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

Что такое акселерометр и для чего он нужен в смартфонах. Как работает акселерометр в фитнес-браслете.

Датчик под названием акселерометр (он же G-сенсор) создан для того, чтобы определять наклон устройства относительно положения земли. Так, каждый владелец смартфона или фитнес-браслета, часто не подозревая об этом, использует акселерометр.

Практически все современные смартфоны и планшеты оснащаются акселерометром. Он необходим для того, чтобы замерять уровень смещения относительно уровня покоя, в любое время замерять активность человека, распознавать и демонстрировать положение в пространстве. Встроенный акселерометр дает возможность оперативного управления телефоном за счет моментального реагирования на изменения его положения. За счет этого устройства при смене положения смартфона поворачивается его экран для максимального удобства. Кстати, именно акселерометр защищает от удаления всех записей в случае непредвиденной ситуации. Таким образом акселерометр является незаменимым элементом любого смартфона.

Если в смартфонах такой датчик устанавливается для определения положения экрана, то в фитнес-браслетах он применяется с единственной целью: подсчет числа сделанных шагов, а также определение пройденной человеком дистанции. Большинство моделей фитнес-браслетов также могут определять сердечный ритм и различать состояние бодрствования и сна.

В часах акселерометр устанавливается с той же целью, что и в фитнес браслетах Устройство подсчитывает количество шагов, показатели физической активности, создает отчеты в соответствующих приложениях, подсчитывает, какое количество калорий человек потратил в процессе физической тренировки. Фитнес-часы – это отличное устройство для тех, кто занимается спортом и следит за своим здоровьем.

Содержание

Как это работает?

G-сенсор представляет собой крошечный чип. Он ставится на плате устройства. В двух словах: данный чип представляет собой особую инертную массу, которая крепится к достаточно гибкой и подвижной составляющей части, закрепляемой на на подвижном элементе. Чтобы подавлять любые случайные мини колебания инертная масса должна быть присоединена к демпферу.

Принцип акселерометра заключается в том, что он производит замер уровня смещения относительно уровня состояния покоя. Далее происходит преобразование получаемой информации в электросигнал. Последний, в свою очередь, переходит к программному обеспечению, электронике. Так выглядит упрощенный пример работы датчика. Чтобы акселерометр давал точные результаты для его изготовления требуются максимально точные пропорции и расчеты. Датчик не создается вручную. Для его изготовления используются химические реакции и полностью автоматизированное производство.

В чем преимущества фитнес-браслета со встроенным акселерометром?

Любой акселерометр-браслет намного удобнее, чем смартфон, используемый в тех же целях. Можно выделить следующие преимущества таких устройств:

  • Носить телефон в руке для того, чтобы фиксировать все данные при движении, неудобно. К тому, же его нельзя брать с собой при занятиях плаванием. Фитнес браслет надежно крепится на руке и сопровождает своего владельца повсюду.
  • Чтобы использовать смартфон в качестве фитнес-браслета, потребуется постоянно держать его подключенным к интернету и другим приложениям. Фитнес-браслет достаточно синхронизировать с интернетом всего один раз в сутки.
  • Чтобы сохранить данные в телефоне также потребуется использование специальных программ. В браслете сохранение данных осуществляется автоматически без загрузки каких-либо дополнительных приложений.

Отличия акселерометра от гироскопа

Сегодня многие не знают, чем отличается гироскоп от акселерометра. Многие путают даже названия этих устройств. Между тем, главное отличие заключается в принципе работы акселерометра и гироскопа. Если акселерометр замеряет уровень наклона по отношению к земле путем расчета собственного успокоения, то гироскоп производит замер угла наклона относительно земли. Эти острова могут работать по отдельности, но в большинстве смартфонов он устанавливаются совместно, дополняя работу друг друга.

Акселерометр в смарт часах что это

В этой статье мы попросили мастера ответить на вопрос: «Акселерометр в смарт часах что это?», а также дать полезные рекомендации для наших читателей. Что из этого получилось, читайте далее.

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.

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.

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.

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.

Следите за новостями Apple в нашем Telegram-канале, а также в приложении MacDigger на iOS.

Присоединяйтесь к нам в Twitter, ВКонтакте, Facebook, Google+ или через RSS, чтобы быть в курсе последних новостей из мира Apple, Microsoft и Google.

Датчик под названием акселерометр (он же G-сенсор) создан для того, чтобы определять наклон устройства относительно положения земли. Так, каждый владелец смартфона или фитнес-браслета, часто не подозревая об этом, использует акселерометр.

Практически все современные смартфоны и планшеты оснащаются акселерометром. Он необходим для того, чтобы замерять уровень смещения относительно уровня покоя, в любое время замерять активность человека, распознавать и демонстрировать положение в пространстве. Встроенный акселерометр дает возможность оперативного управления телефоном за счет моментального реагирования на изменения его положения. За счет этого устройства при смене положения смартфона поворачивается его экран для максимального удобства. Кстати, именно акселерометр защищает от удаления всех записей в случае непредвиденной ситуации. Таким образом акселерометр является незаменимым элементом любого смартфона.

