Viedtālruņi un citas mobilās ierīces ir aprīkotas ar daudzām interesantām funkcijām un sensoriem. Viens no vadošajiem moduļiem ir žiroskopa sensors vai žiroskops. Neparasts ierīces jaunums, kas izgatavots, pamatojoties uz mikroelektromehānisko sistēmu, veica lielu lēcienu funkcionalitātes uzlabošanā un ieguva lielas lietotāju simpātijas. Vārda “žiroskops” izcelsmei ir sena vēsture. Tas apzīmē frāzi “aplis” un “es skatos”.
Sengrieķu teiciena pamatlicējs bija franču fiziķis Leons Fuko. 19. gadsimtā viņš pētīja Zemes ikdienas rotāciju, un šis termins bija ideāls jaunajai ierīcei. Žiroskopu sensorus izmanto aviosabiedrības, kuģniecības un astronautika. Mūsdienu mobilo tālruņu ražotājs Apple bija pirmais, kas šo funkcionalitāti ņēma par pamatu un ieviesa iPhone 4. Neskatoties uz to, ka zemāk esošais video ir angļu valodā, Stīva Džobsa tehnoloģiju demonstrācija ir saprotama bez tulkojuma.
Tagad, lai atbildētu uz ienākošajiem zvaniem vai pāršķirtu e-grāmatas lapas, jums vienkārši jāpakrata tālrunis. Pateicoties ierīcei, fotoattēli un citi attēli tiek ātri apskatīti, un mūzika mainās. Jauna lietojumprogramma viedtālrunī iPone ar nosaukumu CoveFlow ļauj izmantot kalkulatoru. Tagad ir viegli veikt tādas funkcijas kā dalīšana, reizināšana, saskaitīšana un atņemšana. Pagriežot tālruni par 90°, šī funkcija automātiski pārslēdzas uz papildu funkcionalitāti ar daudzām sarežģītām matemātiskām darbībām.
Līdzās gaismas funkcijām izstrādātāji ir integrējuši ierīcē sarežģītāku programmatūru. Piemēram, dažās operētājsistēmās tālruņa kratīšana sāk Bluetooth atjauninājumu vai palaiž īpašu programmu slīpuma leņķu un līmeņu mērīšanai. Žiroskops lieliski ņem vērā kustības ātrumu un nosaka cilvēka atrašanās vietu nepazīstamā reljefā.
No tehniskā viedokļa žiroskops ir diezgan sarežģīta ierīce. Izstrādājot to, mēs ņēmām par pamatu akselerometra darbības principu, kas ir kolba ar atsperi un svaru iekšpusē. Vienai atsperes pusei ir piestiprināts atsvars, bet atsperes otra puse ir piestiprināta pie slāpētāja, lai slāpētu vibrācijas. Kad mērinstruments tiek sakratīts (paātrināts), pievienotā masa kustina un nospriego atsperi.
Šādas svārstības var attēlot datu veidā. Ja novietojat trīs šādus akselerometrus perpendikulāri, varat iegūt priekšstatu par to, kā objekts atrodas telpā. Tā kā viedtālrunī tik apjomīgu mērierīci tehniski nav iespējams ievietot, darbības princips tika atstāts nemainīgs, bet slodze tika aizstāta ar inertu masu, kas atrodas ļoti mazā mikroshēmā. Paātrinoties, mainās inerciālās masas pozīcija un līdz ar to tiek aprēķināta viedtālruņa pozīcija telpā.
Ar GPS navigācijas palīdzību displejā parādās karte, kas fiksē vienu un to pašu objektu virzienu jebkurai ķermeņa pagriešanai. Citiem vārdiem sakot, ja atrodaties pret upi, tā automātiski parādīsies kartē. Pagriežot par 180 grādiem pret ūdenstilpi, monitorā acumirklī notiek līdzīgas izmaiņas. Izmantojot šo funkciju, ir vieglāk orientēties apgabalā. Īpaši svarīgi tas ir cilvēkiem, kas nodarbojas ar aktīvo atpūtu.
