Что такое гироскоп в телефоне и для чего он нужен

Кто и когда изобрёл

Как часто бывает, изобретение это оказалось совсем не новым. В начале XIX века гироскоп изобрёл немецкий физик Иоганн Готтлиб Фридрих фон Боненбергер.

В середине XIX века изобретение Боненбергера доработал француз Фуко – тот самый, создатель знаменитого маятника. Тогдашние приборы использовали сложную систему механической балансировки массивного тела, чтобы оно оставалось на месте. А угол наклона тела по отношению к земной оси можно было измерить по изменению положений опор груза. Таким образом, прибор определял направление движения в пространстве через угол наклона к земной оси.

Принцип работы гироскопа в мобильном устройстве несколько иной: чтобы вписаться в миниатюрный чип, используются специальные конденсаторы, которые считывают смещение кристалла внутри чипа и так измеряют его отклонение от оси.

На сегодняшний день гироскоп в телефоне – вещь обязательная. До этого за определение положения отвечали одни только акселерометры – они худо-бедно справлялись, но, как оказалось, можно и лучше. Сегодня используются комбинированные модули из акселерометра и гироскопа, которые позволяют с высокой точностью отслеживать движения и посылать данные на обработку.

Основные функции гироскопа в современных смартфонах

Благодаря использованию гиродатчиков в смартфонах производители позволили воспользоваться рядом новых возможностей. Вне зависимости от того, в каком именно аппарате установлен микрочип, владелец непременно отметит функционал.

Например, раньше для того, чтобы ответить на важный звонок, необходимо было нажимать на кнопку или коснуться экрана.
Теперь, всего лишь встряхнув телефон, вы можете начать разговор. Кроме того, гироскоп дает возможность смотреть фотографии, интересные изображения, перевернуть страницу в электронной книге. В аудиоплеерах перед вами появляется возможность выбрать другую песню, не касаясь при этом никаких кнопок.

Гиродатчики невероятно удобны в калькуляторах. При портретном использовании появляется возможность справиться с минимальным количеством функций – умножить, поделить, вычесть или сложить.

Если владелец перевернет телефон на 90 градусов, получит ряд дополнительных возможностей. По сути, перед ним появится настоящий инженерный калькулятор. И что самое главное – не нужно каждый раз тратить время на поиск и выбор нужной функции в меню настроек – система самостоятельно определяет, когда необходимо переключиться на инженерную версию, а когда – вернуться обратно на обычную.

Может показаться, что гироскоп отвечает только за выполнение обычных функций.
На самом деле, это далеко не так

Разработчики программного обеспечения также обратили внимание на возможности гиродатчиков

Некоторые операционные системы предусматривают возможность повторного поиска устройств, . Микрочипы дают пользователю возможность пользоваться специфическими программами, посредством которых определяется уровень и угол наклона объекта. Поэтому если вы увидите строителя, который измеряет угол размещения тех или иных предметов дома с помощью айфона, не стоит удивляться.

Гироскопы очень удобны, если владельцу смартфона необходимо определить местность, в которой находится человек.
Вам может показаться, что за такую функцию отвечает только GPS-датчик, но на самом деле, это не так.

Сейчас самостоятельно подсчитывает текущие координаты местонахождения, а гироскоп определяет направление, в которую повернут человек в режиме реального времени. К примеру, если вы находитесь на открытой местности, где нет дорог, но вам надо добраться до ближайшего населенного пункта, достаточно повернуться лицом к нему – и на экране вы сможете увидеть, куда сможете прийти, если постоянно шагать прямо. Наоборот, отвернувшись спиной к требуемому населенному пункту, вы заметите и это.

Наличие подобных помощников делает ориентирование на незнакомой местности куда более простым. Таким образом, гиродатчик является незаменимым элементом смартфона, используемого людьми, которым нравятся активные виды отдыха.

Естественно, дело не обходится без минусов. Некоторые владельцы телефонов, где присутствует гироскоп, предпочитают отключать его. Так, например, некоторые приложения могут медленно реагировать на изменения в текущем положении в пространстве. Кроме того, если вы лежа читаете книгу, перевернувшись на бок, гиродатчик сразу же укажет программе на необходимость изменения ориентации страницы. Как результат, вы можете столкнуться с рядом неудобств.

