Акселерометр - що це таке і навіщо потрібен?

Завдяки розвитку технічного прогресу у людей з'явилася можливість використовувати досить великий набір інструментів, при цьому носячи з собою тільки один смартфон. Проте є маленька деталь, без якої використання даного пристрою було б не так зручно – акселерометр. Що це таке і чому він такий важливий?

Визначення та історія

Основною функцією даного приладу є вимірювання прискорення наземного транспорту, літальних апаратів, ракет та іншої техніки. Вперше він з'явився в кінці XIX століття. Пристрій встановлювали на потяги та автомобілі, щоб мати можливість відслідковувати швидкість, з якою вони пересуваються. Шкала відображає всі можливі і максимально допустимі значення для конкретного виду транспорту. Така будова дозволяло запобігти перевищення швидкісного режиму і не допустити руйнування двигуна. Але був у цього помічника і один недолік. Що це? Акселерометр був дуже громіздким. Так що згодом конструкція весь час змінювалася.


У Росії перші такі пристрої потрапили вже в комплекті автомобілів Ford і Mercedes-Benz. Також вони йшли разом з паровозами, виробленими в Німеччині. Була лише одна проблема. Вона полягала в тому, що ці акселерометри не витримували холодний клімат. А тому підприємств транспортного машинобудування Росії довелося розробляти власні моделі.

Різновиди

Розрізняють наступні різновиди акселерометрів: Ємнісний. Відстежує зміну ємності між статичним станом і динамічним. П'єзоелектричний. Пристрій працює за рахунок однойменного ефекту (в залежності від тиску на кристали, з'являється електричний потенціал). Пьезорезистивный. Вимірює електричний опір в залежності від прикладеного механічного тиску. Пристрій з ефект Холла. Заміряє зміни в напрузі, що відбуваються з причини змін в магнітному полі навколо самого приладу. Магнітно-резисторний. Фіксує зміни в магнітному полі. На відміну від попереднього вимірює опір. Прилад теплопередачі. В залежності від прискорення вимірює зміни в тепловіддачі.

Новий час

На фотографії зверху можна побачити мобільний додаток, що імітує акселерометр. Сучасна будова акселерометрів дозволяє зв'язувати їх з бортовим комп'ютером в автомобілях, поїздах, літаках і ракетах. Таким чином, виходить абсолютна цілісна система. Її основним завданням є аналіз вимірювання показника прискорення. Згодом комп'ютером дається відповідна команда про коригування роботи, при цьому збільшується або зменшується швидкість руху.

На даний момент використання датчика акселерометра вийшло за межі транспортної індустрії. Цей пристрій також стало встановлюватися і в мобільні телефони, але при цьому в трохи іншій формі. Саме про сучасної варіації зменшеного приладу і піде мова далі.

Мобільна індустрія

Вище вже було сказано про те, що акселерометр – це пристрій, що дозволяє вимірювати і регулювати зміну швидкості пересування транспорту. Тим не менш сьогодні його можна зустріти і в стільникових телефонах.

Перше пристрій

Першим мобільним пристроєм, який отримав акселерометр, став Nokia 5500. В такому маленькому корпусі не було можливості використовувати пристрій в його оригінальній формі. В силу цього було вирішено використовувати мініатюрний чіп. Всередині нього знаходилася інертна маса. Виникає резонне питання: яку функцію виконував перший акселерометр телефону. Що це було? Те ж, що вкрай популярно зараз в різних фітнес-браслетах і інших пристроях – крокомір.

