Рассмотрим понятие, принцип работы, сферу применения, основные виды, отличительные черты и функции акселерометра. Выясним, как определить, что мобильный телефон оборудован измерительным датчиком, как выполнить его калибровку, что предпринять, если акселерометр перестал работать.
Почти в любой пользовательской инструкции к фитнес-браслету, мобильному телефону, умным часам или планшету упоминается устройство, именуемое «акселерометром». Использование датчика облегчает управление гаджетом.
Акселерометр что это, как работает и где применяется
Акселерометр — это прибор в форме чипа, позволяющий измерить ускорение. Расчет показателя дает возможность определить направление и скорость перемещения оборудованного датчиком аппарата.
Объяснить, что такое акселерометр в смартфоне, легче на примере механического варианта датчика, состоящего из установленной на корпусе пружинки, на которую крепится грузик, и демпфера, поддерживающего массу с обратной стороны и отвечающего за гашение ее вибраций. В процессе ускорения корпуса под воздействием массы, стремящейся сохранить изначальное положение, происходит сжатие либо растягивание пружинки по противоположным осям. На значении деформации акселерометром и проводятся вычисления.
Как правило, измерительный датчик применяется для определения позиции, ускорения, вибрации и фиксации ударов. Сфера применения прибора широка. Перечислим самые известные:
- Авто. В автотранспортных средствах измерительный прибор внедряется в системы безопасности и стабилизации.
- Промышленные предприятия. Датчики ускорения используют в защитных системах станков и заводских линий для отключения электропитания при возникновении неисправностей или при достижении предельно допустимых показателей.
- Электронные устройства. Например, в планшетах и ПК датчик ускорения служит для защиты жестких дисков при падениях и ударах.
- Бытовая техника. Измерительными устройствами могут оборудоваться даже стиральные машины, тепловые вентиляторы и утюги. Допустим, при падении утюга акселерометр отключает электропитание, предотвращая возможное возгорание.
- Медицина. Датчик ускорения используют в медицинских аппаратах. Измерительный прибор встраивается в носимые больными устройства, в системы, определяющие местоположение медицинских датчиков на теле. Акселерометр применяется для определения глубины сдавливания грудной клетки при проведении процедуры искусственной вентиляции легких. Кроме того, в скором времени датчики ускорения будут внедряться в «интеллектуальную» ткань медицинских изделий. Недавнее исследование показало, акселерометр способен с высокой точностью вычислить время изнашивания компрессионных чулков, носимых страдающими варикозным расширением вен.
- Навигация. Датчик ускорения — важнейший элемент навигационной системы морских транспортных средств, ракет, самолетов и иных воздушных аппаратов.
- Инженерное дело. Акселерометр позволяет измерять движения и вибрации сооружения, которое подвергается динамическим нагрузкам.
- Вулканология. Измерительные датчики применяют в приборах дистанционного зондирования, задача которых — слежение за активностью вулканов.
- В биологических дисциплинах. Посредством датчиков ускорения изучают поведенческие модели животных вне зоны видимости человеком. Записи ускорения позволяют измерить скорость, с которой зверь или птица тратят энергию на воле.
Акселерометр используется в специальных цифровых тренажерах, позволяя измерить силу удара.
Отличия акселерометра от гироскопа
Это два абсолютно разных измерительных устройства, но иногда акселерометр и гироскоп могут выполнять одинаковые задачи. Зачастую, с целью достичь наибольшей эффективности, датчики применяют совместно. Подобную комбинацию именуют 6-осевым датчиком.
В отличие от гироскопа, акселерометром нельзя с максимальной точностью измерить угол поворота аппарата в пространстве. Поэтому, порой можно наблюдать «колебания» в повороте дисплея и непроизвольные срабатывания.
Самые распространенные типы акселерометров
Обычно в устройствах используются следующие типы датчиков ускорения:
- одноосевые, измеряющие скорость по одной оси;
- двухосевые — по двум направлениям;
- трех-осевые — по трем осям.
Пьезоэлектрический аселерометр
В подобных измерительных приборах применяются монокристаллы (обычно это турмалин или кварц) либо пьезокерамические датчики (цирконат-титанат свинца), способные приводиться в движение под воздействием ускорения и менять вокруг себя уровень напряженности поля. По ее значениям, снятым электронными устройствами или программными средствами, пьезоэлектрический акселерометр определяет, в каком направлении сдвинулись электропроводники и каким движением корпуса был вызван такой сдвиг.
