Акселерометр в часах что это: Что такое акселерометр и для чего он нужен в смартфонах. Как работает акселерометр в фитнес-браслете.

Акселерометр – это измерительный прибор позволяющий определить проекцию кажущегося ускорения. В простейшем исполнении он представляет собой грузик, закрепленный на упругом подвесе. При его отклонении от первоначального положения на упругом подвесе можно определить направление изменения положения, а также величину ускорения.

Виды акселерометров

Существует три разновидности акселерометров. Они бывают одноосные, двуосные и трехосные. Наиболее часто используемыми являются трехкомпонентные устройства. Они имеют возможность измерять проекцию кажущегося ускорения в 3-х плоскостях.

Данное оборудование бывает:

• Механическим.
• Электронным.
• Пьезоэлектрическим.
• Термальным.

Механический акселерометр является самой простой и полностью соответствует классической конструкции, которая была придумана изначально. У нее подвешенный груз закрепляется на эластичном подвесе. При изменении положения корпуса прибора под воздействием инерции подвешенное тело компенсирует перекос, тем самым воздействия на пружину на которой оно крепится. В результате специальный механизм определяет подобные колебания и переводит их в показатель линейного ускорения.

Электронные предусматривают совмещение механических частей прибора с датчиками. Они позволяют осуществить более точное и быстрое измерение параметров перемещения положения закрепленной массы. Подобные устройства в разы более компактные, и внешне могут представлять собой миниатюрный чип для микросхемы, габариты которого не превышают размер ногтя на мизинце.

Пьезоэлектрические имеют внутри твердый стержень, который постоянно находится под давлением и воздействует на пьезокристалл. В результате вибрации осуществляется выработка электрического тока. Измеряя параметры напряжения проводится определение фактических показателей ускорения.

Термальные имеют в своей конструкции миниатюрный пузырек воздуха. При ускорении он отклоняется от своего положения, что фиксируется чувствительными датчиками.

Сфера применения устройства

Развитие технологий привело к внедрению акселерометра в различные виды оборудования, позволяя расширить их технические возможности. Если сразу после изобретения подобные датчики применялись только на паровозах с целью определения скорости их движения, то сейчас такие приборы можно встретить повсеместно.

Акселерометр в телефонах и планшетах

Долгое время акселерометры относились к оборудованию, которое не интересно окружающим. С развитием электронных технологий подобная тенденция пошла на убыль, сделав этот прибор известным среди широких масс. В первую очередь этому поспособствовало появление современных смартфонов, в корпусе которых имеется такое устройство.

Именно благодаря акселерометрам при изменении положения экрана смартфон переводит ориентацию изображения с книжной на альбомную. Впервые данный прибор был применен в мобильном телефоне компанией Nokia. Устройство было установлено в телефон Nokia 5500. Помимо переключения ориентации экрана, акселерометры обеспечивают возможность управления в играх, в частности гонках, где для управления транспортом нужно делать уклоны смартфоном.

При изучении инструкции телефонов, планшетов и прочей мобильной компьютерной техники можно увидеть информацию о наличие так называемого G-датчика. Он и есть тот самый акселерометр.

Именно акселерометр позволяет с помощью специального приложения использовать смартфоном в качестве строительного уровня.

Установка в фитнес-браслетах

Также причиной популяризации акселерометра стала мода на фитнес браслеты и умные часы. Данное устройство предназначено в первую очередь для обеспечения реализации функции шагомера. Осуществляя шаги, тело человека придает ускорение инертной массе внутри чувствительного чипа.

Программное обеспечение реагирует на особый тип колебаний, который может возникать на инертной массе только при выполнении шага. В остальных случаях, к примеру, при небольших покачиваниях рукой колебания не засчитываются. Все же обмануть шагомер возможно сделав такое телодвижение, чтобы прибор засчитал его как шаг. Но фактическое количество ложных шагов, которые считаются на протяжении дня, не слишком высокое, что создает минимальную погрешность измерений. Акселерометры у современных даже дешевых шагомеров не реагируют на мелкую встряску, к примеру, если прибор лежит в сумке, а не закреплен на руке.

Применение в видеорегистраторах

Акселерометры можно встретить и в конструкции многих видеорегистраторов. Казалось бы, такое оборудование явно не нуждается в подобном датчике. На самом деле производители регистраторов нашли весьма интересное применение для акселерометра. Он связан с программным обеспечением отвечающим за проведение съемки и сохранение видео данных. Датчик ускорения настроен таким образом, что при появлении неестественных инертных нагрузок, к примеру, при резком торможении или маневре на скорости, подается соответствующий сигнал. В результате видеорегистратор записывает видео в особенный файл. Благодаря этому результаты съемки сохранятся, и прибор не сможет автоматически их удалить, чтобы очистить память для дальнейшей регистрации.

Использование в сфере автомобилестроения

Акселерометр является обязательной частью современного автомобиля, в котором уделяется особое внимание безопасности. В этом случае применяется полноразмерный пьезоэлектрический прибор. Благодаря акселерометру обеспечивается нормальная работа пневмоподвески, круиз-контроля и пр.

Установка для сохранения данных на жестком диске

Винчестеры ноутбуков, нетбуков, а также съемные жесткие диски зачастую имеют в своей конструкции акселерометр. Задача такого датчика заключается, в случае падения компьютера, подать предупредительный сигнал на жесткий диск.  Тот является командой для остановки головок винчестера. Это позволяет предотвратить серьезные повреждения диска и сохранить записанные на нем данные.

Применение в сфере строительства

Также акселерометры применяются в качестве оборудования, которое осуществляет измерение колебаний зданий. Устройство могут использовать как отдельное диагностическое оборудование и как постоянный датчик. Также прибор данной конструкции может применяться для мониторинга систем целостности трубопроводов. С его помощью оценивают и эффективность работы мостов.