Если в смартфонах такой датчик устанавливается для определения положения экрана, то в фитнес-браслетах он применяется с единственной целью: подсчет числа сделанных шагов, а также определение пройденной человеком дистанции. Большинство моделей фитнес-браслетов также могут определять сердечный ритм и различать состояние бодрствования и сна.

В часах акселерометр устанавливается с той же целью, что и в фитнес браслетах Устройство подсчитывает количество шагов, показатели физической активности, создает отчеты в соответствующих приложениях, подсчитывает, какое количество калорий человек потратил в процессе физической тренировки. Фитнес-часы – это отличное устройство для тех, кто занимается спортом и следит за своим здоровьем.

G-сенсор представляет собой крошечный чип. Он ставится на плате устройства. В двух словах: данный чип представляет собой особую инертную массу, которая крепится к достаточно гибкой и подвижной составляющей части, закрепляемой на на подвижном элементе. Чтобы подавлять любые случайные мини колебания инертная масса должна быть присоединена к демпферу.

Принцип акселерометра заключается в том, что он производит замер уровня смещения относительно уровня состояния покоя. Далее происходит преобразование получаемой информации в электросигнал. Последний, в свою очередь, переходит к программному обеспечению, электронике. Так выглядит упрощенный пример работы датчика. Чтобы акселерометр давал точные результаты для его изготовления требуются максимально точные пропорции и расчеты. Датчик не создается вручную. Для его изготовления используются химические реакции и полностью автоматизированное производство.

Любой акселерометр-браслет намного удобнее, чем смартфон, используемый в тех же целях. Можно выделить следующие преимущества таких устройств:

  • Носить телефон в руке для того, чтобы фиксировать все данные при движении, неудобно. К тому, же его нельзя брать с собой при занятиях плаванием. Фитнес браслет надежно крепится на руке и сопровождает своего владельца повсюду.
  • Чтобы использовать смартфон в качестве фитнес-браслета, потребуется постоянно держать его подключенным к интернету и другим приложениям. Фитнес-браслет достаточно синхронизировать с интернетом всего один раз в сутки.
  • Чтобы сохранить данные в телефоне также потребуется использование специальных программ. В браслете сохранение данных осуществляется автоматически без загрузки каких-либо дополнительных приложений.

Сегодня многие не знают, чем отличается гироскоп от акселерометра. Многие путают даже названия этих устройств. Между тем, главное отличие заключается в принципе работы акселерометра и гироскопа. Если акселерометр замеряет уровень наклона по отношению к земле путем расчета собственного успокоения, то гироскоп производит замер угла наклона относительно земли. Эти острова могут работать по отдельности, но в большинстве смартфонов он устанавливаются совместно, дополняя работу друг друга.

«Умные» часы еще не успели закрепиться как класс устройств, а дизайнеры уже вовсю улучшают их эргономику. Как правило, умным часам (помимо работы от батарейки), ставят в вину то, что их экран редко повернут к человеку под правильным углом: определять время еще более или менее удобно, а вот читать сообщения – уже нет. Запястье приходится вращать, пытаясь найти правильное положение кисти. Корейский дизайнер Кван Ю (Kwan Yoo) предложил интересное решение этой проблемы.

В концепте Watch-ME дизайнер предлагает не просто использовать гибкий дисплей, а задействовать гироскоп, определяющий положение кисти и выводящий уведомления под правильным углом. Можно пить чай, печатать или вести машину и при этом отлично видеть текст: он будет «плавать» по дисплею вслед за движениями руки, всегда оставаясь на виду.

В версии Квана OLED-дисплей часов имеет размер 140×20 мм и растянут почти по всей длине браслета. На экране могут располагаться самые разные виджеты и уведомления. Со смартфоном Watch-ME соединяются традиционно – посредством Bluetooth.

Возможно у Вас есть свои мнения на тему «Акселерометр в смарт часах что это»? Напишите об этом в комментариях.

Что такое акселерометр? Определение — Типы — Применение

Большинство современных устройств используют датчики для контроля и управления различными физическими величинами, такими как давление, температура, влажность, интенсивность света, направление и т.д. Один из таких датчиков, используемый для измерения ускорения устройств, называется датчиками акселерометра.

Когда-то давно вы бы нашли такие датчики только в современных машинах, таких как космические ракеты или реактивные самолеты. Теперь они есть практически в каждом смартфоне, ноутбуке, автомобиле и игровой консоли. Давайте копнем глубже и выясним, что это такое, как они работают, и для чего они используются?

Что такое акселерометр?

Определение: Акселерометр - это электромеханический инструмент, который измеряет ускорение (скорость изменения скорости). Ускорение может быть статическим, как ускорение, вызванное гравитацией, или может быть динамическим, как движение и вибрации, вызванные внешним фактором.

Измеряя величину гравитационного ускорения, инструмент может вычислить угол, под которым он наклонен относительно Земли. Например, акселерометр, установленный на поверхности Земли, будет измерять ускорение 9,81 м / с2 в прямом направлении вверх.

