автоматического поворота изображения на экране смартфона. Когда вы поворачиваете телефон из вертикального положения в горизонтальное, гироскоп фиксирует это изменение и передает сигнал системе для поворота интерфейса.
Управление в играх
Во многих мобильных играх гироскоп позволяет управлять действиями наклоном и поворотом смартфона. Например, в гоночных симуляторах телефон выступает в роли руля — наклоняя его, вы поворачиваете виртуальный автомобиль.
Чем отличается гироскоп от акселерометра
Гироскоп и акселерометр — это два разных датчика в смартфоне, которые часто путают. В чем же их отличие?
- Акселерометр измеряет линейное ускорение устройства и силу тяжести
- Гироскоп определяет угловую скорость вращения и ориентацию в пространстве
То есть акселерометр фиксирует перемещение телефона, а гироскоп — его повороты и наклоны. Эти датчики дополняют друг друга и часто работают совместно для более точного определения движений устройства.
Калибровка гироскопа в смартфоне
Для корректной работы гироскопа может потребоваться его калибровка. Как это сделать?
- Найдите в настройках телефона раздел «Датчики» или «Гироскоп»
- Запустите калибровку и следуйте инструкциям на экране
- Обычно нужно покрутить телефон в разных плоскостях
Регулярная калибровка помогает поддерживать точность работы гироскопа в смартфоне.
Применение гироскопа в современных смартфонах
Стабилизация изображения
В современных камерах смартфонов гироскоп играет важную роль в обеспечении стабилизации изображения. Как это работает?
- Гироскоп определяет малейшие движения смартфона во время съемки
- Эти данные используются для компенсации дрожания рук
- В результате фото и видео получаются более четкими и стабильными
Виртуальная реальность
Гироскоп — один из ключевых датчиков для работы приложений виртуальной и дополненной реальности на смартфонах. Он позволяет точно отслеживать повороты головы пользователя для корректного отображения виртуального мира.
Фитнес-приложения
В сочетании с акселерометром гироскоп используется в фитнес-приложениях для подсчета шагов, определения типа активности и других функций. Он помогает точнее фиксировать движения пользователя.
Преимущества и недостатки гироскопа в смартфоне
Рассмотрим основные плюсы и минусы использования гироскопического датчика в мобильных устройствах:
Преимущества:
- Расширение функциональности смартфона
- Улучшение пользовательского опыта в играх и приложениях
- Повышение качества фото и видеосъемки
- Возможность использования VR/AR технологий
Недостатки:
- Дополнительное энергопотребление
- Увеличение стоимости устройства
- Необходимость периодической калибровки
Будущее гироскопов в мобильных устройствах
Какие перспективы ждут гироскопические датчики в смартфонах будущего?
- Повышение точности и чувствительности
- Уменьшение размеров и энергопотребления
- Интеграция с другими датчиками для комплексного анализа движений
- Расширение сфер применения в мобильных приложениях
Гироскопы продолжат играть важную роль в развитии функциональности смартфонов, особенно в таких областях как дополненная реальность, навигация и фитнес-трекинг.
что это и для чего оно нужно
В современных моделях никого не удивишь множеством датчиков: давления, силы притяжения, магнитного, акселерометра, гироскопа и других. Одними из самых первых датчиков были датчик приближения, света и акселерометр (G-сенсор). Хотя гироскоп в планшете появился значительно позже, его часто путают с G-датчиком. Сами модули на самом деле очень разные, но часто используются в паре. Правда, Apple первая полностью отказалась от использования акселерометра ещё в iPhone 4.
Тем не менее, все остальные производители стараются использовать полезные функции от обоих модулей.
Чем отличается гироскоп от G-сенсора (акселерометра)
G-сенсор, он же акселерометр — предназначен для измерения проекции кажущегося ускорения, то есть для измерения угла наклона девайса сравнительно с поверхностью планеты. В большинстве случаев используется для автоматического поворачивания дисплея планшета (или другого устройства). Впрочем, это и было его первое предназначение.
Уже намного позже функциональность G-сенсоров начали использовать для игр и приложений.
Гиродатчик, он же гироскоп — устройство в девайсах, использующееся для определения ориентации планшета и других устройств в пространстве, а также для отслеживания его перемещения. Впервые начал использоваться в ноутбуках для защиты жёсткого диска от последствий падения устройства или его резкого перемещения.
Что такое гироскоп в планшете и где он используется?
Итак, что такое гироскоп в планшете, для чего он конкретно нужен и какую конкретную выгоду можно от него иметь? Гироскоп — это небольшое устройство с виду похожее на микросхему, но на самом деле являющееся полноценным модулем. Кроме стандартных задач он используется очень часто в современных играх. Например, гонки обрели совершенно новое значение, когда сам планшет выступает в качестве руля. При этом угол наклона соответствует уровню поворота рулевого колеса (Real Racing 3, например).
Стандартное использования модуля
Кроме поворота экрана (в iPad, в других случаях это делается посредством акселерометра) и функций безопасности, на модуль возложены функции расширения вида приложений (интерфейса).
Например, калькулятор при повороте дисплея меняет вид с обычного на инженерный. Похожими функциями обладают и другие приложения.
Очень часто разработчики программного обеспечения для устройств используют его для управления устройством. Разнообразные встряхивания, определённая последовательность движений и прочее. С помощью движений можно принимать-завершать звонки, увеличивать-уменьшать громкость и прочее.
Применение в быту
Гиродатчик в планшете — что это и как его использовать в бытовых целях? Функции модуля можно очень широко использовать в домашнем строительстве, ремонте и прочих мелких бытовых задачах. Самое первое и полезное — полноценная замена строительного уровня. Так, например, уровень может выйти из строя, а в гироскопе это исключено. На практике можно использовать для того, чтобы точно выставить мебель или установить окна и двери.
Самое интересное, что можно выставить не только по уровню, а и под совершенно точным углом. Для этого, правда, придётся скачать специальное приложение.
Использование с другими модулями
Очень часто гироскоп используется в паре с другими модулями, в первую очередь с акселерометром. Очень яркий пример — совместное использование с GPS-модулем для навигации. Так, на планшете карта будет автоматически поворачиваться по ходу разворота устройства. Это очень полезно для точной ориентации в пространстве, как на автомобиле, так и, например, для туристов.
Недостатки гироскопа в планшетах
Недостаток заключается как раз в автоматическом повороте экрана. Очень часто пользователей раздражает эта функция, когда она не нужна. Например, поворот экрана при чтении книги или просмотре фильма. Именно поэтому функцию автоматического поворота экрана отключают, предпочитая постоянную ориентацию.
Что такое гироскоп в планшете: Видео
Добавить комментарий
Что такое гироскоп в телефоне
Новые поколения смартфонов включают в себя функции, которые могут потребовать использования гироскопа, позволяющего изменять ориентацию устройства и не только.
02 октября 2021 года Разное
3 минуты, 49 секунд читать
2688
Разное
Область его применения довольно обширна, поэтому давайте ознакомимся с тем, что такое гироскоп, для чего он необходим в смартфоне и где применяется.
Это встроенный датчик, который позволяет смартфону обнаруживать и измерять вращательное движение, такое как наклон и боковая ориентация объектов.
Гироскоп помогает определить, насколько сильно повернут телефон и в каком направлении. Его польза особенно ощущается во время игр на мобильном устройстве или при просмотре видео и фотографий, которые перемещаются вместе с тем, как меняется положение вашего телефона.
Гироскопические датчики могут контролировать и управлять положением устройства, ориентацией, направлением, угловым движением и вращением.
К примеру, популярные приложения Pokemon Go и Google Sky Map, используют датчик для определения направления.
Впервые гироскоп установили в iPhone 4, поэтому считается, что с лучшим датчиком гироскопа поставляются айфоны.
Отличие гироскопа от акселерометра
Акселерометр — это элемент, измеряющий ускорение, а также наклон, угол наклона, наклон, вращение, вибрацию и столкновение устройства. Как и гироскоп, он обеспечивает функциональность смартфона и упрощает его использование.