Однажды я наблюдал разговор двух друзей, точнее подруг:

А: О, знаешь, у меня новый смартфон, в нем есть даже встроенный гироскоп

Б: Аа, да, я тоже скачала себе, поставила гироскоп на месяц

А: Эмм, ты точно уверена, что это гироскоп?

Б: Да, гироскоп для всех знаков зодиака.

Чтобы таких диалогов в мире стало чуть меньше, предлагаем узнать, что такое гироскоп и как он работает.

Как узнать, есть ли на телефоне гироскоп?

В случае со смартфонами iPhone можно запросто ответить на этот вопрос. У всех моделей версии 4 и выше этот датчик присутствует. А вот для устройств на базе Андроид ситуация чуть запутаннее, ведь производителей намного больше. Проверить можно двумя способами:

• Ознакомившись с детальными характеристиками на официальном сайте (или в комплектной документации);
• Установить любое приложение, которое тестирует возможности девайса. Лучшими утилитами являются Aida64 и AnTuTu. Но лично мне больше нравиться софт Sensor Kinetics, который специализируется на проверке работоспособности всех датчиков.

Гироскоп в телефоне — что это за датчик?

Здравствуйте. Практически любой смартфон, выпущенный после 2010 года, оснащается разными полезными сенсорами. Сегодня хочу рассказать про гироскоп в телефоне. Что это за датчик, для чего нужен, и как включить?

Дополнительные возможности гаджета

Ранее я рассказывал о датчиках Холла, приближения. Помимо них девайс может иметь акселерометр, температурный сенсор, магнитный и т.д. Все эти микросистемы позволяют существенно расширить функционал устройств, чтобы их можно было использовать в качестве строительного уровня, компаса, термометра, измерителя расстояний до объектов.

Стоит отметить, что многие путают понятие «G-sensor» и «гиродатчик», или же считаю, что это одно и то же. Несмотря на похожий принцип действия, всё же, это совершено разные вещи.

Гироскоп является сложным приспособлением, состоящим из нескольких обручей, закрепленных на подставке. А внутри них располагается подвижный диск, реагирующий на изменение вектора гравитационной силы.

На самом деле, в компактных гаджетах применяется чуть другой механизм, габариты которого не превышают десяти миллиметров, а высота – около 3 мм.

Для чего нужен гироскоп в смартфоне?

Этот датчик позволяет определять пространственное положение телефона, относительно 3-х плоскостей (вспоминаем школьный курс геометрии – оси X, Y и Z). А вот акселерометр предназначен для измерения направления ускорения, что полезно для автоматического поворота изображения на экране.

Гиродатчик улавливает даже самые незначительные движения в любом направлении – наклоны устройства, его повороты. Но заем это нужно? К слову, впервые этот сенсор начали использовать в Айфонах, владельцы которых сразу же ощутили преимущества. Самый простой пример – это возможность принять входящий звонок («взять трубку»), просто встряхнув смартфон. Также, можно с легкостью листать картинки в галерее, переворачивать страницы в процессе чтения книг, переключаться с одного трека да другой в музыкальном проигрывателе.

Но самым важным аспектом использования гироскопа является игровая индустрия. То есть, некоторые игры позволяют управлять персонажем с помощью поворотов корпуса. Особенно это актуально для гоночных симуляторов, где смартфон превращается в руль, а если его наклонять вперед/назад, то можно таким образом увеличивать скорость/тормозить.

Существует огромное количество интересных игр, которые датчик гироскоп превращает в настоящие шедевры, увлекающие не на один час. Я не буду перечислять их в этом посте, думаю, Гугл поможет Вам найти интересные варианты.

Как узнать, есть ли на телефоне гироскоп?

В случае со смартфонами iPhone можно запросто ответить на этот вопрос. У всех моделей версии 4 и выше этот датчик присутствует. А вот для устройств на базе Андроид ситуация чуть запутаннее, ведь производителей намного больше. Проверить можно двумя способами:

• Ознакомившись с детальными характеристиками на официальном сайте (или в комплектной документации);
• Установить любое приложение, которое тестирует возможности девайса. Лучшими утилитами являются Aida64 и AnTuTu. Но лично мне больше нравиться софт Sensor Kinetics, который специализируется на проверке работоспособности всех датчиков.

Как проверить наличие гироскопа в телефоне

Мы уже знаем, для чего нужен гироскоп в смартфоне, но как проверить его наличие на том или ином мобильном устройстве. Гироскоп используется всеми приложениями, регистрирующими наклон устройства – навигационными и строительными программами, 3D-играми, средствами просмотра 3D-панорамного контента, поворачивающим экран встроенным ПО и так далее. Но поддержка этих функций еще не означает, что указанный датчик в телефоне есть, ведь выше мы уже отмечали, что отчасти его может заменить акселерометр.

В качестве альтернативы можно воспользоваться другим приложением – Sеnsor Sеnse. В отличие от AnTuTu Bеnchmаrk, кроме списка датчиков оно еще выводит все их показания. Ставим программу и смотрим, есть ли в списке гироскоп. Если нет, то нет его и на устройстве.

Стоит также обратить внимание еще на один замечательный программный инструмент – AIDA64, предоставляющий полный набор сведений о конфигурации устройства. Какие сенсоры есть на борту можно просмотреть на вкладке «Датчики»

Если в списке будет значиться гироскоп, можно быть уверенным, что в телефоне он установлен.

Отличие от акселерометра

Многие ошибочно считают, что гироскоп и акселерометр — один и тот же датчик. Это разные устройства, о чем свидетельствует принцип действия каждого из них:

• гироскоп рассчитывает угол наклона относительно земли, скорость перемещения и учитывает стороны света;
• акселерометр учитывает свое ускорение по отношению к поверхности.

Если говорить простыми словами, гироскоп — улучшенная версия акселерометра, контролирующая перемещение телефона в 3-х плоскостях. На практике эти устройства могут работать по одному или дополнять функционал друг друга. Вот почему во многих современных моделях предусмотрено одновременно обе функции.

Портативный и полезный гироскоп: на что способно это оборудование в телефоне

«Теория, это, конечно, хорошо, но как я смогу использовать такое приспособление на практике?»  — спросит наш читатель. И наша редакция готова перейти от скучной науки к рассказу о реальном применении оборудования в современных условиях. Поехали!

Автоматический поворот экрана

Наиболее популярной и заметной функцией является автоматическое изменение расположения изображения на экране. Вертикальный режим, можно сказать «повседневный», удобнее для общения и иных простых действий. Но для комфортного веб-сёрфинга, мобильных игр, просмотра фильмов и сериалов куда удобнее горизонтальное (ландшафтное) расположение экрана. За переключение между двумя этими состояниями и как раз отвечает гироскоп.

Функцию автоповорота можно отключить, если на текущий момент в ней нет потребности 

Управление телефоном при помощи движений

Эта опция используется не столь часто. Однако она удобна в час пик в переполненном транспорте или при банальной нехватке времени. Вам достаточно лишь встряхнуть аппарат для ответа на звонок, переключения трека в плеере или иных действий, в других условиях требующих полноценных действий обеими руками.

Единственным недостатком такой «фишки» является вероятность случайного срабатывания во время быстрых перемещений

Навигационные программы

Как мы уже говорили ранее, изначально гироскопы использовались в навигационных системах самолётов, кораблей и иных средств передвижения. Из этой сферы инженеры и перенесли удобную функцию в портативные устройства. Запомните, спутники GPS, ГЛОНАСС или BeiDou будут «сотрудничать» с вашим аппаратом только при наличии встроенного датчика! Также существуют десятки программ, превращающих телефон в компас – без героя нашего обзора их эффективность была бы равна нулю.

Программы для измерений

Если вы работаете в сфере строительства, то нередко сталкиваетесь с таким инструментом, как уровень. Он необходим для определения ровности поверхности. При отклонении в ту или иную сторону будет увеличиваться нагрузка на материал, а также элемент приобретёт неэстетичный внешний вид. Поскольку гироскоп измеряет углы, скачав соответствующую программу из Play Маркета или App Store, вы сможете превратить мобильный телефон в строительный уровень – это очень удобно и практично.