Измеряя величину динамического ускорения, можно определить, насколько быстро и в каком направлении движется устройство. Например, трехосевой акселерометр может определять величину и направление (во всех трех осях) ускорения как векторную величину.

Цель

Акселерометры используются в различных отраслях промышленности и научных исследованиях. Они в основном используются в электронных устройствах для определения ориентации, ускорения координат, ударов и вибрации.

Акселерометры, встроенные в смартфоны,например, выясняют, когда переключать макет экрана с ландшафтного на портретный. Данные, предоставляемые этими датчиками, могут помочь определить, идет ли устройство вверх или падает вниз.

Высокочувствительные акселерометры интегрированы в инерциальные навигационные системы ракет и реактивных двигателей. Беспилотные летательные аппараты также используют такие устройства для стабилизации полета.

Как работает акселерометр?

Механический акселерометр состоит из пружины, прикрепленной массой. Эта пружина обычно подвешивается внутри наружного корпуса. Когда все устройство ускоряется, корпус сразу же движется в том же направлении. Масса, однако, остается в своем положении (на короткое время), растягивая пружину с силой, соответствующей ускорению.

Принцип работы механического акселерометра

Измеряя длину пружины растяжения, мы можем определить ускорение. Это может быть сделано различными способами. Сейсмометр, например, использует тот же принцип для измерения землетрясений.

Когда происходит землетрясение, он трясет корпус сейсмометра, но масса движется дольше. К массе прикрепляется ручка, чтобы проследить ее движение на бумажном графике.

Современные акселерометры генерируют электрические или магнитные сигналы вместо того, чтобы использовать след от ручки на бумаге.

Самые распространенные типы акселерометров

Большинство коммерческих устройств оснащены емкостными, пьезорезистивными и пьезоэлектрическими приборами для преобразования механического движения в электрический сигнал.

1. Пьезоэлектрические акселерометры используют пьезоэлектрический эффект определенных материалов для измерения ускорения, вибрации или механического удара. Эти материалы накапливают электрический заряд (пьезоэлектричество) в ответ на приложенное механическое напряжение.

Принцип работы пьезоэлектрического акселерометра

К массе прикрепляется пьезоэлектрический материал, например, цирконат-титанат свинца. При движении акселерометра масса оказывает механическое давление на этот материал. В результате этого материал вырабатывает крошечное электрическое напряжение, которое можно расшифровать, чтобы вычислить соответствующее ускорение.

2. Пьезорезистивные акселерометры работают по аналогичному принципу. Они используют изменение сопротивления пьезорезистивных материалов для преобразования механического напряжения в выходное напряжение постоянного тока. Эти типы акселерометров подходят для измерений удара, где уровень g и диапазон частот значительно высоки.

Endevco 727 | легкий пьезорезистивный акселерометр, идеально подходящий для измерения удара при испытаниях на падение

Пьезоэлектрические компоненты, напротив, не имеют себе равных по высокотемпературному диапазону и малому весу в упаковке.

3. Емкостные акселерометры основаны на изменении электрической емкости в ответ на ускорение. Они содержат два компонента: первичную (стационарную) пластину, прикрепленную к корпусу, и вторичную пластину, соединенную с массой, которая свободно перемещается внутри корпуса.

Емкость изменяется с расстоянием между двумя металлическими пластинами, и, измеряя емкость, можно определить приложенное ускорение. Эти типы акселерометров могут измерять постоянное, а также медленное переходное и периодическое ускорение.

Трехосный емкостный акселерометр

Современные акселерометры бывают всех трех форм. Они часто представляют собой микроэлектромеханические системы (MEMS), содержащие несколько компонентов, каждый размером от 1 до 100 микрометров. Акселерометры, встроенные в планшеты и смартфоны, обычно имеют площадь менее 100 миллиметров.

Микромеханический акселерометр чувствителен только к одному направлению в плоскости. Двухосевой акселерометр построен путем интеграции двух устройств перпендикулярно, а трехосный акселерометр может быть сделан путем добавления другого устройства вне плоскости. Интегрированный модуль может быть гораздо более точным, чем три отдельных устройства, объединенные после упаковки.

Для достижения сверхвысокой чувствительности можно использовать квантовое туннелирование. Однако этот процесс является чрезвычайно сложным и дорогостоящим.

С помощью существующих технологий мы можем измерять ускорения до тысяч g. Инженерам и производителям приходится идти на компромисс между максимальным измеряемым ускорением и чувствительностью устройства.

Применение

Акселерометры используются в различных областях, от инженерной и бытовой электроники до биологии и медицинских технологий. Ниже приведены наиболее часто используемые датчики акселерометров.

Навигация

Инерциальная навигационная система (также называемая инерциальной эталонной платформой) использует компьютер и акселерометры для непрерывного измерения местоположения, ориентации и скорости движущегося объекта без каких-либо внешних ориентиров.

Инженерия

Акселерометры широко используются для измерения вибрации на машинах, автомобильных двигателях и зданиях. В автомобильном секторе акселерометры с высоким значением g используются для обнаружения дорожно-транспортных происшествий и установки подушек безопасности в нужное время.

