Акселерометр в смартфоне – Принципы разработки ПО для iPhone с использованием акселерометра / Habr

Акселерометр в телефоне что это такое и для чего нужна?

Добрый день, друзья. Акселерометр в телефоне что это такое? Термин «Акселерометр» имеет латинский смысл – «accelero». Точно этот термин можно перевести – «ускоряю». Данным прибором можно измерить ускорение. Другими словами, если упоминать акселерометр в смартфоне, то он нужен для помощи приложениям, чтобы определять положение гаджета в пространстве. Иногда, данный чип могут спутать с гироскопом, как я уже упоминал в своей прошлой статье. Данные приборы действительно могут дополнять друг друга или даже заменять. В основном они отличаются по принципу функционирования. Когда же их используют совместно, то получаются наиболее точные данные. Кроме этого, у акселерометра в смартфоне действительно есть синоним: — это G-сенсор.

Основные функции акселерометра

Что же значит Акселерометр, если объяснить наиболее просто? Данное устройство является датчиком, определяющим угол наклона нашего гаджета по соотношению его с Землёй. Программы гаджета берут информацию про угол наклона от данного датчика, и он разворачивает картинку на экране. Например, телефон, оснащенный G-сенсором, если развернуть на 90⁰ повернёт данный измеритель на автомате.

Этот датчик может определить очень незначительную перемену в ускорении перемещения прибора в пространстве. В мобильном гаджете этот датчик выглядит в виде небольшого чипа, площадью около спичечной головки. Но несмотря на то, что он такой маленький, от отлично выполняет свои функции.

По сути, это датчик движения. Но, более точно о G-сенсор можно сказать, что он занимается измерением ускорения, взяв за основу сразу 3 известные из геометрии оси координат. Его можно назвать датчиком, который измеряет различия относительно проекций полное и гравитационное ускорение. Высоко точность подобного замера получается благодаря применению неких тензоусилителей, отличающихся повышенным коэффициентом замера.

Калибровка

Чем занимается акселерометр в мобильном гаджете нам сейчас понятно. Но, нужно понимать, как правильно заниматься калибровкой данного прибора. Калибровка выполняет ряд мер, которые определяют, как соотносятся некие величины, полученные с использованием G-сенсора или иного устройства для измерений, и образцовых величин.

По том разнице, которую мы установили, и нужно выполнять калибровку прибора. Если вы точно настроите этот сенсор, то сможете корректно работать с установленными программами и самим смартфоном. Для более точной калибровки G-сенсора в мобильном гаджете нужно применить специальную программу «GPS Status & Toolbox».

Как правильно откалибровать смартфон?

Скачать GPS Status & Toolbox можно из Гугл Плей. Далее, нужно запустить приложение.

После этого, нужно положить гаджет на как можно ровнее плоскость. Если же на задней крышке вашего смартфона имеются выпуклости или крышка с изгибами, желательно её убрать, но батарею не убирать. Всё это делаем так, чтобы смартфон лежал наиболее ровным образом.

Далее, заходим во вкладку приложения, затем в «Инструменты», потом «Калибровка акселерометра»;

Подтверждая выполнение действий, вам покажут сообщение про то, что девайс должен лежать на ровной поверхности. Если вы эту задачу решили, то ничего лишнего предпринимать не стоит. Тапнем по кнопке Ок, и спустя небольшой промежуток времени на дисплее вы увидите надпись «Акселерометр откалиброван».

Почему необходим Акселерометр в смартфоне?

Зачем нужен G-сенсор в телефоне и какие у него основные задачи, разберем далее. В первую очередь, сенсор повышает функционал гаджета:

1. Если вы любитель бегать по утрам (вечерам), этим датчиком можно пользоваться как шагомером;
2. G-сенсор в мобильном гаджете делает из большинства игр захватывающее трех мерное удовольствие, так как из-за Акселерометра телефон очень быстро отзывается на min положение в пространстве;
3. Устройство легко воссоздаст положение смартфона в пространстве в режиме реального времени. Другими словами, если девайс лежит, сенсор на автомате перевернёт дизайн смартфона, чтобы пользоваться телефоном, стало на порядок более комфортно. В частности, это касается просмотра клипов и различных передач.