В некоторых случаях расчёты программы могут давать более точные цифры, чем физические измерения инструментом

Цифровые развлечения

В обзоре нельзя не упомянуть про любимые всеми игры и весёлые приложения для поднятия настроения. Многие приобретают смартфоны не только для работы и связи, но также и для всевозможных развлечений. И здесь прибору есть, где разгуляться. Наклонами гаджета можно управлять рулём в гоночных играх или перемещениями протагониста в зажигательных шутерах. Есть даже приложения, полностью построенные на физике изменения углов. Самым популярным примером является Doodle Jump. 

Управление при помощи движений не только усиливает впечатления от процесса прохождения, но также улучшает реакцию и координацию игрока

Что такое гироскоп в смартфоне

Современные мобильные устройства в большинстве своем оснащены гироскопами. Их еще называют гиродатчиками. Этот элемент смартфона работает на постоянной основе, автономно, не требует калибровки. Этот прибор не нужно включать, но в некоторых телефонах есть функция отключения с целью экономии энергии. Выполнен он в виде микроэлектромеханической схемы, расположенной под корпусом смартфона.

Для чего нужен

Внедрение технологии гиродачиков в мобильные девайсы существенно расширило их функционал и добавило новый способ управления устройствами. Например, простое встряхивание телефона позволит ответить на входящий звонок. Изменение ориентации экрана с помощью наклонов смартфона тоже реализовано благодаря гиродатчикам; этот прибор обеспечивает стабилизацию камеры. В приложении «Калькулятор» простой поворот экрана на 90 градусов открывает дополнительные функции программы.

Гиродатчик очень упростил пользование встроенными в смартфон картами. Если человек повернет свой девайс «лицом» к, скажем, конкретной улице, то это отобразится на карте с высокой точностью. Хороший смартфон с гироскопом обеспечивает пару интересных возможностей для мобильного гейминга. Управление виртуальным автомобилем становится невероятно реалистичным, когда для вождения машины используются повороты смартфона. В технологиях виртуальной реальности с помощью гиродатчиков отслеживаются повороты головы.

Гироскоп в телефоне– что это

Находящийся в смартфоне датчик позволяет определить положение устройства в пространстве, а также скорость его перемещения. Первые сенсорные телефоны были оснащены исключительно акселерометром, который отслеживал положение аппарата только в горизонтальной и вертикальной плоскости, позволяя автоматически изменять ориентацию экрана при изменении положения устройства.

Обратите внимание

Гироскоп определяет угол во всех доступных плоскостях и зачастую используется в паре с акселерометром, уточняя и дополняя его показатели. Эти датчики присутствуют во всех современных смартфонах, даже самых бюджетных.

Как откалибровать акселерометр?

Здравствуйте. Тема поможет тем, у кого в телефоне сбился акселерометр. Акселерометр совместно с гироскопом используются для управления, путем поворотов устройства в пространстве. При сбоях работы акселерометра управление нарушается, это хорошо заметно если играть в игры, например в гонки. Управляемый вами автомобиль всё время уводит в сторону, хотя при этом Вы держите телефон абсолютно горизонтально.

Точно работает на samsung i5500, на Lg optimus one.

1. Скачиваем из маркета и запускаем программу GPS Status & Toolbox (она бесплатна)

2. Кладём телефон абсолютно ровно! Калибровка делается раз и на долго! Учтите, что положить телефон на стол получится далеко не у всех, потому что на большинстве телефонов сзади неровная крышка, либо выступает камера, либо ещё что-нибудь мешает положить телефон ровно на плоскость.

3. Потом нажимаем меню -> Инструменты -> (ставим галку ИСПОЛЬЗОВАТЬ GPS в настройках телефона) > Калибровка акселерометра, как показано на снимке ниже. Начнётся калибровка акселерометра и уже будет видно совпадают оси или нет.