Они также используются для контроля работоспособности оборудования и регистрации вибрации вращающихся инструментов, таких как компрессоры, турбины, которые, если их не обслуживать, могут привести к дорогостоящему ремонту. Некоторые акселерометры специально настроены (встроены в гравиметры) для измерения гравитационных сил.

В космических аппаратах акселерометры используются для обнаружения апсиса - точки на орбите спутника, в которой он наиболее удален от Земли.

Бытовая электроника

Они используются практически во всех ноутбуках, мобильных телефонах и камерах для определения положения и ориентации устройства и отображения контента в вертикальном положении на экранах. Игровые приставки, такие как пульт дистанционного управления PlayStation DualShock , используют трехосевой акселерометр, чтобы сделать рулевое управление более реалистичным в гоночных играх.

Многие производители ноутбуков используют акселерометры для защиты жестких дисков от повреждений. Если датчик обнаруживает внезапное падение, головки жесткого диска припаркованы, чтобы избежать повреждения диска и потери данных.

Биология и медицинское применение

В биологических науках все чаще используются акселерометры. Данные, получаемые с помощью высокочувствительных трехосных акселерометров, позволяют ученым различать поведенческие модели животных, когда они находятся вне поля зрения.

Многие автоматические внешние дефибрилляторы содержат акселерометр для определения глубины сдавления грудной клетки СЛР.

Несколько компаний производят часы для спортсменов, которые состоят из акселерометров для измерения скорости и пройденных дистанций бегунов. Современные будильники фазы сна также интегрированы с акселерометрическими датчиками, так что они могут обнаружить движение спящего и разбудить человека в цикле не-быстрого сна.

Акселерометр. Виды и типы. Работа и применение. Особенности

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

Управление при помощи акселерометра в игре Asphalt 8.Управление при помощи акселерометра в игре Asphalt 8.Управление при помощи акселерометра в игре Asphalt 8.

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.

Строение акселерометра. Строение акселерометра. Строение акселерометра.

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.

Акселерометры

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.

Акселерометры

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.

,
Как работают акселерометры | Типы акселерометров

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 16 августа 2019 года.

Хотите знать, как быстро движется ваш автомобиль? Это просто - просто взгляните на спидометр! Скорость есть удобное измерение, которое говорит вам, как быстро вы можете получить из одного места в другое. Максимальная скорость автомобиля, как правило, является хорошим показателем того, насколько мощным двигатель это имеет, но при условии, что все остаются в пределах скорости, максимум скорости - это просто числа на бумаге, которые никому не нужны.

Ускорение гораздо интереснее скорости и более полезно, если вам нужно избежать опасности за рулем: это как быстро что-то может ускориться или замедлиться. Измерение ускорения немного более сложно, чем измерение скорости, потому что это требует выяснения того, как скорость меняется в течение определенного периода времени. Как вы измеряете ускорение? Не удивительно, что с устройством под названием Акселерометр . Когда-то вы бы нашли такие гаджеты только в космических ракетах или больших реактивных самолетах; теперь они практически в каждом автомобиль, много ноутбуков и всевозможные гаджеты, такие как iPod, iPhone и Nintendo Wii.Давайте внимательнее посмотрим на то, что они, что они делают, и как они работают!

Фото: так вверх! Как ваш мобильный телефон узнает, в каком направлении вращать дисплей? Это все сделано с помощью акселерометров, спрятанных внутри корпуса.

Для чего используются акселерометры?

Фото: прибор ракетостроения? Акселерометр, разработанный компанией Honeywell в 1980-х годах для использования на космическом корабле. Фото любезно предоставлено НАСА Космическим центром Джонсона (НАСА-АО).

Акселерометры - это наука о ракетостроении - буквально! Установлен в космическом корабле, они удобный способ измерить не только изменения скорости ракеты, но также апогей (когда корабль находится на максимальном расстоянии от Земли или другая масса, поэтому ее ускорение из-за гравитации минимально) и ориентация (потому что наклон чего-то меняет то, как гравитация действует на него и силу, которую он чувствует). Акселерометры есть также широко используется в инерциальной навигации и системах наведения в таких вещах, как автопилоты самолетов и кораблей.Другое очень распространенное использование в транспортировке - автомобильные подушки безопасности: когда акселерометр обнаруживает внезапное изменение скорости автомобиля, сигнализируя о неизбежном столкновении, он запускает электрическую цепь, которая заставляет подушки безопасности надуваться.

Фото: выбор акселерометров, используемых для испытаний ветровых турбин. Фото Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемой энергии (US DOE / NREL).

Если у вас современный мобильный телефон, MP3-плеер или портативный игровая консоль, вероятно, в нее встроен акселерометр может чувствовать, когда вы наклоняете его из стороны в сторону.Вот как iPhone или iPod Прикосновение автоматически определяет, когда переключать расположение экрана с книжного на альбомный. Многие игры и «приложения», предназначенные для гаджетов, таких как айфоны, работают, ощущая, насколько сложно или как быстро Вы перемещаете или встряхиваете корпус, используя крошечные чипы акселерометра внутри.