Pateicoties precīzai kustības ātruma uzskaitei, viedtālruņa vadība kļūst ērtāka un harmoniskāka. Datorspēļu cienītāji - spēlētāji - bieži izmanto žiroskopus operētājsistēmā Android. Unikāla ierīce ierīcē acumirklī pārvērš attēlus par realitāti. Īpaši ticamas kļūst sacīkšu spēles, simulatori, šaušanas spēles un Pokemon Go.
Vienkārši mainiet viedtālruņa pozīciju un griešanās ātrumu, un braukšana ar virtuālo automašīnu jums šķitīs reāla. Displejā redzamie varoņi precīzi norādīs ložmetēju, mērķēs lielgabalu, pagriezīs stūri, pacels helikopteru gaisā un nogalinās ienaidnieku. Kabatas monstri nelēks pa virtuālo zāli, bet gan pārvietosies pa reālo pasauli iebūvētās kameras redzamajā zonā.
Protams, tas nav viss Android viedtālruņiem un iPhone tālruņiem raksturīgo pozitīvo īpašību saraksts. Patīkamo un ērtu mirkļu saraksts ir bezgalīgs. Tomēr ne visi lietotāji novērtēja universālās īpašības. Daži izvēlējās atteikties no žiroskopa jaunajā viedtālrunī, citi to vienkārši izslēdza. Un tam ir izskaidrojums.
Starp daudzajām priekšrocībām ir arī smalki trūkumi.
- Viens no trūkumiem ir atsevišķu aplikāciju uzstādīšana, kas ar nelielu nokavēšanos reaģē uz pozīciju izmaiņām telpā. Šķiet, ka tas ir sīkums, taču šī sensora klātbūtne viedtālruņa lietotājam sagādā zināmas neērtības. Trūkumi ir īpaši pamanāmi, lasot e-grāmatu guļus stāvoklī. Lasītājs maina savu pozīciju, tajā pašā laikā ar ierīci savienots žiroskopa sensors maina lapas pozīciju. Mums steidzami jāpārkonfigurē tā orientācija.
- Viedtālruņu ražotāji savās prezentācijās vairumā gadījumu klusē par svarīga sensora klātbūtni. Iegādājoties jaunu modeli, žiroskopa klātbūtne ir atrodama sīkrīka tehniskajos parametros sensoru sarakstā. Ir arī citi veidi, piemēram, YouTube klienta instalēšana, kas ļauj ātri instalēt funkcionalitāti. Izmantojot lietotni AnTuTu Benchmark, Sensor Sense nosaka arī iebūvēto žiroskopa sensoru vai tā trūkumu.
Mūsdienu viedtālruņa elements darbojas nepārtraukti. Šis ir neatkarīgs sensors, kuram nav nepieciešama kalibrēšana. Tas nav jāieslēdz vai jāizslēdz. Automatizācija paveiks šo darbu jūsu vietā. Ja ierīces trūkst, jūs nevarēsit atskaņot virtuālo realitāti. Jums vienkārši būs jāiegādājas jauns tālrunis ar iebūvētām funkcijām.
Mūsdienu mobilo tālruņu funkcionalitāte jau sen pārsniedz zvanu veikšanu un SMS īsziņu apmaiņu. Mūsdienās viedtālrunis ir universāls sīkrīks, kas pildīts ar visu veidu sensoriem. Daudziem modeļiem ir arī specifiski sensori, ar kuriem tālrunis var noteikt savu pozīciju kosmosā. Šādu jutīgu ierīču piemēri ir žiroskops un akselerometrs.
Kas ir žiroskops un kam tas paredzēts, kā tas darbojas
Sāksim ar to, ka žiroskops ir mehāniska vai elektromehāniska ierīce, kas spēj pati noteikt savu slīpuma leņķi attiecībā pret zemes virsmu. Salīdzinot ar citām līdzīgām ierīcēm, tas tika izgudrots salīdzinoši vēlu, proti, 1817. gadā. Žiroskopa galvenais konstrukcijas elements ir rotora augšdaļa, kas rotē ap vertikālo asi, un tā ass var mainīt savu pozīciju telpā, un augšdaļas griešanās ātrums ievērojami pārsniedz tā rotācijas ass griešanās ātrumu. Pateicoties tam, augšdaļa vienmēr saglabā savu pozīciju neatkarīgi no ārējiem spēkiem, kas uz to iedarbojas, kas ir viss žiroskopa princips.
