No Image

Что такое акселерометр g сенсор

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Акселеро́метр (лат. accelero — ускоряю и др.-греч. μετρέω «измеряю») — прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения (разности между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением). Как правило, акселерометр представляет собой чувствительную массу, закреплённую в упругом подвесе. Отклонение массы от её первоначального положения при наличии кажущегося ускорения несёт информацию о величине этого ускорения.

По конструктивному исполнению акселерометры подразделяются на однокомпонентные, двухкомпонентные, трёхкомпонентные. Соответственно, они позволяют измерять проекции кажущегося ускорения на одну, две и три оси.

Некоторые акселерометры также имеют встроенные системы сбора и обработки данных. Это позволяет создавать завершённые системы для измерения ускорения и вибрации со всеми необходимыми элементами.

Содержание

Применение [ править | править код ]

Акселерометр может применяться как для измерения проекций абсолютного линейного ускорения (если известны величина и направление гравитационного ускорения в данной точке пространства), так и для косвенных [1] измерений проекции гравитационного ускорения (при неподвижности акселерометра в гравитационном поле). Первое свойство используется для создания инерциальных навигационных систем, где полученные с помощью акселерометров измерения интегрируют, получая инерциальную скорость и координаты носителя. Таким образом, акселерометры, наравне с гироскопами, являются неотъемлемыми компонентами систем навигации и управления самолётов, ракет и других летательных аппаратов, кораблей и подводных лодок. Второе свойство позволяет использовать акселерометры как для измерения уклонов, то есть в качестве инклинометров, так и в гравиметрии.

Акселерометр в промышленной вибродиагностике является вибропреобразователем, измеряющим виброускорение в системах неразрушающего контроля и защиты.

Акселерометры используют в системах управления жестких дисков компьютеров для активации механизма защиты от повреждений (которые могут быть получены в результате ударов и падений): реагируя на внезапное изменение ускорения, система отдаёт команду на парковку головок жесткого диска, что позволяет предотвратить повреждение диска и потерю данных. Такая технология защиты используется в основном в ноутбуках, нетбуках и на внешних накопителях.

Акселерометры, встроенные в автомобильные видеорегистраторы, различают тревожные события, такие как резкое торможение, ускорение, столкновение, резкие повороты и вращение. Эти события записываются видеорегистраторами в отдельный файл, помечаются специальным маркером и защищаются от случайного стирания и перезаписи.

В устройствах управления игровых приставок акселерометр, совместно с гироскопом [ уточнить ] , используются для управления в играх без использования кнопок — путём поворотов в пространстве, встряхиваний и т. д. Например, акселерометр присутствует в игровых контроллерах Wii Remote и PlayStation Move.

Кроме того, цифровые акселерометры нашли широкое применение в мобильных устройствах, например, телефонах, планшетных компьютерах и т. п. Благодаря акселерометрам осуществляется управление положением изображения на мониторе мобильного устройства и отслеживание его ориентации относительно направления постоянно действующей силы гравитации Земли [2] .

Акселерометр в условиях невесомости [ править | править код ]

В условиях невесомости истинное ускорение объекта вызывается лишь гравитационной силой и потому в точности равно гравитационному ускорению. Таким образом, кажущееся ускорение отсутствует и показания любого акселерометра равны нулю. Все системы, использующие акселерометр как датчик наклона, прекращают функционировать. Например, планшетный компьютер не изменяет положение изображения при повороте корпуса [3] .

Параметры [ править | править код ]

Основными параметрами акселерометра являются:

  • Масштабный коэффициент — коэффициент пропорциональности для линейной зависимости между измеряемым кажущимся ускорением и выходным сигналом (электрическим сигналом, частотой колебаний (для струнного акселерометра) или цифровым кодом).
  • Рабочий диапазон частот.
  • Пороговая чувствительность (разрешение) — величина минимального изменения кажущегося ускорения, которое способен определить прибор.
  • Смещение нуля — разность между показаниями прибора и проекцией гравитационного ускорения на ось чувствительности при нулевом кажущемся ускорении.
  • Случайное блуждание — среднеквадратичное отклонение от смещения нуля.
  • Нелинейность — отклонение зависимости между выходным сигналом и кажущимся ускорением от линейной при изменении кажущегося ускорения.