Вы будете удивлены тем, для чего используются акселерометры. Знаете ли вы, например, что хай-тек стиральные машины есть акселерометры, которые могут обнаружить, когда нагрузка выходит из равновесия и выключить электродвигатель, чтобы они не раскололись? Или что нагревательные приборы, такие как электронные утюги и тепловентиляторы, имеют внутри акселерометры, которые обнаруживают, когда они падают, и выключают их, чтобы остановить их, вызывая возгорание? Удивительно, а? Разве ракетостроение не полезно!

Что такое ускорение?

Прежде чем вы сможете понять акселерометры, вы действительно должны понять ускорение - так что давайте кратко подведем итоги.Если у вас есть машина, которая разгоняется с места до скорости (или, строго говоря, скорость) 100 км / ч за 5 секунд, ускорение является изменение скорость или скорость, деленная на время - так, 100/5 или 20 км / ч второй. Другими словами, каждую секунду машина едет, добавляет еще 20 км / ч до его скорости. Если вы сидите внутри этой машины, вы можно измерить ускорение с помощью секундомера и автомобиля спидометр. Просто прочитайте спидометр через 5 секунд, разделите чтение на 5, и вы получите ускорение.

Но что, если вы хотите узнать ускорение от момента к моменту, не дожидаясь определенное время прошло? Если вы знаете о законах движения, вы будете знаю, что блестящий английский ученый Исаак Ньютон определил ускорение по-другому, связывая его с массой и силой. Если у вас есть определенная сила (скажем, сила в ноге, когда вы пинаете ее наружу), и вы примените его к массе (футбольный мяч), вы будете заставить массу ускоряться - мяч отлетит в воздух.

Фото: ускорение происходит, когда вы прикладываете силу к объекту, например, пинаете футбольный мяч.Ускорение - это мера изменения скорости мяча за определенное время. Менее очевидно, это также мера того, сколько силы вы прикладываете к каждому килограмму массы, который содержит объект. Фото Гэри Николса любезно предоставлено ВМС США.

Второй закон движения Ньютона связывает силу, массу и ускорение с помощью этого очень простого уравнения:

Сила = масса х ускорение

или ...

F = m a

или ...

а = Ф / м

Другими словами, ускорение - это сила, которая нужна нам для перемещения. единица массыГлядя на это уравнение, вы можете понять, почему футбольные мячи работают как они это делают: чем сильнее вы ударите (чем больше сила) или чем легче мяч (тем меньше масса), больше ускорения вы произведете - и чем быстрее мяч полетит по небу.

Вы также можете видеть, что теперь у нас есть второй способ расчета ускорение, которое не включает расстояние, скорость или время. Если мы можем измерить силу, которая действует на что-то, а также его массу, мы можно определить его ускорение, просто разделив силу на масса.Нет необходимости измерять скорость или время вообще!

Как работают акселерометры?

Это уравнение является теорией акселерометров: они измеряют ускорение не путем расчета того, как скорость меняется со временем, а путем измерительная сила. Как они это делают? Вообще говоря, ощущая, как масса давит на что-то, когда сила действует на него.

Это то, с чем мы все хорошо знакомы, когда находимся в машине. Представь, что ты сидишь в заднее сиденье автомобиля, радостно занимающегося своим делом, и водитель разгоняется вдруг проехать тихоходный грузовик.Вы чувствуете себя стучащим в ответ в сиденье. Зачем? Поскольку ускорение автомобиля заставляет его двигаться Вперед внезапно. Вы можете подумать, что вы двигаетесь назад, когда машина ускоряется вперед, но это иллюзия: на самом деле вы испытываете машина пытается съехать без тебя, а твое место догоняет тебя сзади!

Законы движения говорят нам, что ваше тело пытается продолжайте движение с постоянной скоростью, но сиденье постоянно толкает вас силой и заставляет вместо этого ускоряться. чем больше автомобиль разгоняется, тем больше силы вы чувствуете со своего места - и Вы действительно можете почувствовать это! Ваш мозг и тело работают вместе, чтобы сделать Достаточно эффективный акселерометр: чем больше сил вашего тела опыт, тем больше ускорение ваш мозг регистрирует от Разница между движениями вашего тела и автомобиля. (И это подбирает полезные подсказки от других ощущений, включая скорость какие движущиеся объекты проходят мимо окна, изменение звука двигатель автомобиля, шум несущегося воздуха и так далее.Момент момент, вы чувствуете изменения в ускорении от изменений в ощущениях на вашем теле, а не путем расчета, как далеко вы путешествовали и как долго это заняло

И акселерометры работают примерно так же.

