Для чего в телефоне акселерометр: Что такое акселерометр в смартфоне

Акселерометр в телефоне – что это такое, для чего нужен датчик

На нашем сайте доступно несколько статей о различных датчиках, используемых в современных мобильных устройствах. Сегодня поговорим про акселерометр в телефоне – что это такое?

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:

Не путайте с гироскопом!

Многие пользователи считают, что это одно и тоже, хотя речь идет о двух разных приспособлениях, выполняющих совершенно отличающиеся функции.

Если хотите больше узнать о гиродатчике, то переходите по ссылке на страницу тематического обзора.

Практически все смартфоны имеют встроенный акселерометр (конечно, если у Вас не старенький Nokia 7610). В данном случае рассматриваем девайсы, работающие под управлением Android | iOS | Windows Mobile.

Название датчика происходит от английского слова «Acceleration» — ускорение. Собственно, сенсор и нужен для правильного измерения данного показателя. Но зачем? Это необходимо для измерения скорости перемещения телефона. Информация, снимаемая с этого прибора, также используется гироскопом, чтобы более точно вычислять положение устройства в 3D-пространстве. То есть, мы сейчас говорим о двух разных приспособлениях, которые тесно взаимодействуют между собой. Но принцип действия совершенно отличатся. Далее рассмотрим подробнее.

Для чего нужен датчик?

С его появлением смартфоны обзавелись дополнительным функционалом, без которого сейчас трудно представить свою жизнь:

• Измерение точного количества пройденных шагов. Крайне полезная фишка для тех, кто ведет здоровый образ жизни, пользуется фитнес-трекерами;
• Автоматический поворот изображения на экране. Ну здесь нет смысла объяснять. Без акселерометра пришлось бы постоянно тыкать пальцем в программную кнопку;
• Упрощение игрового процесса (работает не повсеместно, а лишь в приложениях, которые поддерживают этот режим). Можно наклонять смарт вправо-влево в гоночных симуляторах для управления авто;

• Встряхивание и прочие жесты для быстрого доступа к некоторым возможностям гаджета. К примеру, реально переключать треки в музыкальном проигрывателе, принимать/сбрасывать вызов и т. д. Вот у меня на Xiaomi можно перевернуть телефон дисплеем вниз и таким образом перевести звонок в беззвучный режим;
• Предоставление более точной информации для программ с геолокацией (Карты Google, Яндекс Навигатор).

Перечислять можно долго. Что за датчик разобрались, теперь давайте перейдем к теории и умным словам, дабы понять принцип.

Как работает акселерометр?

Первые вариации приспособления были технически сложными и относительно габаритными, неприспособленными для интеграции в компактные девайсы. Но и назначение у них было иное.

Сейчас же конструкция стала более компактной, помещающейся в одном чипе. Внутри него располагается нечто подобное:

На статическом корпусе (он неподвижен) располагаются датчики, снимающие показания. А источником данных является масса, которая по инерции перемещается вместе с движением телефона в определенном направлении и с некоторым ускорением. Передача информации осуществляется при помощи химического взаимодействия между силиконом и прочими компонентами.

Видео

Чтобы более наглядно увидеть, как работает акселерометр, что это такое в телефоне, рекомендуем посмотреть ролик:

Вам помогло? Поделитесь с друзьями — помогите и нам!

Твитнуть

Поделиться

Поделиться

Отправить

Класснуть

Линкануть

Вотсапнуть

Запинить

Читайте нас в Яндекс Дзен

Наш Youtube-канал

Канал Telegram

Adblock
detector

Акселерометр в телефоне — что это, как работает Тарифкин.ру

Акселерометр – это специальный прибор, который предназначен для измерения разницы между настоящим ускорением движущегося объекта и гравитационного. И при помощи этого датчика можно значительно расширить возможности обычного мобильного устройства.

Содержание

• Зачем нужен акселерометр
• Как работает акселерометр
• Типы акселерометров
• Применение устройства
• Включение и отключение акселерометра
• Калибровка и настройка акселерометра
• Не работает акселерометр на Андроиде — что делать

Зачем нужен акселерометр

• Автоматическое изменение ориентации экрана при повороте мобильного устройства.
• Управление в играх, которое происходит за счет наклона девайса.
• Отклик смартфона на различные жесты, а также выполнение некоторых действий. Например, смена воспроизведенной музыки, отклонение звонка или выключение будильника после постукивания по экрану или встряхивания мобильного устройства.
• Определение положения пользователя в пространстве при помощи навигационных программ.
• Отслеживание физической активности владельца гаджета.

Основным преимуществом наличия акселерометра в мобильном устройстве можно считать то, что пользователь может в совершенно любой момент выяснить, где находится его гаджет. Помимо этого, датчик делает процесс использования смартфона максимально удобным для его владельца.

Как работает акселерометр

Принцип работы акселерометра основывается на следующем – к неподвижному корпусу мобильного устройства прикрепляется специальная перегородка, у которой имеются проводники, немного отведенные в стороны. Эти самые проводники помещаются между контактами в гаджете, которые считывают показатели изменений ускорения.

Стоит отметить, что вручную создавать мини версии прибора, которые помещались бы в мобильных устройствах, невозможно. В связи с этим все акселерометры для телефонов создаются на автоматизированных конвейерах.

В гаджете акселерометр выглядит как самый обычный чип. В зависимости модели телефона его вид может немного отличаться. Внутри прибора имеется набор специальных проводников, которые могут изменять свое положение под определенным воздействием снаружи. Именно поэтому сразу после того, как владелец гаджета поворачивает свое устройство, он может наблюдать за тем, как поворачивается изображение на картинке.

Как было указано выше, акселерометр использует проводники, которые могут двигаться под действием ускорения. При помощи этих проводников датчик рассчитывает показатели напряженности для того, чтобы определить, в каком направлении они сдвинулись. Таким образом датчик может определить не только положение объекта в пространстве, но и его изменение. Более того, благодаря этому чип может измерять скорость, с которой перемещается пользователь гаджета.

По ссылке можно посмотреть видео, в котором рассказывается о принципе работы акселерометра:

Типы акселерометров

Всего различается три типа акселерометров – одноосные, двуосные, трехосные. В настоящий момент наиболее популярными стали именно трехкомпонентные датчики, так как они могут измерять проекцию кажущегося ускорения сразу в трех плоскостях.

Помимо этого, представленный чип делится на следующие виды:

• Механические. Это самый простой датчик, соответствующий классической конструкции акселерометра. В данном случае подвешенный груз крепится на эластичном подвесе, а при изменении его положения в пространстве тело может компенсировать перекос. Благодаря этому прибор может определить колебания и переводит их в показатели прямого ускорения;
• Электронные. В представленном типе предусматривается совмещение механических частей чипа с прочими датчиками. Таким образом прибор может быстрее и точнее определить перемещение тела. Более того, электронные чипы в разы меньше;

• Пьезоэлектрические. Подобные приборы отличаются наличием твердого стержня внутри, который всегда находится под определенным давлением, а также воздействует на пьезокристалл;

• Термальные. В данном типе акселерометров конструкция состоит из небольшого пузырька воздуха. При наличии ускорения этот пузырек может изменять свое положение, что и фиксируют встроенные чувствительные датчики.

Применение устройства

Акселерометр в мобильных устройствах является невероятно полезной опцией, которая также может сделать использование гаджета в разы удобнее. Чип используется в следующих программах:

• Шагомер. Одной из основных задач акселерометра можно считать определение пройденных за определенный период времени шагов. Особо полезна представленная функция будет тем пользователям, которые любят спорт или следят за своим здоровьем;
• Управление в играх. Это также не менее важная функция прибора. При наклоне мобильного устройства акселерометр сразу же это считывает и изменяет изображение на экране. Стоить отметить, что качество управления в основном будет зависеть от амплитуды движений, которые совершает пользователь;

• Автоматический поворот экрана. Без сомнений, просмотр фильмов и различных видеороликов намного удобнее при горизонтальной ориентации экрана телефона. Это не только заметно упрощает восприятие изображения с гаджета, но и снимает лишнее напряжение с глаз пользователя. И за это также отвечает акселерометр, который автоматически изменяет ориентацию изображение после поворота устройства;

• Навигация. Встроенный в гаджете акселерометр улучшает работу навигационных систем. Это будет очень полезно даже в процессе использования самого обычного компаса, который будет реагировать даже на небольшое движение мобильного устройства в системе координат;
• Управление смартфоном. На некоторых моделях современных гаджетов имеется опция, благодаря которой пользовать может управлять работой приложений при помощи специальных жестов.

Включение и отключение акселерометра

Для того чтобы узнать, включен или нет акселерометр в мобильном приборе необходимо лишь повернуть гаджет, например, из вертикального положения в горизонтальное. В случае, если после этого изображение на экране не изменило свою ориентацию, то скорее всего датчик либо выключен, либо просто отсутствует в гаджете.

На большинстве моделей смартфонов принцип включения опции поворота экрана примерно одинаковый. Для этого необходимо просто сделать следующие действия:

1. Сперва пользователь должен открыть меню настроек;
2. Затем потребуется открыть раздел под названием «Экран»;
3. В этом разделе необходимо активировать поворот изображения.

Помимо этого, включить автоматический поворот экрана можно также просто стянув меню быстрого доступа и нажав на соответствующую иконку.

Стоит отметить, что в определенных случаях автоматическая реакция встроенного датчика в гаджете может не требоваться и даже мешать пользователю. В такой ситуации владелец прибора может просто отключить работу датчика, просто используя один из предложенных выше способов. Однако теперь потребуется перевести состояние опции поворота экрана в неактивное состояние.

Калибровка и настройка акселерометра

Во всех новых телефонах имеется встроенный датчик контроля ускорения. И в случае, если чип начинает функционировать неправильно, пользователь может попробовать самостоятельно выполнить его калибровку.

Стоит отметить, что отсутствие акселерометра в смартфоне свидетельствует о том, что модель была выпущена достаточно давно или относится к бюджетной категории. В таком случае добавить опцию в гаджет не получится.

Настроить чип можно следующим образом:

1. Сперва пользователь должен установить бесплатное приложение для калибровки на свой телефон. Это может быть GPS Status & Toolbox;
2. Затем потребуется положить устройство с акселерометром на ровную поверхность;
3. Нужно открыть меню настроек скачанного приложения и выбрать пункт «Калибровка акселерометра». Процесс будет завершен после того, как на дисплее телефона появится соответствующее уведомление.

Видео, в котором рассказывается о том, как это сделать

Не работает акселерометр на Андроиде — что делать

В случае, если на телефоне перестал работать акселерометр, сперва стоит убедиться в том, что он включен в настройках системы. Для этого необходимо проверить, включена ли опция автоматического поворота экрана.

В случае, если опция находится в активном режиме, но при этом не работает, рекомендуется сделать ниже описанные действия:

• Перезагрузить телефон;
• Сбросить гаджет к заводским настройкам;
• Сделать повторную калибровку акселерометра в смартфоне;
• Обновить прошивку в гаджете;
• Отнести девайс в ремонт к мастеру.

Вячеслав

Несколько лет работал в салонах сотовой связи двух крупных операторов. Хорошо разбираюсь в тарифах и вижу все подводные камни. Люблю гаджеты, особенно на Android.

Задать вопрос

По каким причинам может перестать работать акселерометр в телефоне?

Подобная поломка может возникать по нескольким причинам. К наиболее популярным относится попадание влаги в корпус устройства, наличие проблем с прошивкой, падение и внутренние проблемы гаджета.

Насколько точно работает акселерометр в телефоне при измерении количества шагов?

Нельзя утверждать, что маленький чип в телефоне может работать со стопроцентной точностью. Однако, чаще всего показатели акселерометра могут быть близки к настоящим.

Как работает акселерометр в смартфоне для отслеживания вашего движения

Из всех компонентов смартфона акселерометр, вероятно, носит титул самого интересного с технологической точки зрения, но при этом недооцененного гаджета на устройстве. Если вы хотите, чтобы изображение на вашем телефоне было альбомным или портретным, все, что вам нужно сделать, это повернуть телефон в нужном направлении, и экран будет следовать за вами. Вы когда-нибудь задумывались, как телефон распознает, что вы наклонили телефон в этом направлении?

Чтобы реагировать на поворот телефона, он должен определить, в какую сторону вы его двигаете. Акселерометр — отличный способ добиться этого, и они бывают всех форм и размеров. Несмотря на это, акселерометры обычно содержат одни и те же три переменные:

• Корпус акселерометра, перемещающийся вместе с устройством, в котором он установлен. Это действует как основание датчика, который движется с той же скоростью, что и устройство.
• Подвижная часть акселерометра, которая перемещается при смещении корпуса вокруг него. Это движение зависит от того, насколько сильно наклонено устройство.
• Датчики на акселерометре, которые смотрят на движущуюся часть и отслеживают, насколько устройство сдвинулось в зависимости от результата.

Хотя существует много способов сделать это, те, которые вы найдете в смартфонах (и других устройствах), обычно бывают двух видов: емкостные и пьезоэлектрические акселерометры.

Что такое емкостные акселерометры?

Оба слова звучат очень сложно, но не волнуйтесь — на практике они довольно просты! Во-первых, давайте рассмотрим емкостные акселерометры.

Знаете ли вы те игрушки-лабиринты из шариков, которые иногда можно найти в рождественских хлопушках? Представьте себе один из них, но это просто пустой квадрат без препятствий. Представьте, что вы также подключили стороны квадрата, чтобы определить, когда металлический шар ударяется о стороны. Когда вы наклоняете квадрат, мяч перекатывается и ударяется о одну из сторон, вызывая срабатывание датчика.

Конечно, в мобильных телефонах нет маленьких шариков-лабиринтов! Однако у них есть что-то похожее. Вместо шара в телефоне используется сетка, подвешенная на опорах. Эти опоры имеют некоторую снисходительность, позволяя сетке слегка смещаться при движении телефона.

Между секциями сетки есть маленькие «пальчики», которые чувствуют, где находится сетка. При наклоне телефона сетка перемещается по опорам в сторону движения, и пальцы улавливают это движение. Пальцы сообщают, в какую сторону наклонен телефон.

Что такое пьезоэлектрические акселерометры?

С другой стороны, пьезоэлектрические акселерометры получили свое название от пьезоэлектрического эффекта, который акселерометр использует для измерения ориентации.

Представьте, если бы вы стояли спиной к стене, держа матрац на расстоянии вытянутой руки, с закрытыми глазами. Затем я прошу вас сообщить мне, если вы заметите, что матрац шевелится. Вы не можете видеть матрас, но вы можете чувствовать, как он движется.

Теперь, если я толкну или потяну матрас, это вызовет напряжение в ваших руках. Либо вы чувствуете, как матрац тянется прочь, либо толкается к вам. Только по этому ощущению можно понять, дергаю я матрас или толкаю его.

Пьезоэлектрические акселерометры работают аналогично. Они используют механизм, который толкает и тянет кристалл, который, в свою очередь, излучает электричество в зависимости от приложенного напряжения. Затем это напряжение переводится в измерения движения.

Наклон и поворот

Акселерометры — удивительная и интригующая часть смартфона, но они крайне недооценены. Теперь вы знаете, как они работают и как определяют, куда движется ваш телефон.

Насколько важен акселерометр в вашем собственном телефоне? Дайте нам знать ниже.

Изображение предоставлено Википедией

Саймон Бэтт

Саймон Бэтт — выпускник факультета компьютерных наук, увлекающийся кибербезопасностью.

Подпишитесь на нашу рассылку!

Наши последние учебные пособия доставляются прямо на ваш почтовый ящик

Подпишитесь на все информационные бюллетени.

Регистрируясь, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности, а европейские пользователи соглашаются с политикой передачи данных. Мы не будем передавать ваши данные, и вы можете отказаться от подписки в любое время.

Как работает акселерометр в смартфоне? Билл Хаммак, парень-инженер, объясняет [ПОЛНЫЙ ТЕКСТ]

Мы едва замечаем их, но это одна из самых важных функций, скрытых в повседневном использовании смартфона. Акселерометры — это устройства, которые могут измерять ускорение (скорость изменения скорости), но в смартфонах они способны обнаруживать изменения ориентации и сообщать экрану о повороте. По сути, это помогает телефону отличить верх от низа.

Несмотря на то, что акселерометр регулярно используется для игр, видео и других действий со смартфоном, мало кто знает, как на самом деле работает этот гаджет или как инженерам удалось сжать такую ​​маленькую, но важную часть технологии, которая может обнаруживать движение в трех направлениях, в смартфон толщиной в миллиметр.

Вот тут-то и появляется Билл Хэммак. Хэммак, также известный как Инженер-парень, является профессором кафедры химической и биомолекулярной инженерии Иллинойского университета в Урбана-Шампейн, но у 50-летнего профессора колледжа также есть второй жизнь на YouTube, разбирая, как работают различные компоненты повседневных технологий, от цифровых камер до оптоволоконных кабелей.

Во вторник Хаммак выпустил свое новейшее видео, в котором объясняет, что, по его мнению, является одной из самых крутых функций современных смартфонов. Он не только описывает, как работает технология акселерометра, но и более подробно рассказывает о том, как инженеры преобразовали трехмерную технологию для работы внутри крошечного тонкого смартфона. Видео взято из собственной книги Хаммака «Восемь удивительных инженерных историй: использование элементов для создания экстраординарных технологий», но видео на YouTube объясняет, как работает весь процесс, гораздо лучше. Вот полный текст видео Хаммака, которое также вставлено внизу статьи.

Hammack представляет акселерометр: Думаю, это одна из самых крутых функций современных смартфонов, — начинает Hammack. Он знает верх от низа. В схему встроено крошечное устройство, которое может обнаруживать изменения в ориентации и сообщать экрану о повороте. Теперь позвольте мне показать вам, как это выглядит на старом iPhone. Вот оно. Это акселерометр. Я расскажу вам, как работает такой чип и как он сделан, но сначала немного об основах акселерометров.

Hammack объясняет компоненты акселерометра: Они состоят из двух основных частей: крепления корпуса к объекту, ускорение которого мы хотим измерить, и массы, которая, хотя и привязана к корпусу, все еще может двигаться, сказал Хаммак, создав 3D-графику для иллюстрации своей точки зрения. Здесь пружина с тяжелым металлическим шариком. Если сдвинуть корпус вверх, шарик отстает от растягивающей пружины. Если мы измерим, насколько растягивается эта пружина, мы сможем рассчитать силу гравитации. Вы можете легко увидеть, что три из них могут определять ориентацию трехмерного объекта. Когда ось z лежит перпендикулярно силе тяжести, только шарик на пружине оси x показывает растяжение. Поверните его на бок так, чтобы ось Z была направлена ​​вверх, и растягивался только акселерометр вдоль пружины на этой оси.

Хамак объясняет разницу акселерометров в смартфонах: Итак, как этот телефон и этот чип измеряют изменения гравитации? — спрашивает Хэммак, читая мысли своей аудитории. Хотя она более сложна, чем простая модель шарика и пружины, она имеет те же основные элементы. Внутри чипа инженеры создали крошечный акселерометр из кремния. Конечно, у него есть корпус, прикрепленный к телефону, и гребнеобразная секция, которая может двигаться вперед и назад. Это сейсмическая масса, эквивалентная шару. Пружиной в данном случае является гибкость тонкой силиконовой привязи к корпусу. Теперь ясно, что если мы сможем измерить движение этой центральной секции, мы сможем обнаружить изменения в ориентации.

Чтобы увидеть, как это делается, осмотрите все три пальца на акселерометре. Три пальца образуют дифференциальный конденсатор: это означает, что если центральная часть сдвинется, то будет протекать ток. Инженеры соотносят количество протекающего тока с ускорением.

Hammack подробно описывает, как создаются акселерометры: Этот акселерометр меня восхищает, но еще более удивительно то, как они делают такие вещи, сказал он. Казалось бы, почти невозможно создать такое сложное устройство, как крошечный акселерометр для смартфона. При диаметре всего 500 микрон (1/50 дюйма) никакие крошечные инструменты не могли создать такую ​​вещь. Вместо этого инженеры используют некоторые уникальные химические свойства кремния для травления пальцев акселерометра и Н-образной секции.

Чтобы понять, как они это делают, позвольте мне показать вам, как сделать единственную консольную балку, похожую на трамплин для прыжков в воду, из цельного куска кремния. Опытным путем инженеры заметили, что если гидроксид калия (КОН) налить на определенную поверхность кристаллического кремния, он будет разъедать кремний, пока не образуется отверстие пирамидальной формы. Это происходит из-за уникальной кристаллической структуры кремния. Чтобы сделать пирамидальное отверстие в кремнии, инженеры покрывают все, кроме маленького квадрата, маской, непроницаемой для КОН. Теперь он выгравирован только внутри квадратной формы, окруженной маской. КОН растворяет кремний быстрее в вертикальном направлении, чем в горизонтальном. Вот почему он делает пирамидальное отверстие.

Теперь, чтобы сделать консольную балку, инженеры выполняют следующие шаги: Сначала замаскируйте поверхность, за исключением U-образного сечения. Сначала KOH разрезает две обратные пирамиды рядом друг с другом.