Применение в сейсмостанциях

С помощью акселерометра осуществляется фиксация землетрясений. Такие датчики входят в устройство современных сейсмографов. Они отличаются повышенной точностью, что дает возможность определить силу колебаний по шкале Рихтера. Такие приборы отличаются от классического строения акселерометра. Закрепленное тело остается неподвижным, в то время как в результате колебаний двигается только корпус самого устройства.

На сейсмостанциях применяются одноосные акселерометры. Одни применяются только для фиксации горизонтальных колебаний, а другие вертикальных.

Использование в летательных аппаратах

Также акселерометр можно встретить в конструкции беспилотных устройств. Благодаря работе датчика осуществляется контроль плоскости движения аппарата. Это существенно облегчает дистанционное управление, особенно если прибор находится вне предела зоны видимости. Наличие акселерометра позволяет избежать неправильного направления движения аппарата, а также дает ему возможность автоматически вернуться к точке запуска, если управление было потеряно или была нажата соответствующая кнопка.

Поведение в невесомости

Для обеспечения работы акселерометра важно наличие притяжения. Сначала теоретически, а потом и экспериментально на космических станциях было подтверждено, что акселерометры не способны действовать в условиях невесомости. В космосе в любом положении, а также при встряске показания устройства всегда равны нулю. В связи с этим традиционные датчики наклона на основе акселерометра, которые применяются повсеместно, на космических аппаратах совершенно бесполезны.

Причины погрешности прибора

При работе акселерометра могут возникать отклонения показаний его измерения. На это в первую очередь может влиять влажность и температура окружающей среды. Это меняет свойства материалов, которые применяются при изготовлении приборов. Также помехи создает внешнее магнитное поле. Для минимизации его влияния конструкции датчика могут иметь различные технические дополнения. Также погрешность измерений получается в результате вибрации объекта измерения.

Технические особенности устройств

Акселерометры могут отличаться между собой не только по направлению их использования, но и техническими особенностями. При выборе данного устройства, к примеру, при ремонте различного оборудования, которое им уже комплектовалось, стоит отдавать предпочтение аналогичному датчику. Также возможен выбор устройств с более высоким динамическим диапазоном. Этот показатель отражает максимальную амплитуду колебаний, на которую способен отреагировать прибор. Также важным показателем является чувствительность прибора. Различные изделия отличаются между собой по диапазону частоты, которая измеряется в Гц.

Похожие темы:

10 датчиков «умных» часов iWatch

Apple выпустит осенью сразу несколько моделей умных часов iWatch. Детали о дизайне, дате выхода и функциях грядущего устройства девайса опубликовали со ссылкой на анонимные источники информагентство Reuters и тематическое издание MacWorld.

По данным СМИ, носимый компьютер Apple будет содержать 10 датчиков, включая сенсоры, фиксирующие активность при занятии фитнесом. Такое количество необходимо, чтобы функциональность iWatch была заведомо шире, чем у смартфонов. Делая замеры на протяжении всего дня, владелец гаджета сможет получить картину общего самочувствия и своего физического состояния.

10 датчиков «умных» часов iWatch:

1. Акселерометр

Акселерометр (G-сенсор) — это миниатюрный датчик, который, если говорить научным языком, измеряет проекцию кажущегося ускорения. Если говорить проще, то он определяет угол наклона гаджета относительно поверхности Земли. Программное обеспечение, получающее информацию об угле наклона с акселерометра, поворачивает изображение на экране.

2. Гироскоп

Гироскоп (гиродатчик) служит для определения ориентации устройства в пространстве, для отслеживания его перемещения. Программное обеспечение, используемое вместе с гироскопом, способно быстро реагировать на перемещение девайса в пространстве и принимать соответствующие решения.

3. Магнитометр

Магнитометр – это модуль для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств материалов. Другими словами, цифровой компас.

4. Датчик барометрического давления

Барометр будет измерять атмосферное давление в текущем местоположении владельца iWatch и определять высоту над уровнем моря. Эта функция особенно пригодится, когда пользователь передвигается по наклонным плоскостям, будь то холм или гора, потому как барометр помогает, в зависимости от атмосферного давления и высоты, подсчитать точное количество калорий, которые сжигаются во время прогулки.

5. Датчик температуры окружающей среды

Это простой сенсор, с помощью которого «умные» часы смогут мониторить температуру окружающей среды. Стандартные датчики работают в диапазонах от -20 до +50С. С его помощью часы смогут определить оптимальный уровень комфорта и откорректировать погрешности давления, вызванные изменением температуры воздуха.

6. Монитор сердечного ритма

Монитор сердечного ритма или как их часто называют пульсометры, кардиомониторы или даже пульсомеры, в iWatch станет помощником как для профессиональных бегунов, так и для любителей джоггинга. Он позволит отслеживать сердечную деятельность, пульс и давление, помогая внести коррективы в план пробежек.

7. Датчик оксиометрии

С помощью датчика оксиометрии компьютеризированные часы смогут измерять насыщенность крови кислородом. Подобные сенсоры состоят из двух частей: светоизлучающих диодов и детектора света (фотодетектора). Световые лучи проходят через кожу. Кровь и ткани поглощают определенное количество света, излученного датчиком, которое зависит от степени насыщения гемоглобина крови кислородом. Фотодетектор, в свою очередь, улавливает свет, прошедший через ткани, а устройство рассчитывает показатели организма.

8. Датчик проводимости кожи

Модуль кожно-гальванической реакции будет измерять проводимость кожи. Данный параметр меняется в зависимости от состояния симпатической нервной системы. На изменения проводимости влияют бессознательные эмоции, такие как внезапный шум, запах, прикосновение, боль и т.д.

9. Датчик температуры кожи

Датчик температуры кожи будет измерять температуру тела человека. Сравнивая показания с модулем, фиксирующим температуру окружающего воздуха, устройство сможет определить интенсивность тренировки и нагрузок на организм человека.