Sākotnēji šī vienkāršā ierīce tika izmantota kā mācību līdzeklis. Praktisks pielietojums tika atrasts tikai 60 gadus vēlāk, kad inženieris Obrijs nāca klajā ar ideju to uzstādīt torpēdās, lai stabilizētu to kursu. Mūsdienās šis noderīgais izgudrojums, kas ir daudzkārt uzlabots, tiek plaši izmantots dažādos mehānismos. Lai precīzi noteiktu pozīciju kosmosā, žiroskopus izmanto kuģos, lidmašīnās, kosmosa kuģos, raķetēs, simulatoros, radiovadāmās ierīcēs, piemēram, kvadrokopteros, un, protams, viedtālruņos.
Kā viedtālrunī darbojas žiroskops, atšķirība starp žiroskopu un akselerometru
Protams, viedtālruņa žiroskops dizaina ziņā ievērojami atšķiras no klasiskajiem žiroskopiem, lai gan tas kalpo tam pašam mērķim. Mehāniskā enerģija tiek pārveidota par elektrisko enerģiju, veidojot bitu secību - bināro kodu, kas ir visu datoru programmatūras sistēmu pamatā. Protams, elektronisko ierīču žiroskopos nav rotējošu topu, tie ir par mazu. Tā vietā tiek izmantotas kustīgas vielas masas, kuru nobīde izraisa mikroprocesora reģistrētās kondensatoru elektriskās kapacitātes izmaiņas.
Kondensatoru vietā var izmantot strāvu ģenerējošus pjezokristālus, kas īpaši izplatīti cita veida sensoros, kas nosaka pozīciju telpā - akselerometros. Strukturāli akselerometri ir ļoti līdzīgi žiroskopiem, tiem ir arī kustīgs elements - īpašs svars, kura nobīde, ierīcei sasverot, ietekmē pjezoelektrisko kristālu. Tādā veidā ātrums un spiediens tiek pārveidots elektriskajā signālā, ko attiecīgi apstrādā mikroprocesors. Tātad, mēs ceram, ka jums ir priekšstats par to, kas viedtālrunī ir žiroskops.
Un šeit ir vēl pāris punkti. Gan žiroskopi, gan akselerometri ir inerciāli MEMS sensori, kas tomēr atšķiras ar datu iegūšanas principu. Ja žiroskops nosaka tikai slīpuma leņķi attiecībā pret zemes virsmu, tad akselerometrs var izmērīt lineāro paātrinājumu, tas ir, horizontālu kustību attiecībā pret zemi. Praksē viedtālruņos un citās ierīcēs bieži ir uzstādīti abi sensori, kas lieliski papildina viens otru. Tagad apskatīsim, kā noskaidrot, vai tālrunī ir žiroskops.
Kā pārbaudīt, vai tālrunim ir žiroskops
Mēs jau zinām, kāpēc viedtālrunī ir nepieciešams žiroskops, bet kā pārbaudīt tā klātbūtni konkrētā mobilajā ierīcē. Žiroskopu izmanto visas programmas, kas reģistrē ierīces slīpumu - navigācijas un būvniecības programmas, 3D spēles, 3D panorāmas satura skatītāji, ekrāna pagriešanas programmaparatūra utt. Bet šo funkciju atbalsts nenozīmē, ka norādītais sensors atrodas tālrunī, jo mēs jau iepriekš atzīmējām, ka to daļēji var aizstāt ar akselerometru.