Электронный акселерометр
Принцип работы датчика аналогичен пьезоэлектрическому, но в качестве подвижной массы используется набор проводников.
Какое отношение имеет к простейшему механическому акселерометру
Функционируют измерительные приборы одинаково. Разница лишь в объекте, выполняющем роль массивного тела. В механическом акселерометре в качестве него выступает элемент инертной массы, либо грузик, а в электронном — набор электрических проводников.
Акселерометр в фитнес-браслете и умных часах
В умных часах и в фитнес-браслете датчик ускорения применяется:
- с целью подсчета числа пройденных шагов;
- для автовключения дисплея гаджета по определенным жестам владельца (вращение кисти, поднятие руки);
- для мониторинга сна;
- в качестве «Умного будильника», для легкого пробуждения в стадии быстрого сна.
Программная обработка показаний датчика позволяет определить, бежит или идет человек, измерить скорость передвижения и количество шагов.
Акселерометр в телефоне
Измерительный прибор в мобильном телефоне дает возможность:
- поворачивать экран в автоматическом режиме при изменении положения смартфона;
- выполнять программные манипуляции, например, посредством определенных жестовых команд владельца телефона, изменять музыкальные композиции, отклонять входящий вызов, деактивировать будильник;
- управлять игрой с помощью наклонов гаджета;
- отслеживать физическую активность человека;
- выявлять и демонстрировать изменения положения владельца смартфона в пространстве посредством навигационных приложений (например, Гугл Карт).
Помимо этого, как в фитнес-браслете и умных часах, датчик ускорения в смартфоне позволяет подсчитывать число шагов и пройденный путь.
Как узнать есть ли акселерометр в смартфоне
Чтобы выяснить, имеется ли измерительный датчик в мобильном устройстве, необходимо повернуть экран. Если картинка не поменяет ориентацию, значит в смартфоне акселерометра нет, либо в настройках устройства не активирована функция «Автоповорот экрана». Также, чтобы узнать, имеется ли прибор в гаджете, достаточно прочесть пользовательскую инструкцию к телефону.
Настройка акселерометра в смартфонах на системе Android
В мобильных устройствах, управляемых ОС Андроид, калибровка осуществляется посредством специальных утилит, к примеру, Toolbox и GPS Status.
Откалибровать датчик ускорения на смартфонах XIAOMI можно с помощью функции инженерного меню. Для этого:
- Ввести команду “##6484##” — откроется меню.
- Найти опцию «Accelerator».
- Наклонять смартфон в разные стороны до тех пор, пока на экране гаджета не появится уведомительная надпись «Accelerometer calibration success».
- Кликнуть «ОК».
Калибровка акселерометра завершена.
Настройка G-Sensor для игр
Откалибровать G-sensor можно посредством мобильных приложений, к примеру, Toolbox или GPS Status. Программы доступны в магазине Google Play. После загрузки утилиты, необходимо:
- Установить приложение.
- Перейти в меню программы, кликнуть на значок в виде трех горизонтальных полос вверху экрана слева, и выбрать функцию «Accelerometer calibration».
- Положить мобильное устройство на горизонтальную поверхность и щелкнуть по опции «Откалибровать».
По окончании процедуры внизу экрана телефона появится сообщение об успешном выполнении задачи.
Калибровка смартфона на Iphone
Для проведения accelerometer calibration необходимо откалибровать компас, поскольку для всех датчиков движения установлен единый код. Порядок действий следующий:
- Закрыть все фоновые приложения на смартфоне (в первую очередь «Компас»).
- Открыть утилиту «Компас».
- После этого будет предложено выполнить калибровку — нужно провести по окружности красный кружочек.
Появление на экране IPhone компаса будет свидетельствовать об окончании процедуры.
Также может помочь простая перезагрузка телефона. Приложений же, позволяющих откалибровать iPhone, не существует.
Акселерометр в видеорегистраторе
В видеорегистраторе машины датчик используется для сбора информации (о скорости, ускорении и замедлении передвижения), и выполняет следующие задачи:
определяет, на какой скорости перемещалось авто, и было ли движение автомобиля при столкновении;
сохраняет записи на карте памяти регистрирующего устройства при ударах, а также экстренно включает камеры при изменении поведения автотранспортного средства;
обнаруживает опасное поведение автомобиля (машина не затормозила на знаке остановки). Функция реализуется благодаря комбинации искусственного интеллекта и зрения.