10. GPS

Стандартный для мобильных устройств модуль приёма-передачи данных для спутникового контроля, использующий системы Global Positioning System для точного определения местонахождения человека.

О том, что iWatch будут созданы с большим упором именно на отслеживание множества параметров состояния здоровья пользователя, мы писали ещё в феврале. Именно поэтому последние утечки данных не вызывают удивления. Ранее сообщалось, Apple выбрала несколько известных спортсменов для тестирования своих часов.

Анонс часов ожидается в октябре с появлением их в продаже в течение месяца.

Акселерометр в часах что это

Фитнес-браслет – это очень удобное и полезное устройство, которое помогает оставаться активным и контролировать состояние организма.

На рынке регулярно появляются более современные гаджеты, которые дополняются новыми функциями.

Большинство людей уже приобрели обновку, однако далеко не все владельцы фитнес-браслетов знают, что такое акселерометр.

Этот аппаратный компонент обычно встраивают в смартфон или трекер для фитнеса вместе с гироскопом, чтобы повысить функциональность гаджета.

Пользователям будет полезно знать, что из себя представляет акселерометр, как работает и какие преимущества дает.

Что это такое

Мало кто знает, что это такое акселерометр (G-сенсор) в фитнес-браслете. Это датчик, помогающий измерить кажущееся ускорение объекта, к которому он прикреплен. Под кажущимся ускорением понимают разницу между гравитационным, а также истинным ускорением.

Именно благодаря акселерометру, фитнес-браслет умеет подсчитывать количество шагов. Для этой цели в спортивный гаджет устанавливают трехкомпонентный датчик – это миниатюрное устройство, которое регистрирует ускорение по 3 осям координат. Такие сенсоры часто встраивают в смартфоны, а также планшеты. Нередко владельцы мобильных устройств, а также фитнес-браслетов даже не подозревают о том, что используют акселерометр.

Важно! Современные модели трекеров для фитнеса оснащаются акселерометром или гироскопом, которые отслеживают ориентацию объекта в пространстве. Далеко не все пользователи понимают, что эти устройства отличаются: акселерометр измеряет ускорение, а гироскоп – угол наклона девайса по отношению к поверхности земли.

С помощью акселерометра фитнес-трекер понимает, двигается ли рука пользователя с определенным ускорением или находится в неподвижном состоянии. Мало кто знает, что это устройство постоянно контролирует быстроту изменения скорости, затем передает данные в микропроцессор. Последнее устройство обрабатывает полученную информацию по определенному алгоритму, отличая перемещение в пространстве (с движением рук во время ходьбы) от обычных жестов руками.

Если акселерометр в фитнес-браслете дополнен гироскопом, то это позволяет получить микропроцессору более развернутую (трехмерную) картину движения руки пользователя. Благодаря этим аппаратным компонентам, трекер для фитнеса может точно отличить перемещение рук во время ходьбы от движений, совершаемых на месте.

Раньше об акселерометре с гироскопом слышали владельцы смартфонов, в которые их устанавливали перед массовым распространением фитнес-браслетов. Сейчас эти датчики встраивают по умолчанию практически во все мобильные устройства. Они помогают принимать вызов, встряхнув или повернув смартфон, перелистывать электронную книгу, переключать треки в аудиоплеере или управлять персонажем видеоигры. Ну и, конечно же, функция подсчета шагов на телефоне тоже реализуется благодаря акселерометру и гироскопу.

Однако большинство недорогих моделей трекеров для фитнеса оснащены только G-сенсором. Но если программное обеспечение гаджета хорошо налажено, то даже без гироскопа он может подсчитывать шаги с минимальной погрешностью. Мало кто знает, что именно это устройство помогает определять пройденное расстояние. Кроме того, практически все фитнес-браслеты могут измерять пульс и отслеживать часы бодрствования и сна.

Как работает, и как можно использовать

Чтобы понять, как действует акселерометр в фитнес-браслете и что это такое, нужно изучить механизм действия классического устройства. Мало кто знает, что оно состоит из пружины, подвижной массы и демпфера.

Основной деталью конструкции является подвижная масса, которая прикреплена к упругому элементу. Пружина крепится к неподвижной поверхности. С противоположной стороны находится демпфер, который подавляет колебания груза.

Важно! Любые движения гаджета приводят к тому, что подвижная масса ускоряется, тогда деформируется пружина. Когда груз возвращается на место под воздействием упругого элемента, уровень смещения по отношению обычного положения фиксирует специальный датчик.

Акселерометры в фитнес-браслетах бывают разные, но чаще всего применяются емкостные и пьезоэлектрические.

Мало кто знает, как работает емкостный датчик и что это такое. При движении устройства груз давит на пластину, расположенную ближе. При сближении чувствительных элементов увеличивается емкость конденсатора. Микропроцессор производит обработку полученной информации и сигнализирует о движении.

В пьезоэлектрических устройствах вместо пластин применяется кристалл. Во время движения гаджета груз сжимает чувствительный элемент, и он создает разность потенциалов. Микроконтроллер регистрирует изменения.

Акселерометр в фитнес-браслете выглядит как миниатюрный чип, который расположен на плате устройства. Внутри него находится подвижная масса, а выглядит он как небольшой черный квадрат.

Принцип его работы не отличается от стандартного: когда меняется положение подвижной массы, то производится замер уровня смещения. Потом полученная информация преобразуется в электрический сигнал. Это наиболее простой пример работы G-сенсора.

Акселерометр в фитнес-браслете применяют во время ходьбы или бега, чтобы контролировать пройденную дистанцию. Умное устройство помогает подсчитать примерное количество шагов, ступенек. Несмотря на то, что результаты далеко не всегда точны, полученная информация поможет корректировать уровень активности и повысить результаты тренировок.

