Статьи

Что такое гироскоп в смартфоне и как он работает

Опубликовано: 22.08.2018

видео Что такое гироскоп в смартфоне и как он работает

Исправляем проблему с гироскопом на Xiaomi Redmi 3

Сейчас все смартфоны оснащены как минимум одним датчиком, а чаще всего несколькими. Самыми распространенными стали датчики приближения, освещения и движения. Большинство смартфонов оснащены акселерометром, реагирующим на перемещение устройства в двух или максимум в трех плоскостях. Для полноценного взаимодействия с гарнитурой виртуальной реальности нужен гироскоп, который определяет движения в любом направлении.



Гироскоп в смартфоне – это микроэлектромеханический преобразователь угловых скоростей в электрический сигнал. Другими словами этот датчик рассчитывает изменение угла наклона относительно оси при повороте устройства.

Гироскоп относится к микроэлектромеханическим системам (МЭМС), которые совмещают в себе механическую и электронную часть. Подобные чипы имеют размеры порядка пары миллиметров или меньше.


Что такое гироскоп в планшете

Как работает гироскоп

Обычный гироскоп состоит из инерционного предмета, который быстро вращается вокруг своей оси. Тем самым он сохраняет свое направление, а смещение контролируемого объекта измеряется по изменению положения подвесов. В смартфоны такой волчок явно не поместиться, вместо него используется МЭМС.


Как проверить, подойдет ли мой телефон для vr очков виртуальной реальности

Преобразование механического движения в электрический сигнал

В самом простом одноосевом гироскопе есть две подвижные массы, двигающиеся в противоположных направлениях (на картинке изображены синим цветом). Как только прикладывается внешняя угловая скорость, на массу действует сила Кориолиса, которая направлена перпендикулярно их движению (отмечена оранжевым цветом).

Под действием силы Кориолиса происходит смещение масс на величину пропорциональную прикладываемой скорости. Изменение положения масс меняет расстояние между подвижными электродами (роторами) и неподвижными (статорами), что приводит к изменению емкости конденсатора и соответственно напряжения на его обкладках, а это уже электрический сигнал. Вот такие множественные сигналы и распознаются гироскопом MEMS, определяя направление и скорость движения.

Вычисление ориентации смартфона

Микроконтроллер получает сведения о напряжении и преобразует их в угловую скорость в данный момент. Величину угловой скорости можно определять с заданной точностью, например до 0,001 градусов в секунду. Чтобы определить насколько градусов вокруг оси повернули устройство, необходимо мгновенную скорость умножить на время между двумя показаниями датчика. Если использовать трехосевой гироскоп, то получим данные о поворотах относительно всех трех осей, то есть таким образом определить ориентацию смартфона в пространстве.

Здесь стоит отметить, что для получения значений углов, необходимо интегрировать первоначальные уравнения, в которые входят угловые скорости. При каждом интегрировании увеличивается погрешность. Если вычислять положение только при помощи гироскопа, то со временем рассчитываемые значения станут некорректными.

Поэтому в смартфонах для точного определения ориентации в пространстве необходимы данные еще и акселерометра. Этот датчик измеряет линейное ускорение, но не реагирует на повороты. Оба датчика способны полностью описать все виды движения. Основное преимущество гироскопа над акселерометром в том, что он реагирует на движение в любом направлении.

Зачем нужен гироскоп в смартфоне

Повышенное внимание этому датчику оказывается последние пару лет, когда активно начали развиваться игры и приложения виртуальной реальности. Для взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью программе необходимо точно определить положение человека в пространстве. Сейчас даже в самых бюджетных смартфонах установлен акселерометр, но его показания сопровождаются шумами, и датчик не реагирует на повороты и движения в горизонтальной плоскости. Следовательно, для полного погружения в виртуальную реальность в смартфоне обязательно должен быть гироскоп и акселерометр.

Как узнать есть ли в смартфоне гироскоп

Обычно в характеристиках смартфона указано, какие в нем есть датчики. Если же вы сомневаетесь в правдивости информации, то помогут специальные программы. Например, Sensor Box for Android показывает информацию о всех встроенных датчиках. Гироскоп в нем обозначен как Gyroscope. Есть и другие способы, которые мы описывали в этой статье .

Новости

Специальные объективы на смартфон

Я просто обожаю делать снимки, но не всегда под рукой есть фотоаппарат, да и носить его всегда с собой неудобно. На телефоне у меня хорошее качество камеры, но не хватает какой-то изюминки получившимся

Отследить посылку с Aliexpress по трек-номеру
Трек номером (tracking number, почтовый номер отслеживания) называют цифровой код, который присваивается посылке для ее отслеживания. Этот код состоит из 13 символов. К примеру - РJ647238532US или RT358978925HK.

Где недорого купить брендовые часы
Несмотря на то, что практически все наши современники пользуются разнообразными электронными мобильными устройствами, в которые встроены хронометры, мода на наручные часы возвращается. При этом, современный

Google рейтинг
Современные предприниматели, да и простые граждане, прекрасно осведомлены, что глобальная информационная сеть в наше время является наиболее эффективной площадкой для реализации товар, продажи услуг,

Дорожные чемоданы
Напомним, что в первой части статьи мы поговорили о том, из каких материалов может быть изготовлен чемодан, какого он может быть объема и конструкции, сколько может быть у саквояжа колес. Теперь же обсудим

Почему дети жадничают
Ребенок отнимает в песочнице ведерко у незнакомого малыша с криками «Моё!». На просьбу мамы дать мальчику тоже поиграть, заходится в плаче: «Моё!». Родители начинают паниковать . Жадина растет. Как же

Чемодан на колесах на bagboom
Ни для кого не секрет, что в наше время человек очень и очень мобилен. Мы передвигаемся по разным городам, по разным странам и так далее. Мы путешествуем, мы ездим по делам. И здесь стоит отметить, что

Комплект постельного белья
Комплект постельного белья — это универсальная вещь, которая подойдет в качестве подарка практически на любой праздник. Его никогда не бывает много — в каждом доме обязательно должно быть

Ремонт и поставки холодильного оборудования
В условиях стремительного развития сельского хозяйства все больше потребности возникает в производстве и эксплуатации холодильного оборудования, задачи этого направления успешно решают некоторые фирмы

Пигменты для перманентного макияжа и татуажа
Несмотря на то, что перманентный макияж уже не новинка, и сказано о нем уже было немало, но интерес к нему прекрасной половины человечества не угасает. Мы расскажем о нем более подробно, чтобы развеять

rss