Не опытные пользователи, применяющие Android лишь для того, чтобы позвонить, отослать СМС, прочитать книгу или рассмотреть изображение, не в восторге от работы Акселерометра, так как из-за постоянных движение, происходит смена ориентации фото, и изображение прыгает. Пользователей это раздражает. В данном случае, будет лучше, если вы выключите данную возможность автоповорота: «Настройки», далее вкладка «Экран», затем «Автоповорот».

Может быть, что в сенсоре произойдёт сбой. Это нарушит работу смартфона. Пользователь заметит это в течении игры. Особенно ощутимо станет, если человек держит телефон в ровном положении, а автомобили на экране в течении игры наклоняет во все стороны. В этом случае опять требуется калибровка.

В данное время, большинство компаний производителей оснащают G-сенсором большую часть телефонов. Что интересно, данным датчиком оснащают и дорогие Андроиды, и бюджетные приборы.

Вывод: вы теперь отлично знаете, акселерометр в телефоне что это такое и зачем он нужен. Также, как его правильно откалибровать для точной работы. Успехов.

С уважением, Андрей Зимин       12.01.2020

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

что это и как работает

Автоматический поворот экрана, реализованный в современных смартфонах и планшетах, — полезная для многих пользователей функция. Особенно это актуально для геймеров, играющих в развлекательные приложения на мобильных устройствах. При наличии акселерометра очень удобно управлять игрой.
Этот прибор дает возможность использовать смартфон в качестве ватерпаса, устанавливать приложения и проходить в комфортном режиме игры, которые используют данные о положении устройства в пространстве.

Суть понятия «акселерометр»

Акселерометр — прибор для измерения проекции кажущегося ускорения. Это понятие подразумевает разность между настоящим и гравитационным ускорением объекта. Пружина, демпфер, чувствительная масса — три составляющих устройства.
Пружина, прикрепленная к неподвижной поверхности, соединяется с массой. А демпфер, поддерживающий пружину, гасит или предотвращает колебания. Когда объект ускоряется, пружина изменяет форму. И показания акселерометра базируются именно на этих изменениях.

По конструкции измерительное устройство может быть однокомпонентным, двухкомпонентным, трехкомпонентным. Например, два устройства, соединенные в одной системе (двухкомпонентный тип), измеряют положение объекта в двухмерном пространстве.

Применяются эти измерительные устройства в четырех областях:

• Системы навигации воздушных суден и ракет базируются на акселерометре и гироскопе.
  
• При создании видеорегистраторов и спидометров для авто тоже используют этот измерительный прибор. С помощью акселерометра спидометры определяют скорость, основываясь на отклонениях чувствительной массы, а видеорегистраторы фиксируют изменение в скорости, повороты, торможение и делают записи в файлы.
  
• Станки, оборудование, производственные линии защищены акселерометрами. Если, например, температура достигает критического значения, с помощью устройства обесточивается питание или меняются параметры работы.
  
• Акселерометры также защищают винчестеры и мобильные устройства (смартфоны, планшеты) от внешнего воздействия. Например, если смартфон падает, акселерометр даст команду магнитной головке и она примет наименее опасное положение. В этом случае минимизируется потеря информации.

Один акселерометр — простой прибор, но компонуясь, может решить множество задач. Есть ли принципиальное отличие измерительных устройств, работающих на смартфонах, планшетах и других современных девайсах?

Акселерометр в телефоне: принцип работы

Приборы для современных мобильных устройств должны быть компактными, поскольку сами девайсы такие. В шестимиллиметровом корпусе должно уместиться множество разнообразных приборов, поэтому их конструкция должна быть максимально миниатюрной, чтобы занимала как можно меньше места. По сути, в мобильных устройствах все детали акселерометра заключены в миниатюрном чипе. Вот так это выглядит на конструкции:
Перегородка, проводники которой разведены в сторону, крепится к стационарному корпусу специальными приставками, позволяющими прибору перемещаться в заданных пределах. Разведенные в сторону проводники, размещенные между контактами, и измеряют проекцию ускорения. Когда они перемещаются между контактами, фиксируется изменение параметров напряженности поля. Это и измеряет прибор.