Гироскоп и акселерометр тесно взаимодействуют в сочетании с операционной системой смартфона и специальными программными приложениями. Первый высчитывает угол наклона смартфона относительно поверхности и передает информацию в ОС, а второй выполняет точные вычисления ускорения. Благодаря им гаджеты справляются с функцией шагомеров.
В целом современные телефоны оснащены гироскопом и акселерометром, чтобы экран смартфона случайно не поворачивался во время передвижения.
Также датчики предназначены для определения вашего устройства в пространстве.
Применение гироскопа в смартфонах
- Графический интерфейс для определения движения
Гироскоп в смартфоне предоставляет графический интерфейс, позволяющий пользователю выбирать меню, наклоняя телефон.
Это также позволяет запускать предустановленные команды для различных движений. Например, можно встряхнуть телефон, чтобы его заблокировать или слегка отклонить устройство для перехода в начало и конец вашего списка контактов.
В приложении калькулятор при повороте смартфона на 90 градусов представлен широкий выбор различных тригонометрических функций.
- Ответить на звонок/открыть веб-сайт
На некоторых смартфонах датчик гироскопа обеспечивает возможность отвечать на звонки или открывать сайт с помощью таких команд, как вращение, легкое встряхивание телефона 2-3 раза и т.
- Стабилизация изображения
Стабилизация – функция гироскопа, которая выравнивает изображения и при этом не портит качество снимков. Это позволяет телефону получить более четкие фотографии и устраняет дрожание при записи видео.
- GPS навигация
При помощи гироскопа GPS помогает автомобилю ориентироваться в туннелях или подземных дорогах при потере сигнала сети.
- Датчик движения в игровом процессе
Выпуская iPhone 4, Apple сделала гироскоп ключевым механизмом в играх с движением. Датчик позволяет владельцу использовать свой гаджет в различных играх как рулевое колесо при управлении автомобилем или самолетом, проводить поединки, отыскивать персонажей и многое другое.
- Просмотр визуального контента
Благодаря работе встроенного датчика, людям стало удобнее смотреть видео на YouTube и просматривать фотографии.
Главным недостатком гироскопа является нежелательный поворот экрана во время изменения позы человека, допустим, при чтении или просмотре изображений. Для этого предусмотрено простое решение — отключение функции автоповорота в настройках смартфона, которая отвечает за смену ориентации экрана.
Как откалибровать гироскоп
Гироскоп по умолчанию встроен во все смартфоны и всегда активен, поэтому его нельзя включить или отключить, а также невозможно настроить самостоятельно. В этой ситуации возможно лишь настроить или откалибровать акселерометр, включив или выключив функцию поворота экрана.
Заключение
Смартфоны — это сложные маленькие машины, которые за последнее десятилетие совершили невероятную эволюцию. Теперь они способны предвидеть наши потребности, отслеживать наши движения, а также могут работать в качестве личного помощника,
Изо дня в день наши гаджеты становятся умнее — и нам определенно нужно учесть, насколько важную роль в этом играют датчики.
Гироскоп — SparkFun Learn
- Главная
- Учебники
- Гироскоп
≡ Страниц
Авторы: Участник #23999
Избранное Любимый 22
Что такое гироскоп
Гироскопы или гироскопы — это устройства, которые измеряют или поддерживают вращательное движение. Гироскопы MEMS (микроэлектромеханическая система) представляют собой небольшие недорогие датчики, измеряющие угловую скорость. Единицы угловой скорости измеряются в градусах в секунду (°/с) или оборотах в секунду (RPS). Угловая скорость — это просто измерение скорости вращения.
Гироскоп LPY503 на доске.
Гироскопы, подобные приведенному выше, могут использоваться для определения ориентации и используются в большинстве автономных навигационных систем. Например, если вы хотите сбалансировать робота, можно использовать гироскоп для измерения вращения из сбалансированного положения и отправки поправок на двигатель.