Ja vēlaties uzzināt, vai sīkrīkā ir integrēts žiroskops, dodieties uz ierīces ražotāja oficiālo vietni, atrodiet tur savu modeli un izpētiet tā tehniskos parametrus. Ir ātrāks veids, kā iegūt nepieciešamo informāciju. Instalējiet savā viedtālrunī bezmaksas etalona lietojumprogrammu AnTuTu etalons, sadaļā “Mana ierīce” tiek parādīts visu sensoru saraksts, starp kuriem būs dati par žiroskopu. Ja blakus vienumam “Žiroskops” tā nosaukuma vietā ir norādīts “Nav atbalstīts”, tas nozīmē, ka ierīcē nav sensora.
Kā alternatīvu varat izmantot citu aplikāciju – Sensor Sense. Atšķirībā no AnTuTu Benchmark, papildus sensoru sarakstam tas parāda arī visus to rādījumus. Mēs instalējam programmu un skatāmies, vai sarakstā ir žiroskops. Ja nē, tad tas nav ierīcē.
Ir vērts pievērst uzmanību arī citam brīnišķīgam programmatūras rīkam - AIDA64, kas nodrošina pilnu ierīces konfigurācijas informācijas komplektu. Kādus sensorus var apskatīt cilnē “Sensori”. Ja sarakstā parādās žiroskops, varat būt drošs, ka tālrunī tas ir instalēts.
Žiroskopa iespējošana/atspējošana un kalibrēšana operētājsistēmā Android
Parasti tālruņu žiroskops ir neatkarīgs sensors, kas nekādā veidā nav savienots ar programmatūras iestatījumiem. Vai nu ir žiroskops, un tas vienmēr ir ieslēgts, vai arī nav, bet tad par sensora ieslēgšanu/izslēgšanu nevar būt ne runas. Tiesa, lietotāji bieži jautā, kā ieslēgt žiroskopu operētājsistēmā Android, taču šis jautājums izriet no pārpratuma par tā mijiedarbības principu ar ierīces programmatūras daļu. Varat iespējot un atspējot akselerometra funkcijas, piemēram, automātiski pagriezt ekrānu, taču tas atkal nav tieši saistīts ar žiroskopu.
Tas pats attiecas uz žiroskopa kalibrēšanu; ar programmatūru var regulēt tikai akselerometru. Maz ticams, ka jūs to varat izdarīt, izmantojot pašas OS iebūvētos rīkus; šiem nolūkiem jums ir jāizmanto īpašas utilītas, piemēram, Accelerometer Calibration Free. Šeit viss ir ļoti vienkārši - mobilā ierīce tiek novietota uz līdzenas virsmas, un, kad sarkanā bumbiņa, kas norāda līdzsvaru, atrodas tieši “tēmekli” centrā, tiek nospiesta poga “Kalibrēt”.
Parasti, ja tiešsaistē atrodat informāciju par žiroskopa kalibrēšanu operētājsistēmā Android, ņemiet vērā, ka mēs runājam par akselerometra iestatīšanu.
Jaunākie viedtālruņi ir aprīkoti ar daudziem sensoriem. Viens no visnoderīgākajiem moduļiem ir žiroskops. Kāpēc šāda ierīce tiek ieviesta mobilo tālruņu sistēmās? Žiroskops viedtālrunī - kas tas ir? Kādas funkcijas tam ir piešķirtas? Tas viss tiks apspriests mūsu publikācijā.
Īsa ekskursija vēsturē
Žiroskops ir franču zinātnieka Leona Fuko izgudrojums. Prototipu, pēc kura darbības principa darbojas mūsdienu ierīces, fiziķis izmantoja, lai uzraudzītu planētas ikdienas rotācijas raksturlielumus.
Inovatīvi žiroskopi tiek izmantoti ne tikai dažādu ķermeņu specifisko vibrāciju izsekošanai. Mūsdienās ierīces galvenais mērķis ir noteikt objektu novirzes leņķus attiecībā pret plaknēm. Kāpēc viedtālrunī ir nepieciešams žiroskops? Šāda moduļa apvienošana ar akselerometru paver iespēju izsekot tālruņa kustībām trīsdimensiju telpā.
Pirmo reizi Apple prezentēja mobilo sakaru ierīci ar šādu moduli. Tas notika viedtālruņa iPhone 4 modeļa prezentācijas laikā. Pēc tam dažādi tālruņu izstrādātāji sāka atdarināt inovatīvo risinājumu.