Погрешности [ править | править код ]

На величину выходного сигнала акселерометра в основном влияют:

  • температура окружающей среды и места крепления акселерометра (температурные погрешности);
  • внешние магнитные поля (погрешности от магнитного поля);
  • вибрация и угловые колебания основания (вибрационные погрешности);
  • частотные характеристики акселерометра (частотные погрешности);
  • гистерезис показаний (одна из составляющих нелинейности).
Читайте также:  Могут ли посадить за неуплаченный штраф

В этой заметке речь пойдет о паре миниатюрных приспособлений, которые встраиваются во многие современные электронные устройства: плееры, планшеты, коммуникаторы, фото- и видеокамеры. А именно — о гироскопе и акселерометре. Стоит, кстати, сказать, что синонимом слова «гироскоп» является слово «гиродатчик», а синонимом «акселерометра» — G-сенсор. Сами же гироскоп и акселерометр — вещи разные (некоторые их путают), но они отлично дополняют друг друга, работая в паре.

Акселерометр (G-сенсор) — это миниатюрное устройство, которое, если говорить научным языком, измеряет проекцию кажущегося ускорения. Если говорить проще, то оно определяет угол наклона устройства относительно поверхности Земли. Программное обеспечение, получающее информацию об угле наклона с акселерометра, поворачивает изображение на экране. Например, на устройстве с G-сенсором для перехода в альбомную (ландшафтную) ориентацию экрана достаточно всего лишь повернуть устройство на 90 градусов. Изображение на экране повернется как бы «само», так как сработает акселерометр.

Гироскоп (гиродатчик) — это приспособление, которое служит для определения ориентации устройства в пространстве, для отслеживания его перемещения. Программное обеспечение, используемое вместе с гироскопом, способно быстро реагировать на перемещение устройства в пространстве и принимать соответствующие решения. Например, в ноутбуках гироскоп позволяет быстро включить режим фиксации жесткого диска в случае падения или просто резкого перемещения устройства. Это очень полезно, поэтому желательно, чтобы покупаемый вами ноутбук/нетбук был оснащен гиродатчиком. Впрочем, во многих ноутбуках для аналогичных целей используется и акселерометр.

В современных коммуникаторах, телефонах и планшетах акселерометр и гироскоп используются также как важные элементы управления игровым процессом. В результате у игрока появляется возможность управления, например, виртуальным автомобилем в каких-нибудь гонках простыми поворотами, встряхиваниями и прочими движениями устройства. И, естественно, спектр игр не ограничивается только гонками. Существует огромное количество самых разных игр, использующих гироскоп и акселерометр как средство управления. Все это делает игровой процесс более увлекательным и интерактивным.

В ряде устройств программное обеспечение также может использовать акселерометр и гироскоп в самых различных случаях. Например, на коммуникаторах iPhone в портретной (стандартной) ориентации экрана калькулятор самый обычный — отображаются лишь кнопки с цифрами и простейшими арифметическими действиями. А вот при повороте устройства на 90 градусов калькулятор автоматически переходит в профессиональный режим — появляются кнопки с тригонометрическими, логарифмическими и прочими функциями.

Помимо этого, в iPhone, iPod и iPad акселерометр задействуется музыкальным проигрывателем: в портретной (вертикальной) ориентации экрана на дисплее отображается список песен/авторов/альбомов, а при повороте устройства на 90 градусов происходит переход в своеобразный режим, который называется CoverFlow. На экране появляются изображения обложек альбомов, которые можно прокручивать простым движением пальца. Важно понимать, что акселерометр здесь выполняет только одну функцию: обеспечение автоматического перехода из стандартного режима в режим CoverFlow.

Еще одно применение описываемых датчиков можно увидеть в режиме навигации. Например, смотрите вы на устройстве (с GPS-модулем, конечно) карту местности. Карта эта — с помощью гироскопа — отображается в соответствии с вашим расположением; иными словами, на экране изображается схема той местности, которая находится прямо перед вами. Вы поворачиваетесь, и карта на экране тоже поворачивается. Фактически, карта всегда соотвествует направлению вашего взгляда/тела. Это очень практично.

Наконец, стоит отметить функцию шагомера, которой обладают некоторые устройства с акселерометром (например, плееры iPod Nano 5-го и 6-го поколений, коммуникаторы iPhone). Шагомер позволяет измерять пройденное за день расстояние (или же, к примеру, расстояние, которое вы пробежали за какое-то время). Правда, точность измерения зависит от многих факторов и иногда бывает весьма низка.

