Акселерометр что такое: Что такое акселерометр в смартфоне

Содержание

в фитнес браслете, в телефоне и в часах

ГлавнаяОбзоры

Средняя оценка+3

Сохранить в закладкиСохраненоУдалено 0

Средняя оценка+3

0
19612

Когда-то это слово вызывало ассоциацию с лабораториями, испытательными стендами, скоростной техникой – и уж точно не с предметами, которые мы носим в карманах. Сейчас в порядке вещей, если вы носите с собой сразу три устройства, в состав которых входит акселерометр. Итак, мы расскажем что такое акселерометр и зачем он нужен в телефоне, в фитнес-браслете и часах и разберемся чем он отличается от гироскопа. А также произведем калибровку в смартфоне на Android и iPhone.

Содержание страницы

  • 1 Что такое акселерометр
  • 2 Принцип работы
  • 3 Акселерометр в фитнес-браслете и смарт-часах
  • 4 Как выглядит акселерометр в телефоне
  • 5 Как узнать, есть ли акселерометр в телефоне
  • 6 Настройка/калибровка акселерометра на смартфоне
    • 6. 1 Калибровка Android
    • 6.2 Калибровка G Sensor для игр
    • 6.3 Калибровка iPhone
  • 7 Чем отличается акселерометр от гироскопа
  • 8 Вывод

Что такое акселерометр

Если говорить простым языком, то акселерометр – это прибор для измерения ускорения. Он применяется как датчик изменения положения устройства в пространстве и таким образом определяет направление, степень, скорость отклонения. Именно акселерометр отвечает за разворот картинки на экране вашего смартфона при повороте корпуса или как еще пример, включает экран фитнес-браслета или смарт-часов, когда вы наклоняете запястье.

Сегодня акселерометр в телефоне – это обязательный элемент. Однако ещё десять-двенадцать лет назад первые смартфоны, в которых был G-сенсор, воспринимались как чудо. Давайте разбираться, зачем нужен этот датчик, если столько лет обходились без него.

Принцип работы

Образно говоря, акселерометр в смартфоне – это необходимый элемент для качественного отображения картинки. Впрочем, есть для него и другие применения. Современные телефоны вполне способны работать как шагомеры или отслеживать качество сна по тому, как вы ворочаетесь под одеялом.

Смотрите видео, где подробно рассказывается о принципе работы акселерометра:

Акселерометр в фитнес-браслете и смарт-часах

Акселерометр в фитнес-браслете и смарт-часах помогает считать количество пройденных шагов. Собственно, это акселерометр в браслете и в smart-часах отслеживает ваши движения даже во сне. А программная обработка его показаний помогает распознать, идёте вы или бежите, с какой скоростью, как много шагов подряд сделали.

Когда вы поднимаете руку к лицу и дисплей автоматически включается – это тоже благодаря распознаванию жестов с помощью того же маленького, но полезного модуля.

Как выглядит акселерометр в телефоне

Акселерометр в телефоне выглядит как обычный чип. В зависимости от модели смартфона может на вид незначительно отличаться.

Вот так выглядит акселерометр в телефоне

Принцип работы представить себе проще на примере механического варианта: в нём есть массивный элемент, закреплённый упругими подвесами, давление на которые можно измерить. В зависимости от задачи, подвесов может быть от одного до трёх.

Электронный акселерометр вместо массивного тела использует набор проводников, которые могут двигаться под воздействием ускорения и изменять напряжённость поля вокруг себя. По показаниям напряжённости можно определить, в какую сторону сдвинулись проводники и какое движение корпуса вызвало этот сдвиг. Комплексный датчик, включающий гироскоп, может иметь больше осей – до шести.

Трёхосный акселерометр довольно точно определяет как положение тела в пространстве в каждый момент, так и его изменение. При этом он постоянно собирает и отправляет информацию о давлении на подвесы.

Что это даёт? Так, например, датчик акселерометра в телефоне помогает не только определить положение корпуса устройства в пространстве, но и скорость, с которой вы перемещаетесь, и сотрясения, производимые вашими шагами, и намеренные встряхивания смартфона.

Именно поэтому, повернув корпус телефона, вы наблюдаете, как картинка на экране тоже поворачивается. Именно поэтому вы можете в гоночной игре рулить, используя смартфон или геймпад как рулевое колесо. Именно поэтому фитнес-трекер умеет подсчитывать ваши шаги или отслеживать качество сна.

Как узнать, есть ли акселерометр в телефоне

Практически во всех смартфонах и планшетах, выпущенных в эпоху Android и iOS, этот датчик есть. Даже в самом первом айфоне, выпущенном в 2007 году, и в первом Samsung Galaxy S, вышедшем в 2010-м.

Если вы сомневаетесь, есть ли он в вашем устройстве, то просто почитайте официальное описание. В ранних Андроид-смартфонах поворот экрана не обязательно включался по умолчанию, поэтому, если вы повернули свой телефон и дисплей не отреагировал, это ещё ни говорит об отсутствии акселерометра. Вероятнее всего, что он отключен в настройках телефона. Найдите похожую иконку, как на рисунке ниже и активируйте.

Настройка/калибровка акселерометра на смартфоне

Калибровка Android

Калибровка акселерометра на Android нужна, например, в случае, если смартфон начал неправильно считать шаги или неверно определять положение корпуса. Штатных программ для этого нет, но, чтобы откалибровать акселерометр, существуют специальные приложения, однако лучшим вариантом признаётся приложение GPS Status & Toolbox (Скачать Google Play). В его разделе Toolbox есть специальный инструмент, который так и называется – «Калибровка акселерометра». Положите телефон на ровную поверхность и следуйте инструкциям.

Посмотрите видео инструкцию, как быстро откалибровать телефон. 

Калибровка G Sensor для игр

Посмотрите видео: калибровка G Sensor для игр на Android.

Калибровка iPhone

Инструментов для калибровки iPhone нет, но в случае чисто программного сбоя обычно спасает простая перезагрузка. Если проблема осталась, пишите в комментариях, постараемся помочь.

Чем отличается акселерометр от гироскопа

Как правило, акселерометр в смартфоне работает в паре с гироскопом. Эту практику ввела Apple в модели iPhone 4, и не прогадала. Комбинация двух датчиков сейчас стала настолько обыденной, что не все пользователи понимают разницу между этими двумя приборами.

Если вкратце, то в гироскопе ключевой массивный элемент закреплён и сопротивляется попытке поворота, порождая силу Кориолиса, которую можно измерить. Современный гироскоп способен в общем случае на более точное измерение угла наклона и более быструю реакцию. А сочетание этих двух датчиков даёт гораздо лучший результат, чем использование только одного.

Поэтому в современных смартфонах обычно устанавливается комплексный измеритель, в который входят оба датчика. Первую такую модель выпустила компания InvenSense в 2010 году, и в ней два 3-осных датчика формировали шестиосный комплекс. Разумеется, первыми инновацию оценили пользователи Apple, но вскоре она стала стандартом для всей индустрии.

Конечно, если вы спутаете акселерометр и гироскоп в «бытовом» смысле, это не страшно. Но вообще это совершенно разные измерительные приборы, и измеряют они разные значения, хотя и служат примерно для одной цели.

Вывод

Подведем итог.  Акселерометр, это один из ключевых элементов современной носимой электроники, который расширяет функциональность и возможности управления. Сейчас он есть во всех смартфонах и смарт-часах, а в фитнес-трекерах является главным датчиком всей системы. Если остались вопросы, задавайте в комментариях, мы с радостью на них ответим.

  • Была ли полезной информация ?
  • ДаНет

в фитнес браслете, в телефоне и в часах

ГлавнаяОбзоры

Средняя оценка+3

Сохранить в закладкиСохраненоУдалено 0

Средняя оценка+3

0
19612

Когда-то это слово вызывало ассоциацию с лабораториями, испытательными стендами, скоростной техникой – и уж точно не с предметами, которые мы носим в карманах. Сейчас в порядке вещей, если вы носите с собой сразу три устройства, в состав которых входит акселерометр. Итак, мы расскажем что такое акселерометр и зачем он нужен в телефоне, в фитнес-браслете и часах и разберемся чем он отличается от гироскопа. А также произведем калибровку в смартфоне на Android и iPhone.

Содержание страницы

  • 1 Что такое акселерометр
  • 2 Принцип работы
  • 3 Акселерометр в фитнес-браслете и смарт-часах
  • 4 Как выглядит акселерометр в телефоне
  • 5 Как узнать, есть ли акселерометр в телефоне
  • 6 Настройка/калибровка акселерометра на смартфоне
    • 6.1 Калибровка Android
    • 6.2 Калибровка G Sensor для игр
    • 6.3 Калибровка iPhone
  • 7 Чем отличается акселерометр от гироскопа
  • 8 Вывод

Что такое акселерометр

Если говорить простым языком, то акселерометр – это прибор для измерения ускорения. Он применяется как датчик изменения положения устройства в пространстве и таким образом определяет направление, степень, скорость отклонения. Именно акселерометр отвечает за разворот картинки на экране вашего смартфона при повороте корпуса или как еще пример, включает экран фитнес-браслета или смарт-часов, когда вы наклоняете запястье.

Сегодня акселерометр в телефоне – это обязательный элемент. Однако ещё десять-двенадцать лет назад первые смартфоны, в которых был G-сенсор, воспринимались как чудо. Давайте разбираться, зачем нужен этот датчик, если столько лет обходились без него.

Принцип работы

Образно говоря, акселерометр в смартфоне – это необходимый элемент для качественного отображения картинки. Впрочем, есть для него и другие применения. Современные телефоны вполне способны работать как шагомеры или отслеживать качество сна по тому, как вы ворочаетесь под одеялом.

Смотрите видео, где подробно рассказывается о принципе работы акселерометра:

Акселерометр в фитнес-браслете и смарт-часах

Акселерометр в фитнес-браслете и смарт-часах помогает считать количество пройденных шагов. Собственно, это акселерометр в браслете и в smart-часах отслеживает ваши движения даже во сне. А программная обработка его показаний помогает распознать, идёте вы или бежите, с какой скоростью, как много шагов подряд сделали.

Когда вы поднимаете руку к лицу и дисплей автоматически включается – это тоже благодаря распознаванию жестов с помощью того же маленького, но полезного модуля.

Как выглядит акселерометр в телефоне

Акселерометр в телефоне выглядит как обычный чип. В зависимости от модели смартфона может на вид незначительно отличаться.

Вот так выглядит акселерометр в телефоне

Принцип работы представить себе проще на примере механического варианта: в нём есть массивный элемент, закреплённый упругими подвесами, давление на которые можно измерить. В зависимости от задачи, подвесов может быть от одного до трёх.

Электронный акселерометр вместо массивного тела использует набор проводников, которые могут двигаться под воздействием ускорения и изменять напряжённость поля вокруг себя. По показаниям напряжённости можно определить, в какую сторону сдвинулись проводники и какое движение корпуса вызвало этот сдвиг. Комплексный датчик, включающий гироскоп, может иметь больше осей – до шести.

Трёхосный акселерометр довольно точно определяет как положение тела в пространстве в каждый момент, так и его изменение. При этом он постоянно собирает и отправляет информацию о давлении на подвесы.

Что это даёт? Так, например, датчик акселерометра в телефоне помогает не только определить положение корпуса устройства в пространстве, но и скорость, с которой вы перемещаетесь, и сотрясения, производимые вашими шагами, и намеренные встряхивания смартфона.

Именно поэтому, повернув корпус телефона, вы наблюдаете, как картинка на экране тоже поворачивается. Именно поэтому вы можете в гоночной игре рулить, используя смартфон или геймпад как рулевое колесо. Именно поэтому фитнес-трекер умеет подсчитывать ваши шаги или отслеживать качество сна.

Как узнать, есть ли акселерометр в телефоне

Практически во всех смартфонах и планшетах, выпущенных в эпоху Android и iOS, этот датчик есть. Даже в самом первом айфоне, выпущенном в 2007 году, и в первом Samsung Galaxy S, вышедшем в 2010-м.

Если вы сомневаетесь, есть ли он в вашем устройстве, то просто почитайте официальное описание. В ранних Андроид-смартфонах поворот экрана не обязательно включался по умолчанию, поэтому, если вы повернули свой телефон и дисплей не отреагировал, это ещё ни говорит об отсутствии акселерометра. Вероятнее всего, что он отключен в настройках телефона. Найдите похожую иконку, как на рисунке ниже и активируйте.

Настройка/калибровка акселерометра на смартфоне

Калибровка Android

Калибровка акселерометра на Android нужна, например, в случае, если смартфон начал неправильно считать шаги или неверно определять положение корпуса. Штатных программ для этого нет, но, чтобы откалибровать акселерометр, существуют специальные приложения, однако лучшим вариантом признаётся приложение GPS Status & Toolbox (Скачать Google Play). В его разделе Toolbox есть специальный инструмент, который так и называется – «Калибровка акселерометра». Положите телефон на ровную поверхность и следуйте инструкциям.

Посмотрите видео инструкцию, как быстро откалибровать телефон. 

Калибровка G Sensor для игр

Посмотрите видео: калибровка G Sensor для игр на Android.

Калибровка iPhone

Инструментов для калибровки iPhone нет, но в случае чисто программного сбоя обычно спасает простая перезагрузка. Если проблема осталась, пишите в комментариях, постараемся помочь.

Чем отличается акселерометр от гироскопа

Как правило, акселерометр в смартфоне работает в паре с гироскопом. Эту практику ввела Apple в модели iPhone 4, и не прогадала. Комбинация двух датчиков сейчас стала настолько обыденной, что не все пользователи понимают разницу между этими двумя приборами.

Если вкратце, то в гироскопе ключевой массивный элемент закреплён и сопротивляется попытке поворота, порождая силу Кориолиса, которую можно измерить. Современный гироскоп способен в общем случае на более точное измерение угла наклона и более быструю реакцию. А сочетание этих двух датчиков даёт гораздо лучший результат, чем использование только одного.

Поэтому в современных смартфонах обычно устанавливается комплексный измеритель, в который входят оба датчика. Первую такую модель выпустила компания InvenSense в 2010 году, и в ней два 3-осных датчика формировали шестиосный комплекс. Разумеется, первыми инновацию оценили пользователи Apple, но вскоре она стала стандартом для всей индустрии.

Конечно, если вы спутаете акселерометр и гироскоп в «бытовом» смысле, это не страшно. Но вообще это совершенно разные измерительные приборы, и измеряют они разные значения, хотя и служат примерно для одной цели.

Вывод

Подведем итог.  Акселерометр, это один из ключевых элементов современной носимой электроники, который расширяет функциональность и возможности управления. Сейчас он есть во всех смартфонах и смарт-часах, а в фитнес-трекерах является главным датчиком всей системы. Если остались вопросы, задавайте в комментариях, мы с радостью на них ответим.

  • Была ли полезной информация ?
  • ДаНет

Как работает акселерометр и для чего он нужен?

Что такое акселерометр? Это устройство, позволяющее измерять и анализировать линейное и угловое ускорение. Эта функция необходима для многих основных устройств и систем, используемых почти во всех сферах жизни, будь то бытовая техника, профессиональные промышленные приложения или приложения для исследований и разработок.

В этой статье вы найдете ответы на следующие вопросы:

  • Что такое акселерометр?
  • Как работает акселерометр?
  • Какие бывают типы акселерометров?

Что такое акселерометр?

Акселерометры применяются при измерении статического ускорения свободного падения, позволяющего определить угол отклонения измеряемого объекта от вертикальной плоскости, а также при измерении динамического ускорения вследствие удара, движения, удара или вибрации, т. е. малые амплитуда и частота (до 100 Гц) колебаний.

  • Как работает акселерометр при измерении вибрации? Устройство реализовано непосредственно на вибрирующем объекте, что позволяет акселерометру преобразовывать энергию вибрации в электрический сигнал, пропорциональный мгновенному ускорению объекта.

  • Что делает акселерометр? Измерение вибрации обычно используется для диагностики работы машин, оборудования или конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам, таких как стальные конструкции, мачты, мосты или здания. Акселерометры также используются, в том числе, для защиты жестких дисков от повреждений, в медицинском и спортивном оборудовании, камерах и видеорегистраторах, смартфонах, пультах дистанционного управления, контроллерах и навигационных системах.

  • Что такое акселерометр? Это просто датчик ускорения, который измеряет собственное движение в пространстве. Существует три основных типа акселерометров, о которых вы можете узнать далее в этой статье.

Перейти в каталог »

Как работает акселерометр?

Принцип работы акселерометра не слишком сложен. Он измеряет силу ускорения в единицах (g) и проводит измерения в одной, двух или трех плоскостях. В настоящее время наиболее часто используемыми акселерометрами являются 3-осевые акселерометры, которые выполнены в виде системы из трех отдельных акселерометров, каждый из которых измеряет ускорение в различном направлении — в X, Y и Z плоскости. Примером 3-осевого акселерометра является модель OKYSTAR OKY3230 .

Если ускорение в какой-либо плоскости работает в направлении, противоположном тому, в котором направлен датчик, акселерометр будет измерять ускорение с отрицательным значением. В противном случае ускорение будет измерено с положительным значением.

Если к акселерометру не приложено внешнее ускорение, прибор будет измерять только стандартное ускорение свободного падения, т. е. силу тяжести. Предполагая, что 3-осевой акселерометр расположен так, что датчик оси X указывает влево, датчик оси Y направлен вниз, а датчик оси Z направлен вперед, и к устройству не приложено никаких сил, акселерометр покажет следующее: X = 0 г , Y = 1 г , Z = 0 г . Если тот же акселерометр наклонить влево, он покажет следующие значения: X = 1 g , Y = 0 g , Z = 0 g . Точно так же, если устройство наклонено вправо, ось X покажет X = -1 g . Такие зависимости в измерении ускорений используются алгоритмами систем управления ускорителями.