Не существует фитнес-браслетов, которые определят количество шагов без ошибки. На протяжении дня пользователь совершает непредсказуемые для гаджета движения (например, управление авто, поглощение пищи), которые он ошибочно воспринимает как шаги. К тому же, все люди имеют свой стиль хождения, поэтому нет единого алгоритма, который учитывает особенности походки и точно отличает шаги от других движений. Обычно погрешность находится в пределах от -30 до +10%.

В смартфонах акселерометры позволяют управлять героями из видеоигр или их транспортными средствами. Также датчик помогает менять ориентацию картинки или текста. В авиации G-сенсор обеспечивает работу навигационной системы, а в промышленности он используется в качестве устройства, которое преобразует постоянное низкое напряжение в переменное.

Отличия от гироскопа

Некоторые пользователи путают гироскоп с акселерометром. Однако эти устройства имеют существенные отличия.

Гироскоп в фитнес-браслете позволяет определять угол наклона гаджета по отношению к поверхности земли. Этот датчик вместе с акселерометром позволяет получить информацию о передвижении и физической активности человека. Они помогают определить обычную ходьбу и бег от более сложных занятий, например, йога, плавание. С помощью гироскопа и акселерометра фитнес-браслет собирает статистику, а потом передает ее в приложение смартфона. Эти аппаратные компоненты позволяют не только посчитать шаги, но и пройденное расстояние, высоту или количество ступенек.

Интересно! В смартфоне гироскоп тоже позволяет управлять героями игр или интерфейсом. Также его используют в автомобильной, авиационной, космической и других видах промышленности, где требуется определить положение объекта по отношению к поверхности земли.

Как упоминалось, акселерометр в фитнес-браслете позволяет измерить ускорение гаджета, в котором он установлен. Оба датчика способны передавать данные об ускорении в соответствующую программу. Тогда она определяет свое положение по отношению к земной поверхности.

Однако акселерометр имеет преимущество над гироскопом – во время измерения ускорения девайс способен очень точно определить расстояние, на которое он перемещается в пространстве. Поэтому фитнес-браслет с G-сенсором можно применять для подсчета количества шагов.

Таким образом, акселерометр и гироскоп помогают определить положение фитнес-браслет относительно земной поверхности. Но разница между ними все-таки есть: первое устройство позволяет вычислить ускорение гаджета по отношению к земле, а второе – угол его наклона. Эти функции могут заменять друг друга или дополнять. По этой причине современные фитнес-браслеты оснащают обоими датчиками.

Однако некоторые функции акселерометра недоступны гироскопу. Первое устройство формирует сигнал, позволяющий измерить дистанцию, которую прошел владелец фитнес-браслета.

Есть ли преимущества у гаджетов с такой функцией

Акселерометр в смартфонах расширяет возможности гаджета:

1. Позволяет автоматически менять ориентацию экрана во время поворота телефона.
2. Разрешает управлять игровым процессом в некоторых программах за счет поворота смартфона.
3. Мобильное устройство реагирует на жесты и выполняет определенные действия, например, при перевороте смартфона переключается песня.
4. Определяет, а также показывает изменение положения человека в пространстве с помощью навигационных программ, к примеру, Гугл Карты.
5. Отслеживает физическую активность, например, определяет расстояние чрез шагомер.

Однако фитнес-браслеты с акселерометром намного удобнее, чем телефон с таким же датчиком для отслеживания физической активности.

Плюсы трекера для фитнеса с G-сенсором, по сравнению с телефоном:

1. Носить смартфон во время ходьбы или бега в руке достаточно неудобно. Кроме того, телефон нельзя брать с собой в бассейн, а многие модели фитнес-браслетов водонепроницаемые, поэтому с ними можно плавать.
2. Заменить фитнес-браслет смартфоном возможно, но для этого нужно постоянно следить, чтобы он был подключен к интернету и другим программам. Трекер для фитнеса можно синхронизировать с телефоном и фирменным приложением 1 раз за сутки.
3. Сохранить информацию о тренировке на телефоне можно с помощью специальных приложений. На фитнес-браслете данные автоматически сохраняются и передаются в программу, где можно просмотреть все подробности.

Как видите, устройства с акселерометром имеют массу преимуществ перед гаджетами без этих датчиков. Для отслеживания физической активности фитнес-браслет с G-сенсором подходит намного больше, чем смартфон с ним.

ТОП-10 трекеров с акселерометром

Если вы решили приобрести фитнес-браслет с акселерометром, то нужно изучить список лучших устройств в 2019 году:

1. Garmin Vivosmart HR+. Оснащен акселерометром, высотометром и пульсометром. Он считает шаги, пройденное расстояние, потраченные калории и т.д. Фитнес-браслет работает в разных режимах, например, бег, езда на велосипеде, фитнес, плавание. Он отслеживает сон, ЧСС, минуты активности. А благодаря GPS-модулю, гаджет точно определяет координаты.
2. Huawei Honor Band 4. Имеет G-сенсор и пульсометр. Фитнес-браслет позволяет выбирать из списка спортивных режимов наиболее подходящий, например, ходьба, бег на улице или беговой дорожке, езда на велосипеде или тренажере, плавание. Устройство автоматически следит за активностью пользователя при занятиях спортом. Кроме того, оно распознает разные стили плавания (брасс, баттерфляй и т.д.). В статистике отображается следующая информация: скорость плавания, расстояние, калории и т.д.
3. Xiaomi Mi Band 3. Оснащен акселерометром и пульсометром. Чувствительный датчик позволяет считать шаги с минимальной погрешностью. Он правильно определяет пройденную дистанцию, количество калорий, этажи. Гаджет имеет водонепроницаемый корпус, поэтому в нем можно плавать, но специальный режим отсутствует. Кроме того, устройство хорошо понимает жесты.
4. Garmin Vivosmart 3. Оснащен пульсометром, акселерометром, барометром, датчиком освещенности. Фитнес-браслет считает шаги, дистанцию, калории, количество повторений, определяет минуты активности, измеряет пульс, отслеживает фазы сна. Кроме того, он позволяет оценить аэробное состояние, отследить стресс в течение всего дня. Он подходит для плавания и поддерживает различные спортивные режимы.
5. FitBit Charge 3. Имеет встроенный акселерометр, высотометр, сенсор освещенности, пульсометр. Это устройство считает минуты активности, шаги, время, потраченные калории. Фитнес-браслет позволяет определять цели, анализирует сон, определяет его качество. С ним можно плавать, а GPS выстроит маршрут пробежки.
6. Amazfit Cor. Оснащен 3-осевым акселерометром и оптическим датчиком ЧСС. Фитнес-браслет напоминает о движении, считает шаги, дистанцию, этажи, калории, определяет время активности, измеряет пульс. С ним можно плавать.
7. SMA B2. Имеет G-сенсор и пульсометр. Фитнес-браслет подсчитывает количество шагов, дистанцию, калории, напоминает о движении, измеряет ЧСС, кровяное давление. Позволяет выбирать режим пробежки или езды на велосипеде.
8. Samsung Gear Fit 2Pro. Оснащен акселерометром, гироскопом, высотометром, пульсометром. Фитнес-браслет напоминает об активности, определяет количество шагов, дистанцию, калории, пульс. Благодаря GPS, устройство записывает траекторию перемещения, выстраивает беговые маршруты. Он позволяет тренироваться в разных режимах (в том числе плавания).
9. Huawei Band 3 Pro. Имеет такой же набор датчиков, как предыдущий гаджет (кроме высотометра). Фитнес-браслет предлагает много полезных функций, например, измерение частоты сердцебиения, мониторинг сна, подсчет шагов, расстояния, количества кругов в бассейне и т.д. Автоматически определяет бег, езду на велосипеде и плавание.
10. Huawei Talkband B5. Оснащен акселерометром и пульсометром. Фитнес-браслет обладает всеми важными базовыми опциями, например, подсчет шагов, расстояния, калорий, пульса и т.д. Кроме того, он выступает в качестве средства мобильной связи.

Вышеописанные фитнес-браслеты с акселерометром позволят сделать жизнь активнее, тренировки – более разнообразными, правильно спать, следить за состоянием здоровья.

Полезное видео

Основные выводы

Теперь вы знаете, что это такое – акселерометр в фитнес-браслете, и зачем он нужен. Этот прибор измеряет кажущееся ускорение. Определяя эту характеристику, G-сенсор помогает ПО контролировать положение гаджета по отношению к земной поверхности, а также расстояние, на которое он был перемещен. Важно понимать, что акселерометр отличается от гироскопа, хотя оба устройства могут дополнять друг друга. В фитнес-браслете датчик позволяет считать шаги, расстояние, этажи. Акселерометр дает гаджету информацию о положении в пространстве и скорости движения пользователя. Поэтому трекеры с этими датчиками дают больше возможностей человеку, чем устройства без них. Чтобы правильно выбрать фитнес-браслет с акселерометром, нужно изучить список лучших гаджетов за 2019 год.

Фитнес-браслет – это очень удобное и полезное устройство, которое помогает оставаться активным и контролировать состояние организма.

На рынке регулярно появляются более современные гаджеты, которые дополняются новыми функциями.

Большинство людей уже приобрели обновку, однако далеко не все владельцы фитнес-браслетов знают, что такое акселерометр.

Этот аппаратный компонент обычно встраивают в смартфон или трекер для фитнеса вместе с гироскопом, чтобы повысить функциональность гаджета.

Пользователям будет полезно знать, что из себя представляет акселерометр, как работает и какие преимущества дает.

Что это такое

Мало кто знает, что это такое акселерометр (G-сенсор) в фитнес-браслете. Это датчик, помогающий измерить кажущееся ускорение объекта, к которому он прикреплен. Под кажущимся ускорением понимают разницу между гравитационным, а также истинным ускорением.

Именно благодаря акселерометру, фитнес-браслет умеет подсчитывать количество шагов. Для этой цели в спортивный гаджет устанавливают трехкомпонентный датчик – это миниатюрное устройство, которое регистрирует ускорение по 3 осям координат. Такие сенсоры часто встраивают в смартфоны, а также планшеты. Нередко владельцы мобильных устройств, а также фитнес-браслетов даже не подозревают о том, что используют акселерометр.

Важно! Современные модели трекеров для фитнеса оснащаются акселерометром или гироскопом, которые отслеживают ориентацию объекта в пространстве. Далеко не все пользователи понимают, что эти устройства отличаются: акселерометр измеряет ускорение, а гироскоп – угол наклона девайса по отношению к поверхности земли.

С помощью акселерометра фитнес-трекер понимает, двигается ли рука пользователя с определенным ускорением или находится в неподвижном состоянии. Мало кто знает, что это устройство постоянно контролирует быстроту изменения скорости, затем передает данные в микропроцессор. Последнее устройство обрабатывает полученную информацию по определенному алгоритму, отличая перемещение в пространстве (с движением рук во время ходьбы) от обычных жестов руками.

Если акселерометр в фитнес-браслете дополнен гироскопом, то это позволяет получить микропроцессору более развернутую (трехмерную) картину движения руки пользователя. Благодаря этим аппаратным компонентам, трекер для фитнеса может точно отличить перемещение рук во время ходьбы от движений, совершаемых на месте.

Раньше об акселерометре с гироскопом слышали владельцы смартфонов, в которые их устанавливали перед массовым распространением фитнес-браслетов. Сейчас эти датчики встраивают по умолчанию практически во все мобильные устройства. Они помогают принимать вызов, встряхнув или повернув смартфон, перелистывать электронную книгу, переключать треки в аудиоплеере или управлять персонажем видеоигры. Ну и, конечно же, функция подсчета шагов на телефоне тоже реализуется благодаря акселерометру и гироскопу.