В чипе все элементы прибора микроскопичны, поэтому физически их обработать нереально. Производятся акселерометры на конвейерах с автоматическим принципом работы и при их изготовлении применяются реакции полиорганосилоксанов с определенными веществами.

Важная информация! При поломке акселерометра обращайтесь только в специализированный сервис-центр.

Зачем акселерометр в смартфоне

Первый акселерометр, отдаленно напоминающий современное устройство, появился в смартфоне Nokia 5500. Хотя и использовался он только как шагомер, но стал моментально популярным. А затем измерительным устройством был оснащен iPhone. Теперь это стандарт смартфонов, планшетов.
Разработчики приложений оценили функциональные возможности акселерометра и стали создавать свои продукты. Вслед за шагомером мобильные устройства оснастили электронным ватерпасом, а затем возможности измерительного прибора стали применяться в ОС и игровых приложениях.

Некоторые служебные программы также используют возможности акселерометра. Например, есть программы, передающие информацию путем столкновения устройств.

Широкое применение прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения, нашел в игровых приложениях. Особенно это актуально при создании мобильных шутеров от первого лица. В играх этого жанра используются возможности акселерометра и гироскопа, устройства, измеряющего изменения углов ориентации объекта относительно ИСО (инерциальной системы отчета). Это позволяет комфортно передвигаться по уровням, управлять и контролировать персонажа.

что это такое и как работает

Смартфон – это компактное устройство, толщина которого не превышает нескольких миллиметров. При этом количество функций, выполняемых таким гаджетом, огромно. Многие задачи, которые может решить смартфон, ранее требовали времени и сопутствующей техники: от будильника и калькулятора до фотоаппарата и компьютера. Сейчас же их заменяет одно небольшое устройство.

Такие разработки – результат деятельности инженеров. В небольшом плоском корпусе телефона спрятано множество элементов, слаженная работа которых позволяет использовать устройство для работы, развлечений и получения информации.

Одним из составных элементов смартфона является акселерометр, определяющий положение гаджета в пространстве.

Понятие и история развития акселерометра

Латинское слово accelero, означающее «ускоряю», лежит в основе названия «акселерометр». Данным термином обозначают прибор, который помогает определять положение смартфона в пространстве.

Первые такие датчики, изобретенные в конце XIX века, были призваны контролировать скорость в автомобилях и паровозах, куда их устанавливали. По размеру и весу приборы того времени были крупнее современных аналогов.

Сферы применения акселерометра

Благодаря его способности фиксировать даже малые изменения ускорения, этот датчик широко применяется в следующих сферах:

• Система навигации в летательных аппаратах.
• Приборы для определения скорости и ее резкого изменения в автомобилях.
• Защитные системы на производствах, позволяющие контролировать работу промышленного оборудования вплоть до отключения питания в случае фиксации критических показаний вибрации.
• Повышение уровня безопасности при использовании жестких дисков (акселерометр защищает диск от нежелательных последствий при сильной тряске или падении).
• Игры на приставках, где управление осуществляется передвижением джойстика в пространстве (повороты, встряхивание).

Для чего нужен акселерометр в смартфоне?

Главное назначение акселерометра в смартфоне – определять положение гаджета в пространстве. Если говорить конкретно, то акселерометр отвечает за операции:

• Автоповорот экрана.
• Управление игрой благодаря наклону и повороту гаджета.
• Выполнение заданных команд после соответствующих действий, когда, например, постучав по телефону или перевернув его, пользователь отменяет входящий вызов, выключает будильник, меняет прослушиваемую песню.
• Определение местоположения хозяина телефона с помощью специальных навигационных приложений.
• Фиксация результатов физических упражнений, например определение преодоленной дистанции.

Эти возможности современного гаджета кажутся нам простыми и привычными, однако смартфоны получили такой функционал сравнительно недавно. Например, шагомер впервые появился на модели Nokia 5500. А после внедрения датчика в iPhone применение акселерометра в смартфонах стало развиваться еще активнее и этот датчик стал появляться повсеместно.

Как работает акселерометр?

Классическая схема работы датчика подразумевает взаимодействие инертной массы (грузика), пружины и устройства для гашения колебаний и не может применяться в смартфонах в силу их конструктивных особенностей.