Читайте также:  Газ горит зеленым пламенем

Как видите, акселерометр и гироскоп — вещи достаточно полезные, хотя жизненной необходимости в них, разумеется, нет. Хотелось бы также заметить, что гиродатчик и акселерометр не обладают телепатическими свойствами и реагируют на любые повороты и передвижения устройства, в том числе и случайные. Это, естественно, раздражает, и многие данные датчики просто-напросто отключают. Лично я — использую.

Отдельно стоит сказать несколько слов об акселеромтрах (G-сенсорах) в e-ink ридерах. Из-за специфики е-инк экрана (он отличается медлительностью), G-сенсор в ридере — удовольствие очень сомнительное. Если он ошибочно сработает, вам придется ждать, пока произойдет поворот изображения/текста на экране в ненужный вам режим, а потом — пока произойдет обратный поворот.

А ошибочные срабатывания, на самом деле, не так уж редки. Например, ложитесь вы с ридером на кровать или на диван, и G-сенсор подает сигнал — надо повернуть текст на экране. А вам это вовсе не требуется. Подождали, повернули текст обратно. Затем решили повернуться на бок. Снова сработал G-сенсор, и снова зря. Как видите, неудобно. Именно поэтому многие пользователи е-инк ридеров акселерометр отключают. И именно поэтому я не советую делать наличие акселерометра (равно как и гиродатчика) одним из критериев выбора ридера. Лучше, чтобы у ридера была возможность осуществлять поворот текста/изображения на экране при помощи одной кнопки. Вот это действительно удобно.

Раз уж я вспомнил про ридеры, то стоит сказать пару слов о читалках PocketBook, на которые можно установить дополнительную программу, которая называется FBReader 180 (распространяется она бесплатно). Данная программа обладает очень интересной функцией: листание наклоном устройства. Фактически, вы можете перелистывать страницы книг без нажатий на кнопки, достаточно просто наклонять устройство на определенный угол вправо/влево. Величина этого угла задается в настройках. Имейте в виду, что эта функция работает только на устройствах PocketBook со встроенным G-сенсором: модели 360, 360+, 602, 603, 612, 902, 903, 912.

Напоследок дам такой совет: если вы планируете пользоваться акселерометром или гиродатчиком устройства, обязательно проверьте корректность их работы при покупке, чтобы потом не было разочарования. И ещё я очень не советую покупать устройства со встроенным акселерометром без возможности его отключения. Такие устройства, к сожалению, выпускаются (обычно мелкими китайскими фирмами), и подчас они весьма раздражают своих владельцев ложными срабатываниями данного датчика.

И помните, что наличие и гироскопа, и акселерометра гораздо лучше наличия одного лишь акселерометра (G-сенсора). Гироскоп в паре с G-сенсором способен точнее определять положение устройства в пространстве, и возможностей интерактивного управления — например, в играх — будет больше.

Любое мобильное устройство на Андроид, комплектуется множеством датчиков. Интересоваться назначением и принципом действия пользователи начинают после появления каких то проблем. Вопросы про G sensor в телефоне что это и для чего нужен, возникают когда сбиваются настройки. Проблемы с датчиком мешают нормальному просмотру фото и видео, и даже интернет-серфингу. Для восстановления нормальной работы понадобится калибровка акселерометра (G сенсора), для которой пользователю достаточно выполнить несколько несложных действий.

Для чего нужен датчик

Наличие встроенного в смартфон акселерометра позволяет мобильному устройству выполнять такие функции:

  1. Определение количества шагов.
  2. Управление игрой. Акселерометр пригодится в симуляторах, гонках и шутерах.
  3. Изменение ориентации экрана в соответствии с полученной G-сенсором информацией.

В каждом мобильном устройстве можно отключить акселерометр для того чтобы изображение не менялось при малейшем повороте экрана. Отключение датчика выполняется в меню быстрых настроек, которое вызывается движением пальца по верхней части экрана смартфона. Здесь требуется выключить работающую по умолчанию функцию «Автоповорот».

