Akcelerometr - co to jest i dlaczego jest potrzebny?

Dzięki rozwojowi postępu technologicznego ludzie mieli możliwość korzystania z wystarczająco dużego zestawu narzędzi, mając przy sobie tylko jeden smartfon. Istnieje jednak mały szczegół, bez którego korzystanie z tego urządzenia nie byłoby tak wygodne - akcelerometr. Co to jest i dlaczego jest tak ważne?

Definicja i historia

Główną funkcją tego urządzenia jest pomiar przyspieszenia ziemskich pojazdów, samolotów, rakiet i innych urządzeń. Po raz pierwszy pojawił się pod koniec XIX wieku. Urządzenie zostało zainstalowane w pociągach i samochodach, aby móc śledzić prędkość, z jaką się poruszają.

Skala wyświetlała wszystkie możliwe i maksymalne dopuszczalne wartości dla konkretnego rodzaj transportu. Taka konstrukcja pozwoliła zapobiec nadmiernej prędkości i zapobiec zniszczeniu silnika. Ale ten asystent miał jedną wadę. Co to jest? Akcelerometr był wyjątkowo uciążliwy. Tak więc projekt zmienił się cały czas.

W Rosji pierwsze takie urządzenia znalazły się już w samochodach Ford i Mercedes-Benz. Poszli również z lokomotywami produkowanymi w Niemczech. Był tylko jeden problem. Te akcelerometry nie mogły wytrzymać zimnego klimatu. Dlatego rosyjskie przedsiębiorstwa inżynierii transportowej musiały opracować własne modele.

Odmiany

Dostępne są następujące rodzaje przyspieszeniomierzy:

• Pojemnościowy. Śledzi zmianę pojemności między statycznym i dynamicznym stanem.
• Piezoelektryczny. Urządzenie działa dzięki efektowi o tej samej nazwie (w zależności od nacisku na kryształy pojawia się potencjał elektryczny).
• Piezoresistive. Środki rezystancja elektryczna w zależności od zastosowanego ciśnienia mechanicznego.
• Urządzenie z efektem Halla. Mierzy zmiany napięcia spowodowane zmianami w polu magnetycznym wokół samego urządzenia.
• Rezystor magnetyczny. Rejestruje zmiany w polu magnetycznym. W przeciwieństwie do poprzedniego mierzy opór.
• Urządzenie przekazujące ciepło. W zależności od przyspieszenia mierzy zmiany w przenoszeniu ciepła.

Nowy czas

Na powyższym zdjęciu można zobaczyć aplikację mobilną symulującą akcelerometr.

Nowoczesna struktura akcelerometrów umożliwia podłączenie ich do komputera pokładowego w samochodach, pociągach, samolotach i rakietach. W ten sposób uzyskuje się absolutnie całościowy system. Jego głównym zadaniem jest analiza pomiaru prędkości przyspieszania. Następnie komputer otrzymuje odpowiednie polecenie, aby dostosować pracę, zwiększając lub zmniejszając prędkość ruchu.

W tej chwili użycie czujnika przyspieszenia wykroczyło poza branżę transportową. To urządzenie również zaczęło być instalowane w telefonach komórkowych, ale w tym samym czasie w nieco innej formie. Chodzi o nowoczesne warianty zredukowanego instrumentu, które zostaną omówione dalej.

Branża mobilna

Powyżej powiedziano, że akcelerometr to urządzenie, które pozwala mierzyć i regulować zmianę prędkości ruchu pojazdów. Niemniej jednak dzisiaj można go znaleźć w telefonach komórkowych.

Pierwsze urządzenie

Pierwszym mobilnym urządzeniem do odbioru akcelerometru był Nokia 5500. W tak małym opakowaniu nie można było korzystać z urządzenia w jego oryginalnej formie. Z tego powodu zdecydowano się użyć miniaturowego chipa. Wewnątrz była bezwładna masa. Pojawia się uzasadnione pytanie: jaką funkcję pełnił pierwszy akcelerometr w telefonie? Co to było? To, co jest obecnie niezwykle popularne w różnych bransoletkach fitness i innych urządzeniach, to krokomierz.

Jak to działa

Ogólny algorytm działania nie różni się zbytnio od oryginalnego urządzenia. Chip został zbudowany na zasadzie stałej konstrukcji z dołączonymi przewodnikami. Masa bezwładności znajdująca się wewnątrz, ulegając przyspieszeniu, zmienia swoje położenie w przestrzeni. Dzięki tej zmianie urządzenie otrzymuje dane o wszystkich zmianach w lokalizacji. Wychodzące z przewodów urządzenia znajdowały się między stykami, odczyty licznika.

Ze względu na bardzo małe rozmiary wszystkich części chipa produkcja części odbywa się bez udziału człowieka - tylko zautomatyzowane przenośniki.

