Что такое гироскоп, зачем он нужен и как он работает на моем телефоне / Skillbox Media

гироскоп, что такое гироскоп, как гироскоп работает в телефоне

Что такое гироскоп? Как он работает в смартфоне?

Ответы на эти вопросы мы ищем у волчонка и итальянского математика.

Кадр: ‘Inception’ / Warner Bros Изображение.

Марина Демидова.

Марина Демидова.

Девелопер, консультант и специалист по документации. Сложные моменты планирования и проектирования объясняются просто и доступно.

Гироскоп — это устройство, которое измеряет скорость и направление наклона размещенного объекта. Это может быть смартфон, самолет или любое другое устройство.

В этой статье вы узнаете:.

  • Как устроены гироскопы,
  • Где они используются.
  • Как они работают в смартфонах?
  • Зачем он нужен в мобильных телефонах, {пространство}
  • Как проверить его наличие и работоспособность?

Конфигурации гироскопов

Чтобы понять, из чего состоит современный гироскоп, давайте посмотрим на его предшественника — волчок и карданный шар.

Крутящийся волчок садится на острую лопасть и сохраняет вертикальное положение в течение длительного времени. Толчки ничего не меняют, вращение сохраняется.

Это возможно благодаря закону сохранения углового момента. Он звучит следующим образом. Все вращающиеся тела стремятся сохранить свою ориентацию в пространстве. Другими словами, они сохраняют вертикальность. Однако вращающееся колесо не может вращаться вечно. Если оно замедлится, ось наклонится и упадет под действием силы тяжести.

Качалка — простейший гироскоп, сохраняющий стабильное вертикальное положение при вращении и реагирующий на изменение угла наклона собственной оси.

Результатом его разработки стал первый «настоящий» гироскоп, изобретенный в XVI веке итальянским математиком и физиком Джероламо Кардано.

Этот прибор, гироскоп Кардано, состоит из вращающегося ротора, напоминающего волчок, установленного на внутренней раме, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси. Он прикреплен к основному корпусу гироскопа, который соединен с внешней рамкой, вращающейся вокруг вертикальной оси.

В этом случае ось вращающегося ротора сохраняет свое вертикальное положение независимо от того, как вращается корпус. Изменяя угол наклона рамы, можно оценить угол наклона всего устройства.

На основе гимбалов создаются гироскопы, используемые в промышленности и на транспорте. Например, в самолетах для определения наклона земной поверхности во время полета.

Где используются гироскопы

Гироскопы установлены практически во всей современной технике, от умных пылесосов и смартфонов до промышленных роботов и самолетов. Датчики определяют положение в пространстве, управление автоматикой и другие действия.

Смартфоны, планшеты и другие устройства. Гироскопы используются для улучшения ориентации экрана, инверсии контента, точности навигации и других задач. Подробнее об этом позже.

Самолеты, вертолеты и беспилотные летательные аппараты. Гироскопы отслеживают угол наклона летательного аппарата и повышают точность навигации в полете. Это полезно в условиях плохой видимости или при использовании автоматических пилотов.

Робототехника. В промышленной робототехнике, например в вилочных погрузчиках, гироскопы устанавливаются на движущиеся части устройства. Это позволяет оператору понимать свое положение в пространстве и повышает точность управления.

Горнодобывающая и нефтегазовая промышленность. Здесь без гироскопа не обойтись. Этот датчик вместе с акселерометром контролирует направление и угол наклона бура. От этого зависит точность и скорость бурения.

Как гироскоп работает со смартфоном?

Телефонные гироскопы работают по тем же принципам, что и имбалы. Однако вместо устройства с двумя рамками и ротором используется микросемейка размером в несколько миллиметров.

Основная часть таких систем — подвижный и постоянный элемент, на котором расположены электроды. Они могут двигаться только в противоположных направлениях. Когда устройство поворачивается, сила Кориолиса действует перпендикулярно движению и воздействует на эти элементы, увеличивая или уменьшая расстояние между ними.

Это изменяет емкость и уровень напряжения на конденсаторе, создавая электрический сигнал. Микроэлектромеханическая система распознает и интерпретирует его, определяя положение, а точнее, степень наклона смартфона в пространстве.

Первым смартфоном с гироскопом стал iPhone 4, выпущенный компанией Apple в 2010 году. Помимо гироскопа, в модель добавили акселерометр и магнитометр. Эти датчики обеспечивали точный контроль за перемещением гаджета и его направлением в пространстве. Сегодня гироскопы стали неотъемлемой частью всех современных смартфонов и других гаджетов. Например, планшетов или «умных» часов.

Зачем нужны гироскопы в телефонах?

Автоматически меняет ориентацию экрана. Это удобно при просмотре контента. Запустите видео, переверните телефон в горизонтальное положение, и весь экран будет отображаться на экране. Ориентацию экрана можно изменить вручную, но автоматически это делает гироскоп.

Повышена точность навигации по мобильным картам. Например, 2ГИС, «Яндекс Карты» и другие приложения показывают на карте направление вашей прямой видимости, когда вы держите телефон в руке и меняете направление. Это возможно благодаря совместной работе гироскопа и акселерометра.

Управление приложениями виртуальной реальности и мобильными играми. Гироскоп отслеживает поворот и наклон смартфона и автоматизирует действия. Например, в гоночном симуляторе игроки могут менять направление движения автомобиля, просто наклоняя гаджет в руке, а не нажимая на экран или кнопки.

Встряхивание сразу же активирует приложение или действие. В смартфон добавляются новые функции, такие как автоматическое перелистывание страниц книг и переключение музыки.

В некоторых случаях гироскоп может мешать. Если вы пользуетесь телефоном лежа, экран может поворачиваться сам по себе. В этом случае нужно зайти в настройки телефона и отключить автоповорот.

Как проверить наличие и работоспособность гироскопа

Все современные смартфоны оснащены гироскопом. Сложно найти модель без него. Однако в некоторых случаях он может не работать. Существует несколько способов управления гироскопом.

Откройте приложение или сайт YouTube и введите в строке поиска.360-градусное видео. Запустите любое из видео. Если вы можете управлять направлением виртуальной камеры, поворачивая смартфон, значит, гироскоп на вашем смартфоне работает. Если нет, то датчик гаджета отсутствует или сломан. Перед проведением этой проверки не забудьте включить автоматический поворот экрана.

Установите специальные приложения. В качестве примера можно привести тест гироскопа. После запуска откроется окно с информацией об обнаруженных физических датчиках, таких как гироскоп, акселерометр или магнитометр.

Нажмите на это окно, чтобы просмотреть дополнительную информацию о датчике.ПодробностиКроме того, вы можете протестировать операцию, выбрав ее.Тест..

Sensor Box — еще одно приложение для тестирования гироскопа на смартфонах. В отличие от Gyroscope Test, оно показывает не только список датчиков, но и информацию, которую они собрали и отправили на обработку. Это полезно для разработчиков и инженеров.

Если у вас iPhone, воспользуйтесь похожими приложениями Sensors Toolbox или AIDA64.

Что нужно запомнить.

Давайте вкратце рассмотрим, что мы изучили в этой статье.

  • Гироскопы — это датчики, которые определяют, насколько и в каком направлении наклонен объект в пространстве. Они похожи на те, что стоят в телефонах и самолетах.
  • Все современные смартфоны оснащены гироскопом. Информация с него используется в мобильных приложениях, таких как игры и программы с виртуальной реальностью, карты городов и шагомеры.
  • Проверить работоспособность гироскопа на своем мобильном телефоне можно с помощью приложений Gyrscope Test или Sensor Box для Android или Sensors Toolbox или AIDA64 для iOS.

Больше интересной информации о коде можно найти на Telegram-канале. Подписывайтесь!

Также читайте это:.

  • Как работает GPS
  • Как капитан дальнего плавания занялся машинным обучением: интервью в Панамском канале
  • Оперативная память (память с произвольным доступом): что это такое, для чего она нужна и какие бывают типы?

Это одна из инерционных сил, используемых для оценки движения материальной точки или объекта относительно системы отсчета.

Это устройство, используемое для измерения ускорения и действующее как датчик изменения положения устройства в пространстве.

Это прибор для измерения свойств магнитных полей.

Оцените статью
Автомобильный вестник