SparkFun 9DoF IMU Breakout — ICM-20948 (Qwiic)
Нет в наличии SEN-15335
18,50 $
5
Избранное Любимый 29
Список желаний
Прорыв IMU SparkFun 9DoF — LSM9DS1
Пенсионер SEN-13284
11 Пенсионер
Избранное Любимый 42
Список желаний
Трехосевой акселерометр и гироскоп SparkFun — MPU-6050
Нет в наличии SEN-11028
32,50 $
8
Избранное Любимый 32
Список желаний
SparkFun 6 степеней свободы прорыва — LSM6DS3
Пенсионер SEN-13339
1 Пенсионер
Избранное Любимый 16
Список желаний
Понятия в этом руководстве
Прежде чем углубляться в это руководство, вы можете прочитать некоторые из этих понятий, если вы с ними не знакомы.
- Логические уровни
- SPI-связь
- Связь I2C
- Аналого-цифровое преобразование
Как работает гироскоп
Когда объекты вращаются вокруг оси, они имеют так называемую угловую скорость . Прялка может быть измерена в оборотах в секунду (RPS) или градусах в секунду (°/s).
Обратите внимание, что ось z показанного ниже гироскопа совпадает с осью вращения колеса.
Если вы прикрепите датчик к показанному выше колесу, вы сможете измерить угловую скорость оси Z гироскопа. Две другие оси не будут измерять вращение.
Представьте, что колесо вращается один раз в секунду. У него будет угловая скорость 360 градусов в секунду. Направление вращения колеса также имеет значение. Это по часовой стрелке вокруг оси или против часовой стрелки?
Трехосевой МЭМС-гироскоп, подобный изображенному выше (ITG-3200), может измерять вращение вокруг трех осей: x, y и z. Некоторые гироскопы бывают одно- и двухосевыми, но трехосный гироскоп в одном чипе становится меньше, дешевле и популярнее.
Гироскопы часто используются на объектах, которые вообще не вращаются очень быстро. Самолеты (надеюсь) не крутятся. Вместо этого они поворачиваются на несколько градусов по каждой оси. Обнаружив эти небольшие изменения, гироскопы помогают стабилизировать полет самолета. Также обратите внимание, что ускорение или линейная скорость самолета не влияют на измерение гироскопа. Гироскопы измеряют только угловую скорость.
Как МЭМС-гироскоп определяет угловую скорость?
Внутренний рабочий вид гироскопического датчика MEMS
Датчик гироскопа в MEMS крошечный (от 1 до 100 микрометров, размер человеческого волоса). При вращении гироскопа небольшая резонирующая масса смещается при изменении угловой скорости. Это движение преобразуется в очень слаботочные электрические сигналы, которые могут быть усилены и прочитаны хост-микроконтроллером.
Как подключиться к гироскопу
Основными аппаратными соединениями для использования гироскопа являются мощность и интерфейс связи .
Как всегда, всю информацию о технических характеристиках и примерах подключений см. в описании датчика.
Коммуникационный интерфейс
Гироскопы могут иметь цифровой или аналоговый коммуникационный интерфейс.
Гироскопы с цифровым интерфейсом обычно используют протоколы связи SPI или I2C. Использование этих интерфейсов позволяет легко подключаться к хост-микроконтроллеру. Одним из ограничений цифрового интерфейса является максимальная частота дискретизации. I2C имеет максимальную частоту дискретизации 400 Гц. SPI, с другой стороны, может иметь гораздо более высокую частоту дискретизации.
Гироскопы с аналоговым интерфейсом отображают скорость вращения с помощью переменного напряжения, обычно между землей и напряжением питания. Для считывания сигнала можно использовать АЦП на микроконтроллере. Аналоговые гироскопы могут быть дешевле, а иногда и более точными, в зависимости от того, как вы читаете аналоговый сигнал.
Мощность
МЭМС-гироскопы, как правило, представляют собой устройства с низким энергопотреблением. Рабочие токи находятся в диапазоне мА, а иногда и микроамперах. Напряжение питания гироскопов обычно не превышает 5 В. Цифровые гироскопы могут иметь выбираемое логическое напряжение или работать от напряжения питания. Для любого цифрового интерфейса не забудьте подключить линии 5 В к 5 В и линии 3,3 В к 3,3 В. Кроме того, гироскопы с цифровыми интерфейсами могут иметь режимы пониженного энергопотребления и спящий режим, что позволяет использовать их в устройствах с батарейным питанием. Иногда это преимущество перед аналоговым гироскопом.