Типы акселерометров

Существует много разных типов акселерометров. Механические немного похожи уменьшенные версии пассажиров, сидящих в автомобилях, отступающих и вперед, как силы действуют на них. У них есть что-то вроде массы, прикрепленной к пружине подвешен внутри внешнего кожуха.Когда они ускоряются, корпус сразу уходит, но масса отстает и весна растягивается с силой, соответствующей ускорению. расстояние, которое растягивает пружина (которое пропорционально сила растяжения) может быть использована для измерения силы и ускорение различными способами. Сейсмометры (используются для измерять землетрясения) в широком смысле, используя ручки на тяжелых массы прикреплены к источникам для регистрации сил землетрясения. Когда землетрясение ударов, оно трясет корпус сейсмометра, но ручка (прикрепленный к массе) занимает больше времени, чтобы двигаться, поэтому оставляет след на бумажной карте.


Работа: основная концепция механического акселерометра: когда серая коробка акселерометра перемещается из стороны в сторону, масса (красная капля) ненадолго остается позади. Но пружина, соединяющая его с коробкой (красный зигзаг), вскоре возвращает его на место и, когда он движется, рисует на бумаге след (синяя линия).

Альтернативные конструкции акселерометров измеряют силу, не делая отпечаток ручки на бумаге, а генерируя электрический или магнитный сигналы. В пьезорезистивных акселерометрах масса подключена к потенциометру (переменному резистору), немного похожему на регулятор громкости, который поворачивается электрический ток вверх или вниз в зависимости от величины силы действуя на это.Конденсаторы также можно использовать в акселерометрах для измерения силы аналогичным образом: если движется масса изменяет расстояние между двумя металлическими пластинами, измерение изменения их емкости дает измерение силы, которая действует.


Работа: широкая концепция емкостного акселерометра: когда серая коробка акселерометра перемещается вправо, красная масса остается позади и сдвигает синие металлические пластины ближе друг к другу, изменяя их емкость измеримым образом.

В некоторых акселерометрах пьезоэлектрические кристаллы, такие как кварц, делают умную работу.К массе прикреплен кристалл, поэтому, когда акселерометр движется, масса сдавливает кристалл и генерирует крошечное электрическое напряжение.


Artwork: Основная концепция пьезоэлектрического акселерометра: когда серая коробка акселерометра движется вправо, масса сжимает синий пьезоэлектрический кристалл (очень преувеличенный на этом рисунке), который генерирует напряжение. Чем больше ускорение, тем больше сила и тем больше ток, который течет (синие стрелки).

В акселерометрах с эффектом Холла сила и ускорение измеряются путем обнаружения крошечных изменений в магнитном поле.

,

Акселерометр против Гироскопа: в чем разница?

Многие различные сенсорные устройства используются для определения положения и ориентации объекта. Наиболее распространенными из этих датчиков являются гироскоп и акселерометр. Хотя они похожи по назначению, они измеряют разные вещи. Когда они объединены в одно устройство, они могут создать очень мощный массив информации.

Что такое гироскоп?

Гироскоп - это устройство, которое использует гравитацию Земли, чтобы помочь определить ориентацию.Его конструкция состоит из свободно вращающегося диска, называемого ротором, установленного на оси вращения в центре большего и более устойчивого колеса. Когда ось поворачивается, ротор остается неподвижным, указывая на центральное гравитационное притяжение и, следовательно, какой путь «вниз».

«Один типичный тип гироскопа изготавливается путем подвешивания относительно массивного ротора внутри трех колец, называемых подвесами», согласно руководству по исследованию Университета штата Джорджия. «Установка каждого из этих роторов на высококачественных опорных поверхностях гарантирует, что на внутренний ротор может быть приложен очень маленький крутящий момент.«

Гироскопы были впервые изобретены и названы в 19 веке французским физиком Жаном-Бернаром-Леоном Фуко. Только в 1908 году немецкий изобретатель Х. Аншютц-Кемпфе разработал первый работающий гирокомпас, согласно Encyclopedia Britannica. созданный для использования в погружном аппарате, а затем, в 1909 году, для создания первого автопилота.

Что такое акселерометр?

Акселерометр - это компактное устройство, предназначенное для измерения негравитационного ускорения.Когда объект, в который он встроен, переходит из состояния покоя на любую скорость, акселерометр предназначен для реагирования на вибрации, связанные с таким движением. Он использует микроскопические кристаллы, которые испытывают напряжение, когда возникают вибрации, и из этого напряжения генерируется напряжение для создания показаний при любом ускорении. Акселерометры являются важными компонентами устройств, которые отслеживают пригодность и другие измерения в количественном измерении собственного движения.

Первый акселерометр был назван машиной Этвуда и был изобретен английским физиком Джорджем Этвудом в 1783 году, согласно книге Вилла Каякари «Практические MEMS».

Использование гироскопа или акселерометра

Основное различие между двумя устройствами простое: одно может ощущать вращение, а другое - нет. Таким образом, акселерометр может измерять ориентацию неподвижного предмета относительно поверхности Земли. При ускорении в определенном направлении акселерометр не может отличить его от ускорения, обеспечиваемого гравитационным притяжением Земли. Если учесть этот недостаток при использовании в самолете, акселерометр быстро теряет свою привлекательность.