Як це працює

Загальний алгоритм роботи не надто відрізняється від початкового приладу. Чіп був побудований за принципом нерухомої конструкції з прикріпленими провідниками. Що знаходиться всередині інертна маса, піддаючись прискоренню, змінює своє розташування у просторі. Завдяки цьому зрушенню пристрій отримує дані про всі зміни місцезнаходження. Відходять від пристрою провідники перебували між контактами, що знімають показання лічильника.
Через вкрай малого розміру всіх деталей чіпа виробництво деталей здійснюється без втручання людини - тільки автоматизовані конвеєри. Варто відзначити, що акселерометр в смартфоні – це деталь, яка дозволяє зберігати важливі дані. Наприклад, при знаходженні пристрою в польоті (падіння або перекидання) прилад визначає цей стан і віддає команду про блокування самих крихких деталей, що відповідають за запис даних. Наприклад, так відбувається з записуючої голівки жорсткого диска ноутбука. Проте в сучасних гаджетах можна зустріти не тільки акселерометр, але і гіроскоп.

Що таке гіроскоп?

На фото вище можна побачити роторний гіроскоп. Це пристрій, що реагує на зміну кута нахилу відносно поверхні Землі. Найпростіший приклад - дзига. Воно було винайдено в 1817 році. Його перевагою стала можливість роботи в досить важких умовах, таких як: низький рівень видимості; наявність електромагнітних завад; тряска поверхні і багато інших.

Різновиди

На даний момент розрізняють дві основні категорії даних пристроїв. За ступенем свободи: двухстепенной; трьохступеневий. За принципом дії: оптичний; механічний.

Перша поява в мобільній індустрії

Самим першим представником цієї сфери, які отримали гіроскопічний датчик, став смартфон від компанії Apple – iPhone 4. Ця функція дозволила змінювати орієнтацію телефону з книжкової на альбомну, в залежності від його положення в просторі. Подібне нововведення було вкрай популярне серед покупців, а тому інші фірми-виробники мобільних пристроїв досить швидко підхопили ідею, почавши установку даного елемента у власні телефони. Варто відзначити, що всі наступні моделі iPhone на обов'язковій основі включали в себе цю функцію.

Однак пристрої на платформі Android не завжди володіють гіроскопічним сенсором. Тому перед тим як придбати пристрій з цією операційною системою, варто дізнатися про наявність гіроскопа в пристрої. Це можна зробити: знайшовши список характеристик в Інтернеті; запитати у консультанта в магазині. Переважно перше, так як не завжди консультанти обізнані про особливості тієї чи іншої моделі смартфона.

Як визначити наявність гіроскопічного датчика в пристрої?

Як було сказано вище, можна ознайомитися з характеристиками телефону на сайті виробника або магазину, що займається її продажем. Частіше всього наявність даного елемента вказується в обов'язковому порядку. Ще один варіант – перевірка на відео, працюючому в 360 градусів. Якщо при його перегляді є функція повороту зображення в будь-якому допустимому напрямку – значить, датчик присутній. І останній варіант – перевірка додатком AnTuTu Benchmark. Воно проводить повну діагностику смартфона і в обов'язковому порядку вказує наявність даного компонента.

Калібрування акселерометра телефону

Наявність такого елемента в сучасному смартфоні вкрай важливо. Воно дозволяє пристрою виконувати ряд дуже важливих функцій: поворот дисплея; виконання дій при струшуванні екрану; забезпечення роботи крокоміра; демонстрація цього положення в просторі. Далі буде наведено приклад того, як відкалібрувати акселерометр Xiaomi. Дана інструкція підійде як для мобільних пристроїв даного виробника, так і для багатьох інших смартфонів на платформі Android. Вона досить проста і не вимагає багато часу і знань про роботу з функціями телефону. Для запуску калібрування екрану необхідно виконати наступну послідовність дій: вибрати меню «налаштування»; перейти в пункт «дисплей»; натиснути на функцію «калібрування акселерометра». Далі вона сама проведе налаштування правильного відображення зображення на екрані в різних положеннях.

Підсумки

Незважаючи на те, що акселерометр і гіроскоп з'явилися як пристрої для застосування у сфері машинобудування, сьогодні жоден смартфон не може вважатися повноцінною, якщо ці компоненти відсутні. Зазначені вище функції роблять його використання максимально комфортним. Тому перед придбанням телефону обов'язково переконайтеся в їх наявності серед списку його основних характеристик.