Поэтому данные технологические принципы были заложены в мини-чип, расположенный в корпусе гаджета. В нем также имеется инертная масса. Она меняет свою позицию при наклоне устройства. Благодаря этому гаджет и принимает информацию о положении в пространстве.

Принцип работы акселерометра заключается в том, что на неподвижном корпусе находятся датчики, фиксирующие показания смартфона. Данные о положении устройства в пространстве поступают благодаря массе, перемещающейся по инерции вместе с изменением положения смартфона. Информация передается благодаря химическому взаимодействию между жестко закрепленными элементами и перемещению силикона.

Акселерометр в телефоне: что это такое и как работает

Калибруем акселерометр (g-sensor) на Андроид

---

---

Акселерометром называют прибор, измеряющий ускорение объекта при каком-либо перемещении. Акселерометр является необходимой составной частью мобильного устройства на операционной системе  Android.

Именно этот встроенный в смартфон или планшет прибор отвечает за следующие функции:

1. Присутствие в девайсе шагомера;

2. Ответное действие мобильного устройства на смену его положения в пространстве (разворот экрана, тряска, падение). Все это поможет пользователю расположить экран с максимальным удобством для себя.

3. Воссоздание определенного на данный момент положения мобильника в пространстве.

Поэтому верно настроенный акселерометр является залогом надежной работы как приложений, так и самого смартфона или планшета. Для точной откалибровки акселерометра необходима специализированная программа «GPS Status & Toolbox».

Инструкция по откалибровке акселерометра включает следующие действия:

1) Нужно скачать программу «GPS Status & Toolbox», установить ее на устройство.

2) Открыть установленное приложение и положить девайс на ровную поверхность, которая нужна для верной откалибровки.

3) Устройство лежит на ровной поверхности, в это время производятся все манипуляции с программой. Необходимо касанием в приложении «GPS Status & Toolbox» выбрать пункт «Tools» («Инструменты») и зайти в него.

4) Из трех предложенных названий необходимо выбрать «Калибровка акселерометра».

5) После нажатия на данный пункт система предлагает расположить устройство на гладкой ровной поверхности и подтвердить это «ОК».

6) Теперь система предлагает выбрать одно из трех действий: «Сбросить», «Откалибровать» или «Усреднить». По логике надо выбрать «Откалибровать». Теперь акселерометр полностью настроен.

 Итак, инструкция для откалибровки акселерометра представляет несколько простых пошаговых операций для того, чтобы владелец мобильного устройства на платформе Android мог использовать его возможности для своих целей. Калибруем акселерометр (g-sensor) на Андроид

 

Акселерометр в телефоне — что это? Датчик акселерометра в телефоне

Современные технологии позволяют человеку в значительной степени прочувствовать превосходство настоящего времени в материализовавшихся мечтах и предположениях прошлого, которые наиболее явно проявляются в столь привычных для нас сегодня устройствах, как мобильные телефоны.

Воплощение фантастики в реальность

Акселерометр в телефоне — что это и для чего он нужен? Именно об этой необходимой функции и пойдет речь в рамках данной статьи. Сегодня никого не удивишь компактными размерами ультратонкого ноутбука или сотового телефона, корпус которого имеет всего лишь несколько миллиметров толщины. Для большинства из нас невероятные технические возможности отдельно взятых электронных устройств — очевидный факт. Сегодня мы, люди, оперируем поистине фантастическими объемами данных, а скорость передачи информации давно преодолела “световую” отметку. Но за этими способностями скрываются вполне объяснимой природы устройства, свойства и функциональность которых зависит только от класса точности и уровня примененной технологии. Довольно сложный механизм, измеряющий гравитационное ускорение — акселерометр, нашел свое предназначение в электронных аппаратах. Одним из таких девайсов как раз и стал современный мобильный телефон.

Магия движения

Итак, акселерометр в телефоне — что это за устройство? На этот вопрос существует простой ответ: это датчик, определяющий пространственное положение объекта, в который он внедрен. От того, в каком положении находится устройство, зависит форма и вид отображаемой дисплеем телефона информации. Например, картинка может менять ориентацию относительно осей Х и Y. Вследствие физического воздействия — поворота, удара или встряхивания — функциональный алгоритм может активизировать тот или иной программный процесс. При использовании шагомера или игрового приложения принцип измерения гравитационного ускорения остается неизменным.