Гироскоп поддерживает свой уровень эффективности, имея возможность измерять скорость вращения вокруг определенной оси. При измерении скорости вращения вокруг оси крена летательного аппарата он определяет фактическое значение до тех пор, пока объект не стабилизируется. Используя основные принципы углового момента, гироскоп помогает указать ориентацию. Для сравнения акселерометр измеряет линейное ускорение на основе вибрации.

Типичный двухосевой акселерометр дает пользователям направление гравитации в самолете, смартфоне, автомобиле или другом устройстве.Для сравнения, гироскоп предназначен для определения углового положения на основе принципа жесткости пространства. Приложения каждого устройства сильно различаются, несмотря на их сходное назначение. Например, гироскоп используется при навигации на беспилотных летательных аппаратах, компасах и больших лодках, что в конечном итоге способствует стабильности навигации. Акселерометры одинаково широко распространены в использовании и могут быть найдены в области машиностроения, машиностроения, аппаратного мониторинга, мониторинга зданий и сооружений, навигации, транспорта и даже бытовой электроники.

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

используемые датчики

Реальное использование лучше всего иллюстрирует различия между этими датчиками. Акселерометры используются для определения ускорения, хотя трехосевой акселерометр может определять ориентацию платформы относительно поверхности Земли. Однако, как только эта платформа начинает двигаться, ее показания становятся более сложными для интерпретации. Например, при свободном падении акселерометр показывает нулевое ускорение. В самолете, выполняющем угол поворота в 60 градусов, трехосевой акселерометр регистрирует вертикальное ускорение 2-G, полностью игнорируя наклон.В конечном счете, акселерометр не может использоваться в одиночку, чтобы помочь правильно ориентировать самолеты.

Акселерометры вместо этого находят применение в различных потребительских электронных товарах. Например, одним из первых смартфонов, использовавших его, был iPhone 3GS от Apple, в котором были представлены такие функции, как приложение для компаса и встряхивание, которое, по словам Wired, может быть отменено.

Гироскоп будет использоваться в самолете, чтобы помочь в указании скорости вращения вокруг оси крена самолета. Когда самолет катится, гироскоп будет измерять ненулевые значения, пока платформа не выровняется, после чего он будет считывать нулевое значение, чтобы указать направление «вниз».«Лучший пример чтения гироскопа - это индикатор высоты на типичных самолетах. Он представлен круговым дисплеем с экраном, разделенным пополам, верхняя половина синего цвета для обозначения неба, а нижняя красная для обозначения неба Наземный. Как самолет кренится за поворот, ориентация дисплея будет меняться вместе с креном для учета фактического направления земли

Предполагаемое использование каждого устройства в конечном итоге влияет на их практичность на каждой используемой платформе.Многие устройства выигрывают от наличия обоих датчиков, хотя многие полагаются на использование только одного. В зависимости от типа информации, которую вам нужно собрать - ускорение или ориентация - каждое устройство будет давать разные результаты.

Дополнительная отчетность Алины Брэдфорд, автора Live Science.

Дополнительные ресурсы

,
Что такое акселерометр? Как использовать акселерометр в мобильных устройствах?

Акселерометр - это датчик, который позволяет пользователям с улучшенными возможностями регулировать ориентацию экрана приложения на смартфоне и планшете.

Основная цель акселерометра мобильного телефона состоит в том, чтобы устройство адаптировало ориентацию в соответствии с положением устройства от горизонтального до вертикального и наоборот. Чтобы обеспечить пользователям удобство просмотра, он измеряет положение и изменение ориентации экранов.

Давайте разберемся с примерами.

Если вы играете в игру, вы не можете получить хороший опыт с горизонтальным обзором. Горизонтальный вид предоставляет пользователям больше места для игр на устройствах с сенсорным экраном.

При использовании банковского приложения пользователи предпочитают портретное представление по сравнению с вертикальным, поскольку добавить и прочитать информацию довольно просто.

Таким образом, акселерометр в смартфоне позволяет вам настроить вид приложения в соответствии с вашим комфортом просмотра.

Что такое акселерометр?

Акселерометр - это электромеханическое устройство, которое измеряет силу ускорения, вызванную движением, гравитацией или вибрацией. Эти силы могут быть статическими, как сила тяжести, движение динамических чувств или вибрации.

Математически ускорение - это измерение изменения скорости или скорости, деленное на время.

Что делает акселерометр?

Акселерометр можно использовать как в учебных, так и в бытовых целях.

Например: если ваш ноутбук внезапно падает во время его использования, акселерометр может определить причины внезапного свободного падения и сразу же отключить жесткий диск, чтобы избежать повреждения данных.

Динамический акселерометр измеряет гравитационное притяжение. Если мы рассмотрим потребительский контекст, то использование может лучше понять окружение объекта. Он фиксирует каждое движение предмета, движется ли он в гору, падает, наклоняется, летит горизонтально или выравнивается вниз.

Акселерометр в смартфоне - это динамический, который меняет ориентацию дисплея с портретного на альбомный и наоборот в зависимости от наклона телефона.

Что такое акселерометр в мобильном телефоне?