Žiroskops viedtālrunī - kas tas ir?
Žiroskopam mobilajā tālrunī nav nekā kopīga ar tradicionālo mehānisko ierīci. Šeit modulis ir mikroskopiska elektroniska plate, kas spēj aprēķināt leņķiskos ātrumus, pārraidot attiecīgo informāciju elektrisko signālu veidā. Parasti šādas mikroshēmas izmēri ir tikai daži milimetri. Ja vispārīgi atbildam uz jautājumu: "Žiroskops viedtālrunī - kas tas ir?", tad nezinātājam var šķist, ka šī funkcija īpašniekam īpašu labumu nenes - ierīces lietošana ir mērķtiecīga. tikai nosakot mobilā sīkrīka novirzi no savas ass. Bet vai tā ir?
Atšķirība starp žiroskopu un akselerometru
Žiroskops viedtālrunī - kas tas ir? Šāds modulis spēj pārsūtīt datus uz vienu vai otru lietojumprogrammu par mobilā sīkrīka slīpuma leņķi attiecībā pret zemes virsmu. Līdzīga funkcija ir piešķirta arī akselerometram. Tomēr šīm ierīcēm ir atšķirīgi darbības principi. Galu galā akselerometra darbības pamatā ir tā paātrinājuma aprēķināšana kosmosā. Praksē abu sistēmu norādītās iespējas izrādās savstarpēji aizstājamas. Tieši šī iemesla dēļ mūsdienu viedtālruņi ir aprīkoti gan ar žiroskopu, gan akselerometru.
Žiroskopa funkcijas
Kāpēc viedtālrunī ir nepieciešams žiroskops? Sensora izmantošana paver šādas iespējas. Pirmkārt, pateicoties vienkāršai mobilā tālruņa kratīšanai, lietotājs var ātri atbildēt uz ienākošo zvanu. Žiroskops ļauj skatīt attēlus, pārslēgt audio ierakstus atskaņotājā un atvieglo lappušu pāršķiršanu, skatoties teksta dokumentus.
Kāpēc gan viedtālrunī būtu žiroskops? Modulis kļūst ārkārtīgi ērts, izmantojot kalkulatoru. Noliecot sīkrīku vienā vai otrā virzienā, varat izvēlēties vērtību reizināšanas, dalīšanas, atņemšanas un saskaitīšanas funkcijas.
Mobilo ierīču izstrādātāji ir atraduši arī žiroskopa pielietojumu, strādājot ar dažādām lietojumprogrammām un programmatūru. Dažu ierīču kratīšana automātiski atjaunina Bluetooth. Moduļa klātbūtne kļūst ļoti ērta, ja nepieciešams izmērīt līmeņus un slīpuma leņķus.
Žiroskops ir neaizstājams, strādājot ar elektroniskām kartēm. Modulis ļauj noteikt precīzu lietotāja atrašanās vietu noteiktā apgabalā. Kad palaižat navigatoru, karte mainīs pozīciju pēc personas pagrieziena. Ja lietotājs pagriežas pret konkrētu objektu, tas nekavējoties tiks parādīts vizuālajā diagrammā. Šī funkcija būs ļoti noderīga cilvēkiem, kurus interesē āra aktivitātes, jo īpaši ceļošana un orientēšanās.
Mobilo spēļu cienītāji nevar iztikt bez žiroskopa. Funkcionālais modulis palīdz radīt reālistiskāku attēlu un padara to vieglāk vadāmu. Pateicoties žiroskopam, visa veida simulatori, šāvēji un 3D piedzīvojumu spēles kļūst īpaši ticamas. Lai braukšana ar virtuālo auto vai lidošana lidmašīnā šķistu reālāka, pietiek ar viedtālruņa pozīcijas maiņu kādā no lidmašīnām.
Ja mobilā tālruņa lietotājs nākotnē plāno izmantot virtuālās realitātes austiņas, tad horoskopa klātbūtne ir obligāts nosacījums. Bez sensora viedtālruņa sistēmai nebūs iespējams izsekot galvas pagriezieniem un cilvēku kustībām kosmosā.