Акселерометр в телефоне — что это за устройство и в чем его преимущества?

Универсальность датчика пространственного положения телефона значительно облегчает процесс управления игровым приложением. Пользователь во время игры перемещает девайс относительно двух плоскостей, тем самым воздействуя на общий процесс выполняемой программы. Стоит отметить, что скорость, с которой геймер меняет углы наклона, также имеет математическое значение, которое является фактором необходимой реакции. Безусловно, акселерометр значительно расширил функционал современного мобильника. Благодаря данному устройству ориентации, использование компаса, GPS-навигации и электронных игрушек намного упростилось и стало более удобным.

Обзор «полезностей» пространственного контроллера

Давайте рассмотрим несколько благоприятных моментов при использовании основных функциональных способностей акселерометра:

1. Во время пробежек целесообразно использовать шагомер. Осуществляя контроль посредством данного приложения, вы всегда будете владеть информацией о количестве пройденных шагов, что станет своеобразным стимулом улучшать результат тренировок и качественно влиять на общий ход занятий спортом.

2. Датчик акселерометра в телефоне упраздняет порой сложный, но вместе с тем трудоемкий процесс управления игрой, приближая пользователя к пониманию абсолютного комфорта. Естественные телодвижения позволяют геймеру получить максимум удовольствия. Эффективность воздействия заключается не в силе нажатия или правильно выбранной кнопки, а исключительно зависит от выбора оптимальной амплитуды движения и точности процесса позиционирования. Легкость и непринужденность игрового момента позволяют считать акселерометр неоспоримым преимуществом в управлении игровым сценарием.

3. Когда вам необходимо занять удобную позу, скажем, прилечь на бок, а телефон все также необходим для использования, датчик пространственного положения аппарата перевернет интерфейс девайса, облегчая комфортность восприятия визуально отображаемой информации. Игры с акселерометром, на телефон установленные, сегодня завоевали тотальную популярность не только среди тинейджеров… Замечено, что в кругах более старшего поколения также стала прослеживаться некая тенденция увлеченности приложениями, которые используют пространственную технологию позиционирования.

4. Просмотр видео станет более приемлемым, если экран электронного устройства будет развернут в положение альбомного формата, что также благоприятно отразится на просмотре фотографий, электронной почты или написании не слишком емких сообщений. Работа с графическими таблицами и редактирование статей при использовании функции акселерометра также выражаются в более эффективной отдаче.

Вопрос надежности устройства

Акселерометр в мобильном телефоне становится неотъемлемой частью аппаратных возможностей современного девайса. Относительная простота конструктивных элементов пространственного датчика позволяет отвечать высокому уровню надежности. Посудите сами, технология по определению призвана работать в экстремальных условиях эксплуатации. Авиастроение и космонавтика позволили довести устройство до технического совершенства. Ведь в этих сферах применения технология определения и измерения ускорения пространственного положения объекта является обязательным элементом, обуславливающим ювелирную точность и корректность работы бортовых систем управления. Безусловно, мобильный телефон не является сверхнадежным продуктом. Серийность производства и автоматизация конвейерного процесса изготовления нередко допускает брак.

А что, если?..

Не стоит встряхивать, бить или тереть телефон, если вдруг датчик перестал функционировать. Шаманские танцы с бубном и чтение магических мантр также не окажут желаемого результата. Проблематичную ситуацию, когда не работает акселерометр, можно решить лишь двумя способами:

• Программный ремонт (настройка, прошивка и обновление ПО телефона).
• Аппаратное восстановление работоспособности пространственного датчика (замена модуля управления, техническое обслуживание).

Причем второй вариант — прерогатива специалистов-электронщиков.

Впрочем, давайте рассмотрим еще несколько немаловажных аргументов в пользу столь важного устройства.