Однако большинство недорогих моделей трекеров для фитнеса оснащены только G-сенсором. Но если программное обеспечение гаджета хорошо налажено, то даже без гироскопа он может подсчитывать шаги с минимальной погрешностью. Мало кто знает, что именно это устройство помогает определять пройденное расстояние. Кроме того, практически все фитнес-браслеты могут измерять пульс и отслеживать часы бодрствования и сна.

Как работает, и как можно использовать

Чтобы понять, как действует акселерометр в фитнес-браслете и что это такое, нужно изучить механизм действия классического устройства. Мало кто знает, что оно состоит из пружины, подвижной массы и демпфера.

Основной деталью конструкции является подвижная масса, которая прикреплена к упругому элементу. Пружина крепится к неподвижной поверхности. С противоположной стороны находится демпфер, который подавляет колебания груза.

Важно! Любые движения гаджета приводят к тому, что подвижная масса ускоряется, тогда деформируется пружина. Когда груз возвращается на место под воздействием упругого элемента, уровень смещения по отношению обычного положения фиксирует специальный датчик.

Акселерометры в фитнес-браслетах бывают разные, но чаще всего применяются емкостные и пьезоэлектрические.

Мало кто знает, как работает емкостный датчик и что это такое. При движении устройства груз давит на пластину, расположенную ближе. При сближении чувствительных элементов увеличивается емкость конденсатора. Микропроцессор производит обработку полученной информации и сигнализирует о движении.

В пьезоэлектрических устройствах вместо пластин применяется кристалл. Во время движения гаджета груз сжимает чувствительный элемент, и он создает разность потенциалов. Микроконтроллер регистрирует изменения.

Акселерометр в фитнес-браслете выглядит как миниатюрный чип, который расположен на плате устройства. Внутри него находится подвижная масса, а выглядит он как небольшой черный квадрат.

Принцип его работы не отличается от стандартного: когда меняется положение подвижной массы, то производится замер уровня смещения. Потом полученная информация преобразуется в электрический сигнал. Это наиболее простой пример работы G-сенсора.

Акселерометр в фитнес-браслете применяют во время ходьбы или бега, чтобы контролировать пройденную дистанцию. Умное устройство помогает подсчитать примерное количество шагов, ступенек. Несмотря на то, что результаты далеко не всегда точны, полученная информация поможет корректировать уровень активности и повысить результаты тренировок.

Не существует фитнес-браслетов, которые определят количество шагов без ошибки. На протяжении дня пользователь совершает непредсказуемые для гаджета движения (например, управление авто, поглощение пищи), которые он ошибочно воспринимает как шаги. К тому же, все люди имеют свой стиль хождения, поэтому нет единого алгоритма, который учитывает особенности походки и точно отличает шаги от других движений. Обычно погрешность находится в пределах от -30 до +10%.

В смартфонах акселерометры позволяют управлять героями из видеоигр или их транспортными средствами. Также датчик помогает менять ориентацию картинки или текста. В авиации G-сенсор обеспечивает работу навигационной системы, а в промышленности он используется в качестве устройства, которое преобразует постоянное низкое напряжение в переменное.

Отличия от гироскопа

Некоторые пользователи путают гироскоп с акселерометром. Однако эти устройства имеют существенные отличия.

Гироскоп в фитнес-браслете позволяет определять угол наклона гаджета по отношению к поверхности земли. Этот датчик вместе с акселерометром позволяет получить информацию о передвижении и физической активности человека. Они помогают определить обычную ходьбу и бег от более сложных занятий, например, йога, плавание. С помощью гироскопа и акселерометра фитнес-браслет собирает статистику, а потом передает ее в приложение смартфона. Эти аппаратные компоненты позволяют не только посчитать шаги, но и пройденное расстояние, высоту или количество ступенек.

Интересно! В смартфоне гироскоп тоже позволяет управлять героями игр или интерфейсом. Также его используют в автомобильной, авиационной, космической и других видах промышленности, где требуется определить положение объекта по отношению к поверхности земли.

Как упоминалось, акселерометр в фитнес-браслете позволяет измерить ускорение гаджета, в котором он установлен. Оба датчика способны передавать данные об ускорении в соответствующую программу. Тогда она определяет свое положение по отношению к земной поверхности.

Однако акселерометр имеет преимущество над гироскопом – во время измерения ускорения девайс способен очень точно определить расстояние, на которое он перемещается в пространстве. Поэтому фитнес-браслет с G-сенсором можно применять для подсчета количества шагов.

Таким образом, акселерометр и гироскоп помогают определить положение фитнес-браслет относительно земной поверхности. Но разница между ними все-таки есть: первое устройство позволяет вычислить ускорение гаджета по отношению к земле, а второе – угол его наклона. Эти функции могут заменять друг друга или дополнять. По этой причине современные фитнес-браслеты оснащают обоими датчиками.

Однако некоторые функции акселерометра недоступны гироскопу. Первое устройство формирует сигнал, позволяющий измерить дистанцию, которую прошел владелец фитнес-браслета.

Есть ли преимущества у гаджетов с такой функцией

Акселерометр в смартфонах расширяет возможности гаджета:

1. Позволяет автоматически менять ориентацию экрана во время поворота телефона.
2. Разрешает управлять игровым процессом в некоторых программах за счет поворота смартфона.
3. Мобильное устройство реагирует на жесты и выполняет определенные действия, например, при перевороте смартфона переключается песня.
4. Определяет, а также показывает изменение положения человека в пространстве с помощью навигационных программ, к примеру, Гугл Карты.
5. Отслеживает физическую активность, например, определяет расстояние чрез шагомер.

Однако фитнес-браслеты с акселерометром намного удобнее, чем телефон с таким же датчиком для отслеживания физической активности.

Плюсы трекера для фитнеса с G-сенсором, по сравнению с телефоном:

1. Носить смартфон во время ходьбы или бега в руке достаточно неудобно. Кроме того, телефон нельзя брать с собой в бассейн, а многие модели фитнес-браслетов водонепроницаемые, поэтому с ними можно плавать.
2. Заменить фитнес-браслет смартфоном возможно, но для этого нужно постоянно следить, чтобы он был подключен к интернету и другим программам. Трекер для фитнеса можно синхронизировать с телефоном и фирменным приложением 1 раз за сутки.
3. Сохранить информацию о тренировке на телефоне можно с помощью специальных приложений. На фитнес-браслете данные автоматически сохраняются и передаются в программу, где можно просмотреть все подробности.

Как видите, устройства с акселерометром имеют массу преимуществ перед гаджетами без этих датчиков. Для отслеживания физической активности фитнес-браслет с G-сенсором подходит намного больше, чем смартфон с ним.

ТОП-10 трекеров с акселерометром

Если вы решили приобрести фитнес-браслет с акселерометром, то нужно изучить список лучших устройств в 2019 году:

1. Garmin Vivosmart HR+. Оснащен акселерометром, высотометром и пульсометром. Он считает шаги, пройденное расстояние, потраченные калории и т.д. Фитнес-браслет работает в разных режимах, например, бег, езда на велосипеде, фитнес, плавание. Он отслеживает сон, ЧСС, минуты активности. А благодаря GPS-модулю, гаджет точно определяет координаты.
2. Huawei Honor Band 4. Имеет G-сенсор и пульсометр. Фитнес-браслет позволяет выбирать из списка спортивных режимов наиболее подходящий, например, ходьба, бег на улице или беговой дорожке, езда на велосипеде или тренажере, плавание. Устройство автоматически следит за активностью пользователя при занятиях спортом. Кроме того, оно распознает разные стили плавания (брасс, баттерфляй и т.д.). В статистике отображается следующая информация: скорость плавания, расстояние, калории и т.д.
3. Xiaomi Mi Band 3. Оснащен акселерометром и пульсометром. Чувствительный датчик позволяет считать шаги с минимальной погрешностью. Он правильно определяет пройденную дистанцию, количество калорий, этажи. Гаджет имеет водонепроницаемый корпус, поэтому в нем можно плавать, но специальный режим отсутствует. Кроме того, устройство хорошо понимает жесты.
4. Garmin Vivosmart 3. Оснащен пульсометром, акселерометром, барометром, датчиком освещенности. Фитнес-браслет считает шаги, дистанцию, калории, количество повторений, определяет минуты активности, измеряет пульс, отслеживает фазы сна. Кроме того, он позволяет оценить аэробное состояние, отследить стресс в течение всего дня. Он подходит для плавания и поддерживает различные спортивные режимы.
5. FitBit Charge 3. Имеет встроенный акселерометр, высотометр, сенсор освещенности, пульсометр. Это устройство считает минуты активности, шаги, время, потраченные калории. Фитнес-браслет позволяет определять цели, анализирует сон, определяет его качество. С ним можно плавать, а GPS выстроит маршрут пробежки.
6. Amazfit Cor. Оснащен 3-осевым акселерометром и оптическим датчиком ЧСС. Фитнес-браслет напоминает о движении, считает шаги, дистанцию, этажи, калории, определяет время активности, измеряет пульс. С ним можно плавать.
7. SMA B2. Имеет G-сенсор и пульсометр. Фитнес-браслет подсчитывает количество шагов, дистанцию, калории, напоминает о движении, измеряет ЧСС, кровяное давление. Позволяет выбирать режим пробежки или езды на велосипеде.
8. Samsung Gear Fit 2Pro. Оснащен акселерометром, гироскопом, высотометром, пульсометром. Фитнес-браслет напоминает об активности, определяет количество шагов, дистанцию, калории, пульс. Благодаря GPS, устройство записывает траекторию перемещения, выстраивает беговые маршруты. Он позволяет тренироваться в разных режимах (в том числе плавания).
9. Huawei Band 3 Pro. Имеет такой же набор датчиков, как предыдущий гаджет (кроме высотометра). Фитнес-браслет предлагает много полезных функций, например, измерение частоты сердцебиения, мониторинг сна, подсчет шагов, расстояния, количества кругов в бассейне и т.д. Автоматически определяет бег, езду на велосипеде и плавание.
10. Huawei Talkband B5. Оснащен акселерометром и пульсометром. Фитнес-браслет обладает всеми важными базовыми опциями, например, подсчет шагов, расстояния, калорий, пульса и т.д. Кроме того, он выступает в качестве средства мобильной связи.

Вышеописанные фитнес-браслеты с акселерометром позволят сделать жизнь актив

Что такое акселерометр — Androfon.ru

Большинство современных смартфонов и планшетов оснащаются G-сенсором – акселерометром. Крошечный датчик измеряет положение устройства в пространстве, что позволяет применять информацию в различных сценариях: смена ориентации экрана, управление в играх и т.д. Из статьи вы узнаете, как работает и устроен акселерометр, а ещё для чего используется.

Что такое акселерометр

Акселерометр представляет собой датчик для измерения положения устройства в пространстве. В современном исполнении акселерометр – чип размером примерно 5х5 мм, распаянный на материнской плате устройства либо встроенный в качестве платы-модуля. Датчик устанавливается в смартфоны, планшеты, фитнес браслеты и умные часы, а ещё жесткие диски и другую электронику, где требуется измерение положения.

Для чего используется акселерометр

Сенсор используется для расширения функциональности и/или в качестве защитной меры:

• Автомобильные видеорегистраторы срабатывают при резком торможении и автоматически запускают запись видео, если в этот момент регистратор находился в режиме ожидания. Такая функция часто позволяет записать момент столкновения или аварии.
• В жестких дисках включается режим парковки головок, для предотвращения повреждения механических частей и/или потери информации.
• Фитнес браслеты и умные часы позволяют подсчитывать количество сделанных за день шагов.
• В смартфонах и планшетах акселерометр выполняет несколько функций: изменение ориентации экрана, управление в играх, подсчет шагов, определение положения в пространстве на картах, переключение музыкальных композиций и другие действия при помощи встряхивания аппарата.

Чем отличается акселерометр от гироскопа

Часто пользователи путают гироскоп с акселерометром. Гироскоп измеряет положение устройства в пространстве относительно трех плоскостей. А акселерометр измеряет ускорение устройства в пространстве. Оба сенсора измеряют похожие значения, но выполняют разные функции. Акселерометр используется в большинстве устройств. Тогда как гироскоп устанавливается опционально. Наличие двух сенсоров повышает точность измерения и скорость срабатывания.

Как устроен акселерометр

Внутри пластикового корпуса установлена инертная масса и набор датчиков. В момент движения инертная масса изменяет позицию, что улавливается датчиками, а телеметрия передается смартфону. Производство сенсоров производится в автоматическом режиме на фабрике и не поддается воспроизведению в домашних условиях. К тому же стоимость датчиков редко превышает 1 доллар. Поэтому для различных поделок или замены неработающего акселерометра проще заказать датчик, либо же купить в магазине радиотоваров.

Вывод

В статье подробно описано, что такое акселерометр, как устроен и сфера применения. Датчик устанавливается в большинство мобильной электроники, а так же в некоторые электроприборы авиационной, корабельной и другой промышленности. При этом лучше и точнее акселерометр срабатывает в паре с гироскопом. В частности при соблюдении норм производства и точной калибровки.

А ваш акселерометр работает точно или приходилось выполнять калибровку вручную? Оставляйте отзывы в комментариях под статьей.

Post Views: 1

акселерометров: что это такое и как они работают

Когда вы используете приложение компаса на своем смартфоне, оно каким-то образом знает, в каком направлении указывает телефон. С помощью приложений для наблюдения за звездами он каким-то образом знает, где в небе вы ищете правильное отображение созвездий. Смартфоны и другие мобильные технологии определяют свою ориентацию с помощью ускорителя, небольшого устройства, основанного на осевом зондировании движения.

Датчики движения в акселерометрах могут даже использоваться для обнаружения землетрясений, а также могут использоваться в медицинских устройствах, таких как бионические конечности и другие искусственные части тела.Несколько устройств, являющихся частью количественного измерения собственного движения, используют акселерометры.

Акселерометр — это электромеханическое устройство, используемое для измерения сил ускорения. Такие силы могут быть статическими, такими как непрерывная сила тяжести, или, как в случае многих мобильных устройств, динамически воспринимать движение или вибрации.

Ускорение — это измерение изменения скорости или скорости, деленное на время. Например, автомобиль, разгоняющийся с места до 60 миль в час за шесть секунд, имеет ускорение 10 миль в час (60, деленное на 6).

Назначение акселерометра

Применение акселерометров распространяется на множество дисциплин, как академических, так и потребительских. Например, акселерометры в ноутбуках защищают жесткие диски от повреждений. Если во время использования ноутбук внезапно упадет, акселерометр обнаружит внезапное свободное падение и немедленно отключит жесткий диск, чтобы избежать попадания считывающих головок в диск жесткого диска. Без этого они могут ударить и нанести царапины на диск, что приведет к серьезным повреждениям файлов и чтению.Акселерометры также используются в автомобилях в качестве промышленного метода обнаружения автомобильных аварий и развертывания подушек безопасности практически мгновенно.

В другом примере динамический акселерометр измеряет гравитационное притяжение, чтобы определить угол, под которым устройство наклонено относительно Земли. Чувствуя степень ускорения, пользователи анализируют движение устройства.

позволяют пользователю лучше понять окружение предмета. С помощью этого небольшого устройства вы можете определить, движется ли объект в гору, упадет ли он, если он больше наклонится, или он летит горизонтально или наклоняется вниз.Например, смартфоны поворачивают дисплей между портретным и альбомным режимами в зависимости от того, как вы наклоняете телефон.

Как они работают

Ускоритель выглядит как простая схема для более крупного электронного устройства. Несмотря на скромный внешний вид, акселерометр состоит из множества различных частей и работает по-разному, двумя из которых являются пьезоэлектрический эффект и емкостный датчик. Пьезоэлектрический эффект является наиболее распространенной формой акселерометра и использует микроскопические кристаллические структуры, которые становятся напряженными из-за ускоряющих сил.Эти кристаллы создают напряжение от напряжения, и акселерометр интерпретирует напряжение, чтобы определить скорость и ориентацию.

Емкостный акселерометр определяет изменения емкости между микроструктурами, расположенными рядом с устройством. Если ускоряющая сила перемещает одну из этих структур, емкость изменится, и акселерометр преобразует эту емкость в напряжение для интерпретации.

состоят из множества различных компонентов и могут быть приобретены как отдельное устройство.Доступны аналоговые и цифровые дисплеи, хотя для большинства технологических устройств эти компоненты интегрированы в основную технологию и доступны с помощью управляющего программного обеспечения или операционной системы.

Типичные акселерометры состоят из нескольких осей, две для определения большинства двумерных перемещений с возможностью выбора третьей для трехмерного позиционирования. Большинство смартфонов обычно используют трехосные модели, тогда как автомобили просто используют только двухосную для определения момента удара. Чувствительность этих устройств достаточно высока, поскольку они предназначены для измерения даже самых незначительных сдвигов в ускорении.Чем более чувствителен акселерометр, тем легче он может измерить ускорение.

Акселерометры, которые активно используются во многих электронных устройствах в современном мире, также доступны для использования в нестандартных проектах. Являетесь ли вы инженером или техническим специалистом, акселерометр играет очень активную роль в широком спектре функций. Во многих случаях вы можете не заметить наличие этого простого датчика, но, скорее всего, вы уже используете устройство с ним.