Читайте также:  Как открыть файл ogg на компьютере

Как работает акселерометр

В процессе работы прибор под названием G-сенсор или акселерометр выполняет измерение пространственных координат и определяет разницу между проекциями абсолютного и гравитационного ускорения. С помощью полученной информации система контролирует положение телефона в пространстве. Уровень сигнала может дополнительно повышаться с помощью имеющих высокий уровень линейности усилителей. Их использование делает показания прибора более точными.

Современный акселерометр имеет миниатюрные размеры, а его принципиальная схема выглядит следующим образом:

  1. К неподвижному основному корпусу датчика прикреплена перегородка с проводниками-отводами.
  2. Упругие приставки позволяют перегородке перемещаться на определённое расстояние.
  3. Перемещение расположенных между контактами отводов изменяет напряжённость поля.
  4. Изменения регистрируются и передаются на обработку программному обеспечению мобильного гаджета.

Работу акселерометра нельзя заменить программным обеспечением. Если такого датчика у смартфона нет, ни одна прошивка не сможет добавить эту опцию. Впрочем, современные мобильные устройства уже давно не выпускают без G-сенсора.

Калибровка акселерометра G sensor

Несмотря на то, что такой датчик есть в каждом мобильном устройстве, вспоминают о его наличии, в основном, только при выходе из строя. Из-за неисправности акселерометра G сенсора нарушается управление в играх – например, при управлении автомобилем не получается правильно поворачивать. Ориентация экрана не изменяется при вращении телефона или такое изменение происходит с заметным опозданием. Всё это означает, что акселерометру нужна калибровка.

На Android

Выполнять калибровку на любом смартфоне с ОС Андроид можно с помощью специализированного программного обеспечения. Инструкция по восстановлению работоспособности датчика включает следующие этапы:

  1. В магазине Play Market скачивается и устанавливается специальное приложение для калибровки GPS Status & Toolbox.
  2. Запускается утилита.
  3. Смартфон помещается на любую ровную поверхность (например, на стол).
  4. В приложении открывается раздел инструментов (Tools).
  5. Выбирается пункт калибровки акселерометра.
  6. После предложения программы положить мобильный гаджет на ровную поверхность нажимается «ОК».

Завершающий этап калибровки – выбор одного из предложенных действий. Пользователь должен нажать на «Откалибровать» и получить устройство с правильно работающим датчиком. Такая калибровка позволяет восстановить работоспособность акселерометра на всех моделях – однако некоторые производители предусмотрели свои методики.

На Xiaomi

Владельцы смартфонов Xiaomi могут выполнять калибровку двумя способами. Первый предполагает использование встроенной функции настройки акселерометра. Найти её можно в параметрах дисплея гаджета. Калибровка выполняется автоматически.

Второй вариант требует от пользователя телефона применить обыкновенный магнит. Обладающим магнитными свойствами материалом (который можно найти на задней части сувениров, предназначенных для размещения на холодильнике) проводят по задней панели мобильного устройства не меньше 2 минут. Между магнитом и крышкой следует положить лист бумаги. После перезапуска смартфона процесс калибровки акселерометра можно считать завершённым.

На Meizu

Для калибровки акселерометра смартфонов Meizu используют то же приложение GPS Status & Toolbox. Однако можно попробовать воспользоваться и другой методикой:

  1. Открыть инженерное меню, набрав в меню набора телефонных номеров универсальный для всех смартфонов с ОС Android код *#*#3646633#*#* или специальную комбинацию для Мейцу – *#*#4636#*#* или *#15963#*.
  2. В появившемся на экране меню перейти к пункту Accelerometer sensor (или Accelerator, в зависимости от версии прошивки).
  3. Наклонять мобильное устройство до момента появления трёх стрелок, обозначающих координаты.
  4. Нажать на Calibration, после чего на экране появится сообщение об успешном завершении калибровки акселерометра.
  5. Нажать OK и продолжить перемещать телефон по кругу, держа мобильный гаджет строго вертикально или горизонтально.
  6. Дождаться появления вибрации и сообщения о завершении калибровки датчика Magnetic Sensor.

Методика подходит и для смартфонов других марок. Единственное отличие заключается только в командах для входа в инженерное меню. Например, на моделях Xiaomi это можно сделать набором комбинации *#*#6484#*#*, а у гаджетов Huawei – *#*#2846579#*#* или *#*#2846579159#*#*.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector