Recent (din 2015), tot mai mulți utilizatori au devenit interesați: există un giroscop în smartphone pe care îl folosesc în mod constant? Acest lucru a fost influențat în special de jocul Pokemon Go lansat recent, care necesită acest senzor. Fără el, „Pokemon” nu poate funcționa în modul de realitate augmentată, arătând animalul în habitatul său natural.

Nu sunt doar jocurile care necesită un giroscop. La fel ca busola digitală, îmbunătățește sistemul de navigație, permite unele comenzi gestuale etc. Adesea giroscopul este combinat cu accelerometrul smartphone-ului, iar în acest tandem smartphone-ul poate fi folosit atunci când vizionați realitatea virtuală cu ochelari. Dar uneori poate fi folosit doar unul dintre senzori. Acest articol vă va ajuta să aflați cum funcționează un giroscop și de ce aveți nevoie de el și să aflați dacă smartphone-ul dvs. are unul.

Ce este un horoscop?

Un giroscop este un senzor special dintr-un smartphone care funcționează prin determinarea vectorului gravitației. Vă permite să determinați în ce direcție este îndreptat pentru a determina poziția dispozitivului în spațiu. Un giroscop clasic este un suport cu un cerc în care un cerc mai mic este atașat de o balama. În interiorul acestuia se află un alt cerc, iar în centrul cercului există un disc-rotor rotativ pe un ac de păr.

Cum a promovat Steve Jobs giroscopul și accelerometrul într-un smartphone

Sub influența gravitației, discul este întotdeauna în aceeași poziție, indiferent de direcția în care giroscopul este înclinat. Această caracteristică vă permite să înregistrați abaterile suspensiei giroscopului pentru a determina poziția sa în spațiu. Cu toate acestea, giroscopul clasic dintr-un gimbal nu este aplicabil în electronica miniaturală. Telefoanele inteligente sunt echipate cu MEMS (sisteme microelectromecanice) mai mici, cu un inel de detectare. Dimensiunile carcasei lor variază de la 5 la 10 mm în lățime și lungime, 2-5 mm în înălțime, ceea ce este acceptabil pentru un smartphone.

De ce ai nevoie de un giroscop într-un smartphone?

Cea mai populară funcție atribuită giroscopului smartphone (aceasta a fost acum mai bine de 5 ani) a fost determinarea poziției pentru rotirea automată a imaginii pe ecran. Apoi senzorul a început să fie utilizat în programe de navigație, jocuri și aplicații care efectuează lucrări de construcție. Datele sale pot fi folosite pentru controlul gesturilor. De exemplu, când întoarceți dispozitivul cu susul în jos, modul silențios este activat sau ecranul este blocat.

Posibilitățile de utilizare a giroscopului sunt destul de largi și sunt limitate doar de imaginația dezvoltatorilor de programe. Împreună cu accelerometrul, senzorul este folosit în majoritatea jocurilor 3D moderne. Puteți reda și vizualiza conținut la 360 de grade împreună cu o cască VR pentru smartphone. Funcțiile ambilor senzori sunt similare, sunt 90% interschimbabili. Cu toate acestea, producătorii refuză adesea unul dintre senzori și, în acest caz, nu vă veți putea juca cu ochelari, capacitatea de răspuns va fi la un nivel scăzut.

Cum afli dacă smartphone-ul tău are giroscop?

Cel mai simplu mod de a determina dacă un smartphone are un giroscop este pentru proprietarii de echipamente Apple. Dacă aveți un iPhone 4 sau mai nou, cu siguranță senzorul este prezent pe placă. Proprietarii de dispozitive bazate pe sistemul de operare Android pot folosi aplicații care afișează toate caracteristicile tehnice ale smartphone-ului.

În Aida64, puteți vedea ce senzori sunt la bord în fila „Senzori”. Aceeași funcționalitate este disponibilă în popularul benchmark AnTuTu. Puteți vizualiza citirile giroscopului în detaliu și puteți afla dacă funcționează corect în aplicația Sensor Sense. În aplicația Sensor Kinetics, puteți găsi date despre orice senzor de smartphone și puteți verifica performanța acestora.

Giroscopul din telefon a apărut pentru prima dată odată cu lansarea iPhone 4. Astfel, hardware suplimentar a fost introdus din nou în dispozitivele mobile. Acum smartphone-urile nu pot doar să-și determine locația geografică, orientarea în spațiu și să extindă automat fotografiile pentru o vizualizare ușoară. Datorită unei alte inovații, dispozitivele au învățat și să detecteze rotația (de exemplu, dacă utilizatorul se află pe un scaun de birou care se poate roti în direcții diferite). Ca urmare, funcționalitatea smartphone-urilor s-a extins și mai mult.

Ce este un giroscop?

Un accelerometru poate măsura accelerația liniară în raport cu un sistem de coordonate. Acesta este folosit pentru a determina orientarea telefonului. Ca rezultat al acestei inovații, multe noi funcții utile au apărut în timp util. În funcție de orientarea telefonului, interfața cu utilizatorul (UI) se poate roti automat în modul portret sau peisaj. Datorită acestui fapt, au apărut noi oportunități pentru crearea de jocuri mobile.

În zilele noastre, este greu de imaginat un joc de curse pentru un smartphone care nu suportă un accelerometru. De fiecare dată când mașina trebuia rotită, trebuia apăsat un buton specific de pe ecranul tactil. Calibrarea accelerometrului a adus experiența de joc la un nou nivel, deoarece acum putem efectua viraje prin înclinarea dispozitivului mobil. Datorită acestei inovații, au fost create multe jocuri populare.

Dar de ce un telefon are nevoie de un giroscop dacă are deja un accelerometru? În realitate, accelerometrul măsoară doar accelerația liniară a dispozitivului, în timp ce giroscopul determină orientarea acestuia. De fapt, își poate înregistra mișcarea în spațiu, inclusiv rotația verticală și orizontală.

Cei care sunt interesați de ceea ce este un giroscop într-un smartphone vor fi interesați să învețe despre aplicațiile sale practice. Pentru a înțelege principiul de funcționare al acestui dispozitiv, trebuie să vă imaginați jocul Counter-Strike, care a fost transferat pe platforma mobilă. În aceste jocuri trebuie să ne mișcăm în toate direcțiile. Fără suport pentru giroscop, ar trebui să glisăm ecranul tactil pentru a ne putea deplasa în direcția corectă. Drept urmare, după ceva timp utilizatorul ar ajunge la concluzia că controlul jocului a fost implementat fără succes.

Odată cu introducerea giroscopului, jocul a devenit mai plăcut. Acum utilizatorul poate pur și simplu să miște telefonul pentru a controla jocul. Giroscopul vă va detecta mișcarea, iar sistemul inteligent va înțelege ce doriți să faceți. Acum jucătorul nu trebuie să-și folosească degetele pentru a controla mersul și țintirea. În schimb, vă puteți concentra pe fotografiere atingând ecranul tactil.

Pentru a controla astfel de jocuri, puteți folosi accelerometrul și busola încorporată, dar în acest caz, acuratețea și netezimea suferă foarte mult. Datorită giroscopului, este posibil să faceți controlul jocului cât mai aproape de consolele de jocuri și PC-uri. În ceea ce privește hardware-ul, telefoanele mobile folosesc dispozitive bazate pe MEMS (sisteme microelectromecanice). Mai jos, telefoanele populare cu giroscop vor fi considerate ca exemple.

Apple a introdus pentru prima dată noua invenție odată cu introducerea ei în iPhone 4. Când compania a instalat un accelerometru pe telefonul de prima generație, a câștigat imediat faimă în întreaga lume. Drept urmare, a fost stabilită o nouă tendință și fiecare producător de smartphone-uri a fost dornic să implementeze această inovație pe dispozitivele lor. Apoi istoria s-a repetat, pentru că și giroscopul a devenit un obiect de invidie în rândul concurenților. Utilizatorii de dispozitive mobile au fost încântați când Steve Jobs a demonstrat capacitățile iPhone 4. Drept urmare, în magazinul de aplicații au apărut multe jocuri interesante care folosesc giroscopul.

Telefonul Nexus S este un produs comun între Google și Samsung. A devenit primul dispozitiv Android care are un giroscop. Odată cu adăugarea unor funcții foarte avansate, cum ar fi NFC, telefonul a oferit concurență serioasă iPhone 4. Suportul Gyroscope API a fost adăugat în Android 2.3 Gingerbread, oferind dezvoltatorilor posibilitatea de a crea jocuri și aplicații interesante.

Lista dispozitivelor Android echipate cu această inovație se extindea rapid, datorită căreia mulți utilizatori au putut să-i aprecieze capacitățile. La scurt timp după Nexus, giroscopul a fost instalat pe telefonul LG Optimus 2X. În plus, acest dispozitiv a devenit celebru ca primul smartphone din lume cu procesor dual-core (Procesor NVIDIA Tegra 2 AP20H Dual Core de 1 GHz).

Revizuire video: ce este un giroscop pe Android

De ceva timp a devenit clar că giroscopul este un senzor foarte important. Și este foarte trist că producătorii de smartphone-uri păstrează cu modestie tăcerea despre absența acestuia la prezentările lor. Din fericire, puteți afla despre prezența sau absența unui giroscop atât înainte de achiziționarea dispozitivului, cât și după. Cum se face acest lucru este descris în articolul de astăzi.

Dar mai întâi, să înțelegem ce este exact un giroscop. De asemenea, vom încerca să aflăm dacă este considerat un detaliu atât de important. Și numai după aceea vă vom spune cum să verificați prezența acestuia.

Un giroscop cu drepturi depline este similară ca formă cu o blat sau o blat. Are suport, disc rotor, ac de păr și mai multe cercuri. Designul său este realizat în așa fel încât discul să fie întotdeauna într-o singură poziție, pentru care ar trebui să mulțumim gravitației.

Este imposibil să instalați un giroscop clasic într-un smartphone, deoarece este prea mare. Prin urmare, se folosește în schimb un senzor special bazat pe un sistem microelectromecanic. Lățimea sa variază de la 5 la 10 mm, iar înălțimea sa nu depășește 5 mm. Cu toate acestea, chiar și astfel de dimensiuni par prea mari unor producători de smartphone-uri și, prin urmare, refuză adesea să instaleze un giroscop.

Unde se folosește un giroscop?

Acest senzor este o versiune îmbunătățită a accelerometrului. Cu ajutorul său, sistemul de operare nu numai că învață la timp despre mișcarea și rotația dispozitivului, dar poate și urmări cu exactitate toate aceste acțiuni. Dacă accelerometrul este un fel de nivel de clădire, atunci giroscopul crește semnificativ acuratețea citirilor acestui senzor.

Dacă doriți să achiziționați o cască VR pentru Android în viitor, atunci dispozitivul dvs. trebuie să aibă un giroscop. Acest senzor îți va urmări întoarcerea capului, îndreptându-ți privirea virtuală exact în direcția în care sunt îndreptați ochii tăi reali. De asemenea, giroscopul de pe Android ajută la vizualizarea cerului înstelat. Dacă utilizați aplicația corespunzătoare, aceasta va înțelege în ce direcție este îndreptată camera, arătând numele constelațiilor vizibile în prezent.

Acest senzor este folosit și în jocurile cu realitate augmentată. Cel mai izbitor exemplu în acest sens este Pokemon Go. Dacă smartphone-ul tău nu are un giroscop, atunci monștrii de buzunar vor sări pe iarba virtuală. Dacă senzorul este prezent, atunci animalele se vor mișca în lumea reală, a cărei zonă vizibilă intră în vederea camerei încorporate.

Cum să afli dacă smartphone-ul sau tableta ta are giroscop

Există mai multe modalități de a afla dacă dispozitivul dvs. are un giroscop. Cel mai obișnuit lucru este să accesați site-ul oficial al producătorului pentru a vă familiariza cu caracteristicile tehnice ale gadgetului. Mai exact, giroscopul trebuie căutat în lista de senzori. Dar nu căutăm căi ușoare, nu-i așa? Prin urmare, va trece la alte metode.

Dacă aveți un client YouTube instalat pe smartphone sau tabletă, deschideți-l și introduceți interogarea „ video 360" Începeți să afișați oricare dintre rezultatele returnate. Dacă puteți muta vederea camerei virtuale folosind rotirea smartphone-ului dvs., atunci giroscopul este prezent și funcționează cu succes. Dacă vă puteți întoarce privirea doar cu degetul, atunci nu există niciun senzor în dispozitiv.

O altă modalitate este să utilizați aplicația AnTuTu Benchmark. Trebuie să îl descărcați, să îl instalați și să îl executați. În " Info» veți descoperi toate specificațiile tehnice ale dispozitivului dvs. Veți vedea și numele giroscopului încorporat. Sau vei descoperi că el" Nu este acceptat„(adică pur și simplu nu există).

În loc de AnTuTu, puteți instala un utilitar mai specializat. Este vorba despre Senzor Senzor. Afișează citirile de la toți senzorii încorporați în smartphone. Dacă giroscopul nu este în listă, atunci nu este încorporat în gadget. Acest lucru se poate spune și dacă datele de la acest senzor nu se schimbă atunci când dispozitivul este rotit în mâinile tale.

Cum se activează giroscopul pe Android?

Acest element al smartphone-ului funcționează în mod continuu. Nu poate fi activat sau dezactivat. Dacă în acest moment vă gândiți la funcția de rotație a ecranului, atunci accelerometrul este responsabil pentru aceasta. Și această funcție poate fi dezactivată. Pentru a face acest lucru, faceți următoarele:

1. Accesați secțiunea setări de sistem.

2. Accesați subsecțiunea „ Ecran».

3. Aici puteți găsi cu ușurință elementul responsabil pentru acțiunile dispozitivului atunci când este rotit. Schimbați-i valoarea la cea dorită.

Pe corpul unor gadgeturi vechi (în principal tablete) puteți găsi un comutator separat. Blochează rotația ecranului, indiferent de setări.

Este posibil să personalizați giroscopul?

După cum am menționat mai sus, giroscopul este un senzor complet independent, a cărui funcționare nu poate fi interferată în niciun fel. Dacă accelerometrul poate fi calibrat, atunci nu pot fi efectuate acțiuni similare cu giroscopul. Dacă este complet absent, atunci va trebui să cumpărați un telefon nou pentru realitate augmentată sau virtuală.

GIROSCOP
un dispozitiv de navigație, al cărui element principal este un rotor cu rotație rapidă, fixat astfel încât axa sa de rotație să poată fi rotită. Trei grade de libertate (axe de posibilă rotație) ale rotorului giroscopului sunt asigurate de două cadre de cardan. Dacă un astfel de dispozitiv nu este afectat de perturbații externe, atunci axa de rotație proprie a rotorului menține o direcție constantă în spațiu. Dacă asupra ei acționează un moment de forță externă, având tendința de a roti axa propriei rotații, atunci începe să se rotească nu în jurul direcției momentului, ci în jurul unei axe perpendiculare pe aceasta (precesie).

Într-un giroscop bine echilibrat (astatic) și cu rotație destul de rapidă, montat pe rulmenți foarte avansati cu frecare nesemnificativă, momentul forțelor exterioare este practic absent, astfel încât giroscopul își păstrează pentru o lungă perioadă de timp orientarea în spațiu aproape neschimbată. Prin urmare, poate indica unghiul de rotație al bazei pe care este atașat. Așa a demonstrat în mod clar pentru prima dată fizicianul francez J. Foucault (1819-1868) rotația Pământului. Dacă rotația axei giroscopului este limitată de un arc, atunci dacă acesta este instalat corespunzător, de exemplu, pe o aeronavă care efectuează o viraj, giroscopul va deforma arcul până când momentul forței externe este echilibrat. În acest caz, forța de compresie sau tensiune a arcului este proporțională cu viteza unghiulară a aeronavei. Acesta este principiul de funcționare al unui indicator de viraj al aeronavei și al multor alte dispozitive giroscopice. Deoarece există foarte puțină frecare în rulmenți, nu este nevoie de multă energie pentru a menține rotorul giroscopului în rotație. Pentru a-l pune în rotație și pentru a menține rotația, este de obicei suficient un motor electric de putere redusă sau un jet de aer comprimat.
Aplicație. Giroscopul este folosit cel mai adesea ca element sensibil al dispozitivelor giroscopice indicatoare și ca senzor de unghi de rotație sau de viteză unghiulară pentru dispozitivele de control automat. În unele cazuri, de exemplu în girostabilizatoare, giroscoapele sunt folosite ca generatoare de cuplu sau de energie.
Vezi de asemenea VOLANT. Principalele domenii de aplicare ale giroscoapelor sunt transportul maritim, aviația și astronautica (vezi NAVIGAȚIA INERTIALĂ). Aproape fiecare navă de adâncime este echipată cu un girocompas pentru controlul manual sau automat al navei, unele fiind echipate cu girostabilizatoare. În sistemele de control al focului de artilerie navală există multe giroscoape suplimentare care oferă un cadru de referință stabil sau măsoară viteze unghiulare. Fără giroscoape, controlul automat al torpilelor este imposibil. Avioanele și elicopterele sunt echipate cu dispozitive giroscopice care oferă informații fiabile pentru sistemele de stabilizare și navigație. Astfel de instrumente includ un indicator de atitudine, un girovertical și un indicator giroscopic de rulare și întoarcere. Giroscoapele pot fi fie dispozitive indicatoare, fie senzori de pilot automat. Multe aeronave sunt echipate cu busole magnetice girostabilizate și alte echipamente - obiective de navigație, camere cu giroscop, girosextant. În aviația militară, giroscoapele sunt, de asemenea, folosite în obiectivele de fotografiere și bombardare aeriene. Giroscoapele pentru diverse scopuri (navigație, putere) sunt produse în diferite dimensiuni, în funcție de condițiile de funcționare și de precizia necesară. La aparatele giroscopice, diametrul rotorului este de 4-20 cm, cu o valoare mai mică pentru dispozitivele aerospațiale. Diametrele rotoarelor girostabilizatoarelor de nave sunt măsurate în metri.
CONCEPTE DE BAZĂ
Efectul giroscopic este creat de aceeași forță centrifugă care acționează asupra unei blaturi, de exemplu, pe o masă. În punctul de sprijin al vârfului pe masă, apar o forță și un moment, sub influența cărora axa de rotație a vârfului se abate de la verticală și forța centrifugă a masei rotative, împiedicând schimbarea orientării. al planului de rotație, forțează partea superioară să se rotească în jurul verticalei, menținând astfel o anumită orientare în spațiu. Cu această rotație, numită precesie, rotorul giroscopului răspunde la momentul de forță aplicat în jurul unei axe perpendiculare pe axa propriei rotații. Contribuția maselor rotorului la acest efect este proporțională cu pătratul distanței față de axa de rotație, deoarece cu cât raza este mai mare, cu atât mai mare, în primul rând, accelerația liniară și, în al doilea rând, pârghia forței centrifuge. Influența masei și distribuția acesteia în rotor este caracterizată de „momentul său de inerție”, adică. rezultatul însumării produselor tuturor maselor sale constitutive cu pătratul distanței până la axa de rotație. Efectul giroscopic complet al unui rotor rotativ este determinat de „momentul cinetic” al acestuia, adică. produsul vitezei unghiulare (în radiani pe secundă) și momentul de inerție față de axa de rotație proprie a rotorului. Momentul cinetic este o mărime vectorială care are nu numai o valoare numerică, ci și o direcție. În fig. 1 moment cinetic este reprezentat printr-o săgeată (a cărei lungime este proporțională cu mărimea momentului) îndreptată de-a lungul axei de rotație în conformitate cu „regula gimletului”: unde brațul este alimentat dacă este rotit în direcția rotația rotorului. Precesia și cuplul sunt, de asemenea, caracterizate de mărimi vectoriale. Direcția vectorului viteză unghiulară de precesiune și vectorul cuplului sunt conectate prin regula brațului cu direcția corespunzătoare de rotație.
Vezi de asemenea VECTOR.
GIROSCOP CU TREI GRADE DE LIBERTATE
În fig. Figura 1 prezintă o diagramă cinematică simplificată a unui giroscop cu trei grade de libertate (trei axe de rotație), iar direcțiile de rotație sunt afișate pe acesta prin săgeți curbe. Momentul cinetic este reprezentat de o săgeată dreaptă groasă îndreptată de-a lungul axei propriei rotații a rotorului. Momentul de forță se aplică prin apăsarea unui deget astfel încât acesta să aibă o componentă perpendiculară pe axa de rotație proprie a rotorului (a doua forță a perechii este creată de semi-axele verticale fixate în cadru, care este conectată la bază. ). Conform legilor lui Newton, un astfel de moment de forță trebuie să creeze un moment cinetic care să coincidă cu el în direcție și să fie proporțional cu mărimea sa. Deoarece momentul cinetic (asociat cu rotația proprie a rotorului) este fix în mărime (prin stabilirea unei viteze unghiulare constante printr-un motor electric, să zicem), această cerință a legilor lui Newton poate fi îndeplinită doar prin rotirea axei de rotație (spre vector al cuplului extern), conducând la creșterea proiecției momentului cinetic pe această axă. Această rotație este precesia discutată mai devreme. Rata de precesiune crește odată cu creșterea cuplului extern și scade odată cu creșterea cuplului cinetic al rotorului.
Indicator de direcție giroscopic.În fig. Figura 2 prezintă un exemplu de utilizare a unui giroscop de trei grade într-un indicator de direcție de aviație (giro-semi-busolă). Rotația rotorului în rulmenți cu bile este creată și menținută de un curent de aer comprimat îndreptat către suprafața canelată a jantei. Cadrele interne și externe ale cardanului oferă libertate completă de rotație a axei de rotație proprie a rotorului. Folosind scara de azimut atașată cadrului exterior, puteți introduce orice valoare de azimut aliniind axa de rotație proprie a rotorului cu baza dispozitivului. Frecarea în rulmenți este atât de nesemnificativă încât după introducerea acestei valori a azimutului, axa de rotație a rotorului menține poziția specificată în spațiu, iar folosind săgeata atașată la bază, rotația aeronavei poate fi controlată pe azimut. scară. Indicatoarele de viraj nu prezintă alte abateri decât efectele de derivă asociate cu imperfecțiunile mecanismului și nu necesită comunicare cu ajutoare de navigație externe (de exemplu, la sol).

GIROSCOP IN DOUĂ ETAPE
Multe dispozitive giroscopice folosesc o versiune simplificată, în două grade, a giroscopului, în care cadrul exterior al giroscopului de trei grade este eliminat, iar arborii osiei celui intern sunt fixați direct pe pereții carcasei, conectați rigid la obiectul în mișcare. Dacă într-un astfel de dispozitiv singurul cadru nu este limitat de nimic, atunci momentul forței exterioare în jurul axei asociate cu corpul și perpendicular pe axa cadrului va face ca axa de rotație proprie a rotorului să preceadă continuu departe de această direcţie iniţială. Precesia va continua până când axa propriei rotații este paralelă cu direcția momentului de forță, adică. într-o poziţie în care nu există efect giroscopic. În practică, această posibilitate este exclusă datorită faptului că sunt stabilite condiții în care rotația cadrului față de corp nu se extinde dincolo de un unghi mic. Dacă precesia este limitată doar de reacția inerțială a cadrului cu rotorul, atunci unghiul de rotație al cadrului în orice moment este determinat de momentul de accelerare integrat. Deoarece momentul de inerție al cadrului este de obicei relativ mic, acesta reacționează prea repede la rotația forțată. Există două moduri de a elimina acest dezavantaj.
Contraarc și amortizor vâscos. Senzor de viteză unghiulară. Precesia axei de rotație a rotorului în direcția vectorului moment forță direcționat de-a lungul axei perpendiculare pe axa cadrului poate fi limitată de un arc și un amortizor care acționează pe axa cadrului. Diagrama cinematică a unui giroscop în două trepte cu un arc de contracarare este prezentată în Fig. 3. Axa rotorului rotativ este fixată în cadru perpendicular pe axa de rotație a acestuia din urmă față de carcasă. Axa de intrare a giroscopului este direcția asociată cu baza, perpendiculară pe axa cadrului și axa de rotație proprie a rotorului cu un arc neformat.

Momentul unei forțe externe în raport cu axa de rotație de referință a rotorului, aplicat bazei în acel moment de timp în care baza nu se rotește în spațiul inerțial și, prin urmare, axa de rotație a rotorului coincide cu referința sa direcție, determină axa de rotație a rotorului să preceseze spre axa de intrare, astfel încât deviația cadrului unghiular începe să crească. Acest lucru este echivalent cu aplicarea unui moment de forță unui arc opus, care este funcția importantă a rotorului, care, ca răspuns la apariția unui moment de forță de intrare, creează un moment de forță în jurul axei de ieșire (Fig. 3). La o viteză unghiulară de intrare constantă, cuplul de ieșire al giroscopului continuă să deformeze arcul până când cuplul pe care îl produce pe cadru face ca axa de rotație a rotorului să se precipite în jurul axei de intrare. Când rata unei astfel de precesii, cauzată de momentul creat de arc, devine egală cu viteza unghiulară de intrare, se atinge echilibrul și unghiul cadrului încetează să se schimbe. Astfel, unghiul de deviere al cadrului giroscopului (Fig. 3), indicat de o săgeată pe scară, permite să se judece direcția și viteza unghiulară de rotație a unui obiect în mișcare. În fig. Figura 4 prezintă principalele elemente ale indicatorului de viteză unghiulară (senzor), care a devenit acum unul dintre cele mai comune instrumente aerospațiale.

Amortizare vâscoasă. Pentru a amortiza momentul de ieșire al forței în raport cu axa unei unități giroscopice de două grade, poate fi utilizată amortizarea vâscoasă. Schema cinematică a unui astfel de dispozitiv este prezentată în Fig. 5; diferă de diagrama din fig. 4 prin faptul că nu există arc contrar și amortizorul vâscos este mărit. Când un astfel de dispozitiv este rotit cu o viteză unghiulară constantă în jurul axei de intrare, momentul de ieșire al giroscopului face ca cadrul să se precipite în jurul axei de ieșire. Scăzând efectele reacției inerțiale (inerția cadrului este asociată în principal doar cu o ușoară întârziere a răspunsului), acest moment este echilibrat de momentul forțelor de rezistență vâscoase create de amortizor. Momentul amortizorului este proporțional cu viteza unghiulară de rotație a cadrului față de corp, astfel încât momentul de ieșire al unității giroscopice este, de asemenea, proporțional cu această viteză unghiulară. Deoarece acest cuplu de ieșire este proporțional cu viteza unghiulară de intrare (la unghiuri mici ale cadrului de ieșire), unghiul cadrului de ieșire crește pe măsură ce corpul se rotește în jurul axei de intrare. O săgeată care se mișcă de-a lungul scalei (Fig. 5) indică unghiul de rotație al cadrului. Citirile sunt proporționale cu integrala vitezei unghiulare de rotație în raport cu axa de intrare în spațiul inerțial și, prin urmare, cu dispozitivul, a cărui diagramă este prezentată în Fig. 5 se numește un senzor giroscop integrat de două grade.

În fig. 6 prezintă un senzor giroscop integrat, al cărui rotor (giromotor) este închis într-o sticlă închisă ermetic, plutind într-un lichid de amortizare. Semnalul unghiului de rotație al cadrului plutitor față de corp este generat de un senzor de unghi inductiv. Poziția giroscopului plutitor în carcasă este determinată de senzorul de cuplu în conformitate cu semnalele electrice primite de acesta. Senzorii giroscopi integratori sunt de obicei montați pe elemente echipate cu un servomotor și controlați de semnalele de ieșire ale giroscopului. Cu acest aranjament, semnalul de ieșire al senzorului de cuplu poate fi folosit ca o comandă pentru a roti un obiect în spațiul inerțial.
Vezi de asemenea GYROCOMAS.

LITERATURĂ
Wrigley W., Hollister W., Denhard W. Teoria, proiectarea și testarea giroscoapelor. M., 1972 Babaeva N.F. Giroscoape. L., 1973 Poplavsky M.A. Teoria giroscoapelor. Kiev, 1986

Enciclopedia lui Collier. - Societate deschisă. 2000 .

Funcționalitatea telefoanelor mobile moderne a depășit de mult efectuarea de apeluri și schimbul de mesaje text SMS. Un smartphone astăzi este un gadget universal plin cu tot felul de senzori. Multe modele au si senzori specifici cu care telefonul isi poate determina pozitia in spatiu. Exemple de astfel de dispozitive sensibile sunt giroscopul și accelerometrul.

Ce este un giroscop și pentru ce este, cum funcționează

Să începem cu faptul că un giroscop este un dispozitiv mecanic sau electromecanic capabil să-și determine propriul unghi de înclinare față de suprafața pământului. În comparație cu alte dispozitive similare, a fost inventat relativ târziu, și anume în 1817. Elementul principal de design al unui giroscop este un rotor care se rotește în jurul unei axe verticale, iar axa sa își poate schimba poziția în spațiu, iar viteza de rotație a vârfului depășește semnificativ viteza de rotație a axei sale de rotație. Datorită acestui fapt, vârful își menține întotdeauna poziția, indiferent de forțele externe care acționează asupra lui, care este întregul principiu al giroscopului.

Inițial, acest dispozitiv simplu a fost folosit ca material didactic. Aplicația practică a fost găsită abia 60 de ani mai târziu, când inginerul Aubrey a venit cu ideea de a o instala în torpile pentru a le stabiliza cursul. Astăzi, această invenție utilă, fiind îmbunătățită de multe ori, este utilizată pe scară largă într-o varietate de mecanisme. Pentru a determina cu precizie poziția în spațiu, giroscoapele sunt folosite în nave, avioane, nave spațiale, rachete, simulatoare, dispozitive controlate radio, cum ar fi quadcoptere și, desigur, în smartphone-uri.

Cum funcționează un giroscop într-un smartphone, diferența dintre un giroscop și un accelerometru

Desigur, giroscopul dintr-un smartphone diferă semnificativ în ceea ce privește designul de giroscoapele clasice, deși servește aceluiași scop. Energia mecanică este convertită în energie electrică, formând o secvență de biți - codul binar care stă la baza tuturor sistemelor software de calculator. Desigur, nu există vârfuri rotative în giroscoapele dispozitivelor electronice, acestea sunt prea mici pentru asta. În schimb, se folosesc mase de materie în mișcare, a căror deplasare provoacă o modificare a capacității electrice a condensatoarelor, înregistrată de microprocesor.

În loc de condensatoare, pot fi folosite piezocristale generatoare de curent, care sunt deosebit de comune la alt tip de senzor care determină poziția în spațiu - accelerometrele. Din punct de vedere structural, accelerometrele sunt foarte asemănătoare cu giroscoapele au și un element mobil - o greutate specială, a cărei deplasare, atunci când dispozitivul este înclinat, afectează cristalul piezoelectric. În acest fel, viteza și presiunea sunt convertite într-un semnal electric, care este procesat corespunzător de către microprocesor. Așadar, sperăm că aveți o idee despre ce este un giroscop într-un smartphone.

Și iată încă câteva puncte. Atât giroscoapele, cât și accelerometrele sunt senzori MEMS inerțiali, diferând, totuși, prin principiul achiziției de date. Dacă giroscopul determină doar unghiul de înclinare față de suprafața pământului, atunci accelerometrul poate măsura accelerația liniară, adică mișcarea orizontală față de sol. În practică, smartphone-urile și alte dispozitive au adesea instalați ambii senzori, care se completează perfect. Acum să vedem cum să aflăm dacă telefonul tău are giroscop.

Cum să verificați dacă telefonul dvs. are un giroscop

Știm deja de ce este nevoie de un giroscop într-un smartphone, dar cum să-i verificăm prezența pe un anumit dispozitiv mobil. Giroscopul este folosit de toate aplicațiile care înregistrează înclinarea dispozitivului - programe de navigare și construcție, jocuri 3D, vizualizatoare de conținut panoramic 3D, firmware de rotație a ecranului și așa mai departe. Dar suportul pentru aceste funcții nu înseamnă că senzorul specificat se află în telefon, deoarece am menționat deja mai sus că poate fi înlocuit parțial cu un accelerometru.

Dacă doriți să aflați dacă un giroscop este integrat în gadget sau nu, accesați site-ul oficial al producătorului dispozitivului, găsiți-vă modelul acolo și studiați-i caracteristicile tehnice. Există o modalitate mai rapidă de a obține informațiile de care aveți nevoie. Instalați o aplicație de referință gratuită pe smartphone-ul dvs AnTuTu Benchmark, în secțiunea „Dispozitivul meu” afișează o listă cu toți senzorii, printre care vor fi date despre giroscop. Dacă „Neacceptat” este indicat lângă elementul „Giroscop” în loc de numele acestuia, înseamnă că nu există niciun senzor pe dispozitiv.

Ca alternativă, puteți utiliza o altă aplicație – Sensor Sense. Spre deosebire de AnTuTu Benchmark, pe lângă lista de senzori, afișează și toate citirile acestora. Instalăm programul și vedem dacă există un giroscop în listă. Dacă nu, atunci nu este pe dispozitiv.

De asemenea, merită să acordați atenție unui alt instrument software minunat - AIDA64, care oferă un set complet de informații de configurare a dispozitivului. Ce senzori sunt la bord pot fi vizualizați în fila „Senzori”. Dacă în listă apare un giroscop, puteți fi sigur că telefonul îl are instalat.

Activarea/dezactivarea și calibrarea giroscopului pe Android

De regulă, giroscopul din telefoane este un senzor independent, neconectat în niciun fel cu setările software. Fie există un giroscop, și este mereu pornit, fie nu este, dar atunci nu mai poate fi vorba de pornirea/oprirea senzorului. Adevărat, utilizatorii întreabă adesea cum să pornească giroscopul pe Android, dar această întrebare provine dintr-o înțelegere greșită a principiului interacțiunii sale cu partea software a dispozitivului. Puteți activa și dezactiva funcțiile accelerometrului, de exemplu, rotirea automată a ecranului, dar din nou acest lucru nu este direct legat de giroscop.

Același lucru este valabil și pentru calibrarea giroscopului, doar accelerometrul poate fi reglat prin software. Este puțin probabil să puteți face acest lucru folosind instrumentele încorporate ale sistemului de operare în sine, în aceste scopuri, trebuie să utilizați utilități speciale, cum ar fi Accelerometer Calibration Free. Totul este foarte simplu aici - dispozitivul mobil este așezat pe o suprafață plană, iar când bila roșie care indică echilibrul se află exact în centrul „viziunii”, butonul „Calibrați” este apăsat.

În general, dacă întâlniți online informații despre cum să calibrați un giroscop pe Android, să știți că vorbim despre configurarea accelerometrului.