Trūkumi
Bet žiroskopa klātbūtne viedtālrunī var izrādīties trūkums tiktāl, ka daži lietotāji mēģina nekavējoties atspējot funkcionālo moduli. Mēs runājam par dažu lietojumprogrammu reakciju uz mobilā tālruņa pozīcijas izmaiņām telpā ar ievērojamu kavēšanos.
Salīdzinošs trūkums, ja viedtālrunī ir žiroskops, ir neērtības, kas var rasties, lasot e-grāmatu. Ja lietotājs nejauši maina savu stāju, sensors nekavējoties pārveidos lapas orientāciju attiecīgajā plaknē. Šādi brīži parasti izraisa kairinājumu.
Kā noteikt, vai viedtālrunim ir žiroskops
Ir vairāki veidi, kā uzzināt par funkcionālā moduļa klātbūtni mobilo ierīču sistēmā. Vienkāršākā un pieejamākā iespēja ir lasīt viedtālruņa modeļa aprakstu ražotāja oficiālajā vietnē vai apskatīt sīkrīka komplektācijā iekļauto tehnisko dokumentāciju.
Ir arī citi risinājumi. Piemēram, tālrunī varat instalēt īpašas lietojumprogrammas. Viens no tiem ir AnTuTu Benchmark. Pēc lietojumprogrammas instalēšanas un palaišanas vienkārši dodieties uz cilni “Informācija”. Pēc dažiem mirkļiem ekrānā tiks parādītas visas viedtālruņa specifikācijas.
Kā alternatīvu iepriekšminētajai opcijai varat izmantot utilītu Sensor Sense. Lietojumprogramma reģistrē datus, kas nāk no visiem mobilajā ierīcē iebūvētajiem sensoriem. Ja “virziena noteikšanas” moduļu sarakstā nav žiroskopa, tas norāda uz tā neesamību.
Žiroskops ir ierīce, kas spēj reaģēt uz izmaiņām tā korpusa orientācijas leņķos, uz kura tas ir uzstādīts attiecībā pret inerciālo atskaites sistēmu. Vienkāršākais žiroskopa piemērs ir rotaļlietas augšdaļa.
Tiek uzskatīts, ka žiroskopu 1817. gadā izveidoja vācu astronoms un matemātiķis Džons Bonenbergers, lai gan ir arī citi ziņojumi, kuros Bonenbergers minēts kā ierīces radītājs jau 1813. gadā.
Žiroskopi tiek izmantoti kuģniecībā, astronautikā, aviācijā, sadzīves tehnikā, rotaļlietās utt. Protams, žiroskops tiek izmantots arī mobilajās ierīcēs.
Pastāv viedoklis, ka žiroskops ir tas pats, kas, taču tas nepavisam nav taisnība. Ja pēdējais mēra šķietamā paātrinājuma projekciju, tad žiroskops reģistrē objekta stāvokli telpā attiecībā pret trim plaknēm. Tomēr šīs divas ierīces veic līdzīgas funkcijas: žiroskops ir atbildīgs par nelielām kustībām jebkurā plaknē, bet akselerometrs ir atbildīgs par displeja pagriešanu. Lai kā arī būtu, ja tavā ierīcē ir uzstādītas abas šīs ierīces, tā daudz labāk un ātrāk reaģē uz dažādām kustībām.
Kam paredzēts žiroskops?
Žiroskops tiek izmantots dažādiem mērķiem. Piemēram, daudzām ierīcēm ir iespēja izmantot dažādas funkcijas, kratot. Piemēram, kratot varat atbildēt uz zvanu vai mainīt dziesmu atskaņotājā.
Protams, žiroskopu izmanto arī spēlēs. Un, lai gan lielāko lomu spēlē akselerometrs, kopā ar žiroskopu, spēle kļūst daudz interesantāka reālistiskā attēla dēļ, kad iebraukšana pagriezienā ar virtuālo automašīnu ir līdzīga braukšanai ar īstu automašīnu.