Универсал востребован всегда

Используя специальное приложение “уровень”, можно с легкостью определить ровность стен и откосов или правильность установки карниза. Стоит отметить, что наличие акселерометра в мобильном устройстве позволяет значительно упростить поиск требуемого объекта в пределах населенного пункта, а также окажет неоценимую помощь в походе, когда использование компаса становится жизненно необходимым средством ориентации. Любопытные моменты использования датчика ускорения будут полностью удовлетворены, когда пользователь захочет узнать фактические параметры разгона автотранспортного средства. Опять же, захватывающие гонки, на телефон с акселерометром загруженные из сети Интернет, способны привнести разнообразие и развеять скуку в непредвиденные моменты ожидания. Многогранность использования и широта невероятных возможностей пространственного устройства не могут быть отражены в полном объеме в рамках данной статьи. Поэтому вам еще не раз предстоит почувствовать захватывающее удивление и увлекательный процесс познания масштабного предназначения электронного “вестибуляра”.

В заключение

Так что же такое акселерометр в телефоне? Что это — новая система управления или все-таки прибор для измерения физических параметров? Спешу вас обрадовать: и то и другое. Это еще одно достижение технического прогресса, позволяющее человеку почувствовать дополнительный комфорт и повысить эффективность использования объекта с примененной технологией.

Что такое акселерометр в телефоне 🚩 Мобильные телефоны

Акселерометр – это устройство, предназначение которого заключается в фиксации ускорения. Благодаря способности регистрации изменения ускорения в единицу времени, этот датчикможно использовать во всех случаях, когда необходимо измерять параметры перемещения, т.е. узнать положение объекта в пространстве. На основе описанного явления можно организовать работу множества современных устройств – шагомера, датчика ориентации в пространстве, спидометра и т.д.

Поскольку область применения акселерометра весьма широка, один такой датчик способен заменить сразу несколько специальных регистраторов. Это значительно упрощает разработку многих вспомогательных функций в современных электронных устройствах. В частности, любой современный смартфон оснащается акселерометром, что позволяет ему быть сразу и картой, и измерителем пройденного расстояния, и даже компасом.

Несмотря на кажущуюся сложность, с технической точки зрения акселерометр – это простой прибор.

Суть конструкции основана на регистрации перемещения некоторого груза (инертной массы), зафиксированного на пружинке. В изолированном герметичном корпусе собирается простейший механизм, который включает в себя некоторую массу, пружинку и демпфер. Демпфер исключает инерционные раскачивания грузика, которые для контроллера являются паразитными и приводят к сбоям.

Легче всего такой датчик можно представить, вспомнив конструкцию детских ушек-звездочек на пружинке.

Инертная масса внутри датчика, в результате перемещения корпуса акселерометра, отклоняется на некоторый угол с определённой скоростью. Это отклонение фиксируется контроллером акселерометра. Исходя из зарегистрированной величины, высчитываются ускорение, определяется положение объекта и другие параметры.

Описаниеакселерометра, который используется практически в любом современном мобильном телефоне, будет мало отличаться. Принципиальный способ регистрации не изменяется, но меняется размер самого датчика. В смартфонах и телефонах – это маленький блок, размером не более 0,5 см.

Важный момент заключается и в том, что инженерам удалось добиться значительного уменьшения размера акселерометра без потери его высокой точности и надежности. Сделать это получилось за счёт некоторой доработки конструкции. Инертная масса внутри датчика была оснащена дополнительными «ножками». Фактически оказывается, что в устройстве установлен не один датчик, а сразу шесть.

Сегодня сложно представить себе мобильный гаджет, который не был бы оснащен акселерометром. Широкое распространение датчик получил из-за небольшого размера, высокой точности и большой надежности. Его наличие позволяет реализовать многие современные функции на мобильном устройстве без лишних затра труда.

Привычныйповорот экрана смартфона работает именно благодаря наличию акселерометра. Аналогичный способ измерения отклонения корпуса телефона от занимаемого положения используется и в видеоиграх. Пользователь управляет героем с помощью перемещения смартфона в пространстве.

Спидометр в телефоне функционирует также благодаря наличию акселерометра. Отклонение инертной массы позволяет измерить изменение скорости тела. Этот же эффект позволяет определять пройденное расстояние или узнавать направление движения.

В современных мобильных устройствах акселерометр дополняется гироскопом, что увеличивает точность измерений.