Этот способ работает на всех моделях. В примере опишем Galaxy S2. Для этого нам понадобится:

a) Рутb) Root Explorer или любой другой удобный Вам менеджер файлов с правами доступа c) Z-DeviceTest (программа для тестирования всех датчиков Вашего андроида, уровень сигнала GPS, камеру, компас, акселерометр, микрофон, динамики, Bluetooth…) или любую другую программу где можно протестировать акселерометр.

1) Для начала, найдём нужный нам файлик. Открываем файловый менеджер и ищем папку datamisc там есть файлы akmd_set.txt (на других моделях может быть файл с таким же названием, но с расширением .tmp). Эти файлы хранят настройки вращения

Следует обратить внимание на то, что буквы АК постоянны для большинства устройств, а остальные знаменатели могут быть другими в зависимости от модели (например AK8973Prms.txt и AK8973Prms.txt.tmp)

2) Для теста акселерометра использеум Z-Device Test, заходите в раздел Accelerometers и повертев коммуникатор в разные стороны посмотрите на показания. В нормальных условиях на горизонтальной поверхности должны стоять . Если нулей нет, значит идем к пункту №3

3) Редактируем файл akmd_set.txt – прямо в Root explorer. В файле нас интересуют последние 3 строчки: P.S. Строчки могут быть и не последними в столбце, поэтому если строк много то методом подмены чисел ищем нужную нам строку. Запоминайте числа которые были установлены по умолчанию. Это нужно в случае если Вы отредактируйте не там где это нужно! Принцип следующий:а) .x=20 (Все цифры для примера. Ставим на угад например .x=-10) б) Перезагружаемся в) Запускаем Z-Device Test, смотрим в какую сторону поменялся параметр и насколько сильно. Корректируем пока не поймаем нулевое значение. И не забываем перезагружать свой android после каждой корректировки. г) Тоже самое проделываем с осями Y и Z

НАПОМИНАЕМ! За все Ваши действия, несёте ответственность только Вы. Поэтому будте внимательны в том, что Вы делаете.

Если есть вопросы, то задаём их тут! Так как ответы на них могут быть полезными для других пользователей.

Последний раз редактировалось qwertyrulit, 11.04.2012 в 20:12 .

Датчик угловой скорости

Прецессию оси вращения ротора в направлении вектора момента
силы, направленного вдоль оси, перпендикулярной оси рамки, можно ограничить
пружиной и демпфером, воздействующими на ось рамки. Кинематическая схема
двухстепенного гироскопа с противодействующей пружиной представлена на (рисунок
1.2). Ось вращающегося ротора закреплена в рамке перпендикулярно оси вращения
последней относительно корпуса. Входной осью гироскопа называется направление,
связанное с основанием, перпендикулярное оси рамки и оси собственного вращения
ротора при недеформированной пружине.

1 — корпус; 2 — пружины; 3 — вязкостный демпфер;
4 — рамка; 5 — ротор; 6 — указатель выходного угла рамки

Рисунок 1.2. — Двухстепенной гироскоп с противодействующей
пружиной

Момент внешней силы относительно опорной оси вращения ротора,
приложенный к основанию в тот момент времени, когда основание не вращается в
инерциальном пространстве и, следовательно, ось вращения ротора совпадает со
своим опорным направлением, заставляет ось вращения ротора прецессировать в
сторону входной оси, так что угол отклонения рамки начинает увеличиваться. Это
эквивалентно приложению момента силы к противодействующей пружине, в чем
состоит важная функция ротора, который в ответ на возникновение входного
момента силы создает момент силы относительно выходной оси (рисунок 1.2). При
постоянной входной угловой скорости выходной момент силы гироскопа продолжает
деформировать пружину, пока создаваемый ею момент силы, воздействующий на
рамку, не заставит ось вращения ротора прецессировать вокруг входной оси. Когда
скорость такой прецессии, вызванной моментом, создаваемым пружиной, сравняется
с входной угловой скоростью, достигается равновесие и угол рамки перестает
изменяться. Таким образом, угол отклонения рамки гироскопа (рисунок 1.2),
указываемый стрелкой на шкале, позволяет судить о направлении и угловой
скорости поворота движущегося объекта.