В видеорегистраторе акселерометр способен определять некоторые важные события при езде на авто (например, скачки скоростных режимов, экстренное торможение), записывать их в файлы.
Акселерометр в наушниках
В наушниках акселерометр позволяет выполнять несколько задач:
- Реагировать на определенные действия (постукивание, встряхивание) путем ответа на звонки, переключения и завершения вызовов.
- Убавлять громкость звучания при снятии владельцем наушников.
- Активировать подавление шумов во время разговора, голосовых помех.
Благодаря акселерометру AirPods понимают, когда наушник достали из уха и приостанавливают видео или музыкальную композицию. Воспроизведение начинается, как только наушник возвращается на место.
Функции и применение акселерометра в гаджетах
Шагомер
Использование акселерометра в устройствах позволяет определять число сделанных шагов. Опция пригодится поклонникам фитнеса и спорта. Точность показаний не максимальна, но шагомер позволит повысить эффективность тренировочного процесса.
В электронных шагомерах датчик ускорения увеличивает точность показаний, по сравнению с механическими.
Акселерометр в играх
Датчик осуществляет управление в играх посредством контроллеров, не используя кнопки. Это в свою очередь:
- увеличивает реалистичность игрового процесса в автомобильных гонках;
- позволяет использовать мобильный телефон либо геймпад в качестве руля в гоночном симуляторе;
- управляет изменением угла наклона смартфона в виртуальных гонках — увеличивает точность вхождения в поворот и повышает степень погружения в игру.
Автоповорот экрана
Датчик ускорения фиксирует положение планшетного компьютера в пространстве. При просматривании кинофильмов или в играх акселерометр позволяет регулировать поворот и скорость автоповорота экрана, что обеспечивает предельную точность управления смартфоном. Функция упрощает процесс пользования телефоном — на мобильном устройстве максимально удобно просматривать фотографии и видеоролики, читать книги, работать с текстовыми документами, электронными таблицами и пользоваться приложениями. Облегчает восприятие данных и снижает напряжение на зрительные органы.
Навигация
Измерительные приборы высокой чувствительности широко применяются в системах навигации летательных аппаратов (ракет, самолетов, вертолетов и даже квадрокоптеров), служат для ориентировки и расчета координат объектов.
Акселерометр определяет положение человека в пространстве, посредством использования датчика вместе со специальными мобильными приложениями (например, Гугл Карты).
Управление смартфоном жестами
В некоторых моделях мобильных телефонов внедрены датчики ускорения, которые позволяют управлять пользовательским интерфейсом и отдельными встроенными приложениями посредством команд в виде жестов. Акселерометр используется для включения дисплея гаджета, смены проигрываемой композиции, деактивации будильника, отключения звука входящего звонка.
Включение и отключение функции
Акселерометр активируется и выключается через опции гаджета. Либо посредством простых манипуляций — потянуть за верхнее меню, растянуть окно во весь экран и запустить или отключить работу датчика ускорения.
Акселерометр не работает: программный сбой
Если прибор перестал функционировать после инсталляции программы, может помочь удаление акселерометра из памяти гаджета и последующая переустановка датчика. В некоторых случаях неполадка устраняется с помощью восстановления заводских настроек. Перед началом процедуры потребуется перетащить все необходимые файлы на накопительное устройство, допустим, флешку. Далее войти в «Настройки», выбрать опцию «Сброс», дождаться завершения процедуры очистки данных.
Иногда прибор не функционирует на смартфоне по причине старой версии операционной системы. Для обновления потребуется активировать сеть Интернет, отыскать в опциях смартфона «Сведения об устройстве», нажать на пункт «Обновление ПО» и кликнуть по кнопке «ОК». Затем дать согласие на все действия, при инсталляции ОС периодически будут появляться во всплывающих окошках соответствующие сообщения.
Акселерометр не работает: аппаратный сбой
В случае, если работа с программными настройками не дала результата, скорее всего поломан датчик ускорения. Тогда единственный выход — отнести мобильное устройство в мастерскую. Если у специалиста в наличии необходимые запчасти, он починит акселерометр за несколько часов.