Как выбрать гироскоп
При выборе типа гироскопа необходимо учитывать множество характеристик. Вот несколько наиболее важных и полезных:
Диапазон
Диапазон измерения или полный диапазон — это максимальная угловая скорость, которую может считать гироскоп. Подумайте о том, что вы измеряете.
Вам нужно измерить скорость вращения проигрывателя, который работает очень медленно, или вращающегося колеса, которое может быть очень быстрым?
Чувствительность
Чувствительность измеряется в мВ на градус в секунду (мВ/°/с). Пусть вас не пугает странное измерение этого значения. Он определяет, насколько изменится напряжение при заданной угловой скорости. Например, если для гироскопа задана чувствительность 30 мВ/°/с, и вы видите изменение выходного сигнала на 300 мВ, вы повернули гироскоп на 10 °/с.
Запомните хорошее правило: с увеличением чувствительности дальность уменьшается. Например, посмотрите таблицу данных гироскопа LPY503 или любого гироскопа с выбираемым диапазоном:
Обратите внимание, что при большем диапазоне страдает чувствительность и снижается разрешение.
Смещение
Как и в случае любого датчика, измеряемые вами значения будут содержать некоторую погрешность или смещение. Вы можете увидеть смещение гироскопа, измерив выходной сигнал, когда гироскоп неподвижен.
Хотя вы думаете, что увидите 0°, когда гироскоп неподвижен, вы всегда будете видеть небольшую ненулевую ошибку на выходе. Эти ошибки иногда называют дрейфом смещения или нестабильностью смещения. Температура датчика сильно влияет на смещение. Чтобы свести к минимуму источник этой ошибки, большинство гироскопов имеют встроенный датчик температуры. Таким образом, вы можете считывать температуру датчика и корректировать любые изменения, зависящие от температуры. Чтобы исправить эти ошибки, гироскоп должен быть откалиброван. Обычно это делается путем удержания гироскопа в неподвижном состоянии и обнуления всех показаний в вашем коде.
Идем дальше
К настоящему моменту вы должны знать, как работает гироскоп, и иметь хорошую основу для начала работы с гироскопом в собственном проекте.
Ознакомьтесь с этими руководствами, в которых используются гироскопы:
- Аналоговый гироскоп + Arduino
- Руководство по покупке гироскопа
- Балансирующий робот
ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- ☠
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
Преобразователь RS232 SMD — MAX3232
В наличии COM-00589
Избранное Любимый 4
Список желаний
Сменный элемент для ремонта горячим воздухом — с контролем температуры
28 в наличии ТОЛ-11130
21,50 $
Избранное Любимый 5
Список желаний
Интерфейсный кабель — гнездо SMA — штекер SMA (25 см)
В наличии WRL-12861
1
Избранное Любимый 7
Список желаний
Разрыв датчика влажности и температуры SparkFun — Si7021
Осталось всего 10! SEN-13763
10,95 $
13
Избранное Любимый 40
Список желаний
Enginursday: 3D-печать на пути к лучшему принтеру (часть 1)
16 апреля 2020 г.
Вот как я сделал корпус принтера для своего Таз 6.
Избранное Любимый 0
День инженера: когда НЕЛЬЗЯ использовать Raspberry Pi
13 августа 2020 г.
Давайте рассмотрим, когда что-то вроде Arduino или Teensy более уместно, чем использование Raspberry Pi.
Избранное Любимый 2
Использование GitHub для совместного использования с SparkFun
19 августа 2013 г.
Простое пошаговое руководство, которое поможет вам загружать файлы с сайта GitHub SparkFun, вносить изменения и делиться ими с SparkFun.
Избранное Любимый 12
Руководство по подключению LSM9DS0
27 февраля 2014 г.
Как собрать, подключить и использовать LSM9DS0 — акселерометр, гироскоп и магнитометр «все в одном».