Акселерометр в смартфоне измеряет линейное ускорение устройства. Находясь в положении покоя в любой ориентации, фигура представляет силу гравитации, действующую на устройство, в то же время она также измеряет ускорение по осям X и Y, которое будет равно нулю.

Apple встроила акселерометр во все свои устройства iPhone, iPad и iPod начиная с 4-го поколения.

Хотите создать восхитительный опыт просмотра для своих пользователей, используя встроенный акселерометр смартфонов?

Что такое акселерометр, используемый в мобильных устройствах

Motion Input

Датчик доступен в мобильных телефонах высокого класса. Если у вас есть мобильный телефон с клавиатурой, вы не сможете использовать этот датчик. У вас должен быть смартфон, чтобы увидеть, как акселерометр помогает изменить ориентацию вашего мобильного приложения.

Персональные цифровые помощники и цифровые аудиоплееры управляют пользовательским интерфейсом мобильного приложения с помощью акселерометра. Он регулирует ориентацию контента и презентации мобильного приложения, чтобы сделать его удобным для пользователя.

Поскольку акселерометр в смартфоне может отслеживать движение, он используется в качестве шагомера для подсчета шагов, и на основе шагов он позволяет пользователям с подробным анализом того, сколько сожжено калорий, сколько километров они прошли и многое другое. Таким образом, датчик широко используется в приложениях для здоровья и фитнеса, а также в спортивных приложениях.

Orientation Sensing

В наши дни большинство смартфонов используют акселерометр для выравнивания ориентации экрана в зависимости от направления удержания устройства. Благодаря встроенному акселерометру мобильного телефона пользователи могут лучше просматривать видео, переворачивая страницу, играя в игры на основе жестов, настраивая альбомную ориентацию на книжную и уменьшая и уменьшая изображения.

Акселерометр в смартфоне содержит, по меньшей мере, датчик наклона для управления просмотром изображений.Иногда он используется для коррекции дрожания при съемке, автоматического поворота изображений, игры в мини-игры, чувствительные к движению.

Основные характеристики акселерометра мобильного телефона

  • Настраивает ориентацию экрана от горизонтальной / горизонтальной до портретной / вертикальной и наоборот, чтобы пользователи могли лучше видеть приложение.
  • Изменяя ориентацию, вы улучшаете просмотр фотографий и просмотр веб-страниц.
  • Акселерометр широко используется в гоночных играх, поскольку он чувствителен к движению, взаимодействует и контролирует изменение направления и рулевого управления гоночного транспортного средства.
  • Поворачивая мобильные устройства вниз, пользователи могут отключить звук входящего вызова.

Credencys использует встроенный акселерометр для разработки мобильных приложений

Credencys, ведущая компания по разработке мобильных приложений, успешно реализовала более 500 проектов по разработке мобильных приложений для стартапа для компаний из списка Fortune 500, чтобы помочь им в достижении их бизнес-целей или решении организационных задач. вызовы. У нас есть команда опытных разработчиков мобильных приложений, которые доказали свой опыт в разработке мобильных решений с акселерометром.

Мы помогли АББ, лидеру рынка по производству низковольтных двигателей, выполнить профилактическое обслуживание промышленных двигателей с помощью смартфона. В приложении мы использовали потенциал акселерометра для проверки скорости двигателя низкого напряжения и сбора данных о состоянии двигателя. Анализируя различные параметры, приложение предлагает упреждающее обслуживание. Это помогло клиенту сократить время работы двигателя путем своевременного ремонта или замены.

Планируете создать приложение типа ABB, используя мощь акселерометра? Давайте вместе создадим удивительное бизнес-решение, которое повысит ценность вашей организации и клиентов.

Часто задаваемые вопросы по акселерометру в смартфоне

Как работает акселерометр в смартфоне?

Акселерометр - это устройства, которые используются для измерения ускорения, скорости изменения скорости. Однако если говорить об акселерометре в смартфоне, он обнаруживает изменения в ориентации и соответственно поворачивает экран мобильного телефона. В основном, это помогает вашему смартфону узнать форму вниз.

Что акселерометр в смартфоне измеряет ускорение?

Акселерометр - встроенный комментарий смартфона для измерения его ускорения.Он отслеживает различные движения, такие как встряхивание, наклон, качание и вращение, и соответственно изменяет ориентацию вашего приложения. Для расчета и обнаружения движения акселерометр использует значение XYZ.

Какой акселерометр используется в iPhone?

Акселерометр в смартфоне измеряет ускорение устройства. Если говорить об Apple, технический гигант использует акселерометр STMicroelectronics под названием LIS302DL 3-осевой MEMS для своего iPhone и iPod touch первого поколения.

Какая польза от акселерометра в андроиде?

Акселерометр работает как сенсор в смартфонах и планшетах на базе Android, который отслеживает движение устройства, чтобы изменить ориентацию приложения. Почти каждое устройство Android содержит датчик акселерометра. Удивительно, но он использовал в 10 раз меньше энергии по сравнению с другими датчиками движения.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о