Какие бывают типы акселерометров?

Три основных типа акселерометров: емкостные акселерометры MEMS, пьезоэлектрические акселерометры и пьезорезистивные акселерометры.

Емкостные акселерометры MEMS

Емкостные акселерометры MEMS являются самыми дешевыми, наиболее распространенными и самыми маленькими в своем роде. Как работает емкостный акселерометр MEMS? Принцип его действия сводится к изменению положения подвешенной на пружинах пробной (сейсмической) массы. Один конец пружины прикреплен к пластине гребенчатого конденсатора, а другой конец прикреплен к массе. Под действием силы, действующей на датчик, сейсмическая масса перемещается, что вызывает изменение расстояния между пластиной и массой, а значит, и изменение емкости. 9Модели 0003 SPARKFUN ELECTRONICS INC. DEV-09267 или SPARKFUN ELECTRONICS INC. BOB-13926 являются примерами акселерометров MEMS.

SF-DEV-09267 SF-BOB-13926

Емкостные акселерометры MEMS в основном применяются в носимых устройствах, мобильных устройствах и бытовой электронике. Одним из самых больших преимуществ акселерометров MEMS является возможность их монтажа непосредственно на печатной плате.

К недостаткам МЭМС-систем можно отнести низкую точность измерений, особенно в случае измерений более высоких амплитуд и частот, что делает их непригодными для специализированных промышленных применений.

Пьезорезистивные акселерометры

Другим типом акселерометров являются пьезорезистивные датчики. Как работает пьезорезистивный акселерометр? Принцип действия аналогичен тензодатчику, т.е. датчику, измеряющему напряжения. Этот тип акселерометра выполнен с использованием пьезорезистивного материала, который под действием внешней силы деформируется, что приводит к изменению сопротивления.

Затем изменение преобразуется в электрический сигнал, принимаемый приемником, интегрированным с акселерометром. Пьезорезистивные акселерометры отличаются широким диапазоном измерений, благодаря чему они способны регистрировать вибрации высоких амплитуд и частот, что полезно, в том числе, при различных краш-тестах.

Еще одним преимуществом пьезорезистивных ускорителей является их способность измерять медленно меняющиеся сигналы, что позволяет применять их в инерциальных навигационных системах для расчета скорости и движения компонентов системы.

Как работает пьезорезистивный акселерометр делает его устойчивым к изменениям температуры окружающей среды, что требует температурной компенсации. Кроме того, пьезорезистивные акселерометры имеют проблемы с обнаружением слабых сигналов и намного дороже, чем емкостные акселерометры MEMS.

Пьезоэлектрические акселерометры

Что такое пьезоэлектрический акселерометр? Этот датчик является одним из наиболее часто используемых датчиков для измерения уровня вибрации. Поэтому пьезоэлектрические акселерометры широко используются в промышленности для диагностики и контроля машин и оборудования. Как работает пьезоэлектрический акселерометр? Работает аналогично пьезорезистивным системам. Однако под действием ускорения они не изменяют своего сопротивления, а генерируют электрическое напряжение определенной величины.

Измерительный элемент этих датчиков обычно представляет собой цирконат-титанат свинца (PZT). Цирконат титанат свинца деформируется и генерирует электрический заряд. Пьезоэлектрические акселерометры обладают высокой чувствительностью и точностью, что делает их пригодными для широкого спектра применений — от чрезвычайно сложных и точных сейсмических измерений до краш-тестов и испытаний на удар в неблагоприятных условиях.

Выходной сигнал пьезоэлектрических акселерометров обычно подвергается усилению и температурной компенсации. Расчет смещения объекта облегчается подачей сигнала на вход интегратора.

Другие акселерометры

Другие типы акселерометров включают структуры IEPE, которые обычно используются для измерения вибрации. Также заслуживают внимания пьезоэлектрические акселерометры нагрузки, хорошо работающие при экстремальных температурах.

Символ: Описание:
OKY3230 Датчик: акселерометр; 3,3÷5В постоянного тока; I2C; ММА8451 ​​
SF-DEV-09267 Датчик: акселерометр; аналог; АДXL335; лилипад; 20мм
SF-BOB-13926 Датчик: акселерометр; 1,95÷3,6 В постоянного тока; I2C; ММА8452Q; ±2,±4,±8г

Поделитесь этой статьей

Что такое акселерометр? — Определение и принцип работы