1 — регулировка противодействующей пружины; 2 —
ось собственного вращения ротора; 3 — рамка; 4 — корпус; 5 — ротор; 6 —
воздушное сопло; 7 — турбинный обод ротора; 8 — демпфер рамки; 9 — стрелка; 10
— шкала; 11 — указывающая система; 12 — противодействующая пружина.

Рисунок 1.3. — Основные элементы указателя угловой скорости

Что такое гироскоп в телефоне

Гироскоп в телефоне – это специальный датчик, предназначенный для определения положения устройства в пространстве. Его нельзя назвать новым изобретением, так как подобную технологию можно было встретить уже в 19-ом веке. В то время это был довольно громоздкий прибор, представляющий собой круг, вращающийся вокруг оси. Если объяснять более конкретно, то он был похож на детскую юлу или волчка.

Понятное дело, что в смартфоны устанавливается совершенно другая конструкция. Это небольшой датчик, который обладает длиной в 3-5 мм, высотой в 5 мм, а шириной в 4 мм. Даже несмотря на столь смешные габариты, многие производители не устанавливают его в свои аппараты, стремясь сделать телефон максимально тонким. Гироскоп вычисляет угол наклона устройства относительно земли, а после передаёт полученные данные операционной системе.

Без подобного датчика было бы сложно играть в игры, особенно гонки, где для управления требуется поворачивать смартфон. Качественные гироскопы настолько точные, что способны определять отклонения на 1-2 градуса. Этого достаточно, чтобы вовремя изменить ориентацию экрана телефона или повернуть игрового персонажа.

Кто и когда изобрёл

Как часто бывает, изобретение это оказалось совсем не новым. В начале XIX века гироскоп изобрёл немецкий физик Иоганн Готтлиб Фридрих фон Боненбергер.

В середине XIX века изобретение Боненбергера доработал француз Фуко – тот самый, создатель знаменитого маятника. Тогдашние приборы использовали сложную систему механической балансировки массивного тела, чтобы оно оставалось на месте. А угол наклона тела по отношению к земной оси можно было измерить по изменению положений опор груза. Таким образом, прибор определял направление движения в пространстве через угол наклона к земной оси.

Принцип работы гироскопа в мобильном устройстве несколько иной: чтобы вписаться в миниатюрный чип, используются специальные конденсаторы, которые считывают смещение кристалла внутри чипа и так измеряют его отклонение от оси.

На сегодняшний день гироскоп в телефоне – вещь обязательная. До этого за определение положения отвечали одни только акселерометры – они худо-бедно справлялись, но, как оказалось, можно и лучше. Сегодня используются комбинированные модули из акселерометра и гироскопа, которые позволяют с высокой точностью отслеживать движения и посылать данные на обработку.

Что такое гироскоп: теоретический экскурс в физику

Для начала, давайте разберёмся, как гироскоп появился на свет и чем он является в классическом научном понимании. Первый полноценный образец аппарата был представлен в 1817 году немецким учёным-астрономом Иоганном Боненбергом. Термин же «гироскоп» (от греческих слов «круг» и «смотреть») был внедрён французским исследователем Жаном Фуко в 1852 году. Визуально герой нашего обзора похож на схематичный макет, изображающий вращение как планеты вокруг своей оси, так и её спутников (недаром открытие имеет астрономические «корни»). В центре прибора расположен элемент, близкий по внешнему виду к простому волчку, а вокруг него с определённой скоростью движутся в нескольких плоскостях два или более колец.

[show/hide]

• Применение гироскопов в смартфонах: история появления и особенности работы

Принцип данного изобретения состоит в следующем: во время вращения «волчок» сохраняет постоянное положение центральной оси, пока не испытает различные действия со стороны внешних сил. Следовательно, вы можете использовать в качестве объекта, расположенного в центре, любое твёрдое тело, точно определяя его положение в пространстве.  Эта функция, в первую очередь, полезна при навигации, поэтому наиболее широкую популярность гироскоп приобрёл в авиации, судоходстве, а также космической отрасли.