Warto zauważyć, że akcelerometr w smartfonie jest szczegółem, który pozwala na zapisywanie ważnych danych. Na przykład, gdy urządzenie znajduje się w locie (spada lub wyrzuca), urządzenie określa ten stan i wydaje polecenie zablokowania najbardziej delikatnych części odpowiedzialnych za zapisywanie danych. Na przykład to samo dzieje się z głowicą nagrywającą dysku twardego laptopa.

Jednak w nowoczesnych gadżetach można znaleźć nie tylko akcelerometr, ale także żyroskop.

Czym jest żyroskop?

Na powyższym zdjęciu widać żyroskop wirnika. To urządzenie reaguje na zmiany kąta nachylenia względem powierzchni Ziemi. Najprostszym przykładem jest Yule. Został wynaleziony w 1817 roku. Jego zaletą była możliwość pracy w dość złych warunkach, takich jak:

• słaba widoczność;
• obecność zakłóceń elektromagnetycznych;
• wytrząsanie powierzchni i wiele innych.

Odmiany

W chwili obecnej istnieją dwie główne kategorie tych urządzeń.

Według stopnia swobody:

• dwa stopnie;
• trzykrotnie.

Zgodnie z zasadą działania:

• optyczne;
• mechaniczne.

Pierwsze pojawienie się w branży mobilnej

Pierwszym przedstawicielem tej sfery, który otrzymał czujnik żyroskopowy, był smartfon Apple'a, iPhone 4. Ta funkcja pozwoliła telefonowi zmienić orientację z pionowej na poziomą, w zależności od jego położenia w przestrzeni.

Ta innowacja była niezwykle popularna wśród kupujących, a ponieważ inni producenci urządzeń mobilnych szybko podchwycili ten pomysł, rozpoczynając instalację tego elementu we własnych telefonach. Warto zauważyć, że wszystkie kolejne modele iPhone'a na zasadzie obowiązkowej zawierały tę funkcję.

Jednak urządzenia na platformie Android nie zawsze mają czujnik żyroskopowy. Dlatego zanim kupisz urządzenie z tym systemem operacyjnym, powinieneś zapytać o obecność żyroskopu w urządzeniu. Można to zrobić:

• znajdowanie listy cech w Internecie;
• zapytaj konsultanta w sklepie.

Najlepiej pierwszy, ponieważ konsultanci nie zawsze są świadomi cech konkretnego modelu smartfona.

Jak określić obecność czujnika żyroskopowego w urządzeniu?

Jak wspomniano powyżej, można zapoznać się z charakterystyką telefonu na stronie internetowej producenta lub sklepu, w którym jest sprzedawany. Najczęściej obecność tego elementu jest wskazana na zasadzie obowiązkowej.

Inną opcją jest sprawdzenie wideo, które działa w zakresie 360 ​​stopni. Jeśli podczas oglądania istnieje funkcja obracania obrazu w dowolnym dopuszczalnym kierunku, wówczas czujnik jest obecny.

I ostatnia opcja - sprawdź aplikację AnTuTu Benchmark. Przeprowadza pełną diagnozę smartfona i koniecznie wskazuje na obecność tego komponentu.

Skalibruj akcelerometr telefonu

Obecność takiego elementu w nowoczesnym smartfonie jest niezwykle ważna. Pozwala to urządzeniu na wykonywanie wielu niezwykle ważnych funkcji:

• wyświetlanie obrotu;
• wykonywanie działań podczas potrząsania ekranem;
• zapewnienie działania krokomierza;
• demonstracja obecnej pozycji w kosmosie.

Następny będzie przykład, jak skalibrować akcelerometr Xiaomi. Niniejsza instrukcja jest odpowiednia dla urządzeń mobilnych tego producenta, a także dla wielu innych smartfonów na platformie Android. Jest to bardzo proste i nie wymaga wiele czasu i wiedzy na temat pracy z funkcjami telefonu. Aby rozpocząć kalibrację ekranu, należy wykonać następującą sekwencję czynności:

• wybierz menu "Ustawienia";
• przejdź do pozycji "wyświetlacz";
• Kliknij "Kalibracja przyspieszeniomierza". Następnie ustawi poprawne wyświetlanie obrazu na ekranie w różnych pozycjach.

Wyniki

Pomimo faktu, że akcelerometr i żyroskop pojawiły się jako urządzenia do użytku w inżynierii, dziś żaden smartfon nie może być uznany za kompletny, jeśli brakuje tych składników. Powyższe funkcje sprawiają, że korzystanie z niego jest jak najbardziej komfortowe. Dlatego przed zakupem telefonu upewnij się, że są one na liście jego głównych cech.