Современные смартфоны оснащены огромным количеством функций, за работу которых отвечает ряд датчиков.
Нередко об их назначении владельцы даже не догадываются. К числу таких датчиков относится гироскоп в телефоне: что это такое, не знают даже многие «продвинутые» пользователи, поэтому не лишним будет детально изучить это устройство.
Принцип действия оборудования
Гироскоп представляет собой волчок, вращающийся вокруг оси. Благодаря способности демонстрировать устойчивое положение во время движения, он используется для определения положения в пространстве и изменения угловой скорости. Существует несколько разновидностей: они различаются между собой по принципу действия (оптические или механические) и количеству степеней свободы. Если говорить о моделях, которые устанавливаются в смартфоны, то это обычно вибрационные гиродатчики. В этом устройстве есть две массы, которые перемещаются в противоположные стороны. В тот момент, когда появляется угловая скорость, на массу воздействует сила Кориолиса, вектор которой направлен перпендикулярно движению массы. В результате воздействия этой силы происходит смещение, что приводит к изменению расстояния между подвижными и неподвижными электронами и, как следствие, к смене емкости конденсатора. Эти электронные сигналы впоследствии обрабатываются процессором.
Наличие гиродатчика в смартфоне – это не просто прихоть, такой аппарат открывает перед обладателем гаджета множество дополнительных возможностей:
- прием вызовов простым встряхиванием аппарата,
- стабилизация камеры во время съемок,
- управление приложениями при помощи поворотов устройства,
- ориентация положения головы в виртуальной реальности.
В каких телефонах есть гироскоп?
Воспользоваться перечисленными выше преимуществами могут далеко не все владельцы смартфонов, так как гиродатчики установлены не везде. Самый надежный способ узнать, есть ли гироскоп в телефоне – спросить об этом у продавца-консультанта или прочитать паспорт к изделию. Если говорить о брендах, то впервые гиродатчик был установлен на iPhone 4. Поскольку новинка пришлась покупателям по вкусу, все последующие модели от Apple также получили это оборудование.
Почти все современные мобильные устройства оборудованы различными датчиками. Зачастую в телефоны встраиваются магнитометрические и термальные датчики, а также приборы, реагирующие на освещенность и изменение расстояния (приближение или удаление). Кроме того, любой гаджет оснащен акселерометром и гироскопом. Все эти элементы являются составной частью микроэлектромеханической системы, которая относится к категории «MEMS».
Каждый имеющийся в устройстве датчик имеет свою индивидуальную функцию. В данном случае гироскоп не является исключением.
Многие продвинутые пользователи считают, что гироскоп и акселерометр выполняют одну и ту же функцию, но это не так. Два этих, на первый взгляд одинаковых, прибора имеют большое различие как по характеристикам, так и по функциональности.
Гироскоп, или гиродатчик, является сенсорным прибором, который способен фиксировать расположение определенного объекта в пространстве касательно трех плоскостей. В свою очередь, акселерометром, или G-сенсором, называется прибор, имеющий возможность измерять проекцию мнимого ускорения.
Получается, что встроенный в коммуникатор акселерометр отвечает за поворот картинки экрана, когда гиродатчик реагирует даже на незначительные колебания устройства независимо от его расположения.
Также нужно учитывать, что если телефон обустроен двумя такими датчиками, то восприимчивость гаджета к незначительным и самым быстрым перемещениям увеличивается в несколько раз.
Одним из первых гаджетов, в который был встроен гироскоп, является Айфон. Именно этот коммуникатор с гиродатчиком открыл своим пользователям абсолютно новые и увлекательные возможности.
Наличие гироскопа в любой модели современного мобильного телефона позволяет обычным его встряхиванием осуществлять следующие действия:
- отвечать на входящие звонки;
- перелистывать страницы электронной коники;
- листать изображения;
- менять прослушиваемые треки;
- увеличивать или уменьшать громкость;
- обновлять блютуз;
- работать с GPS-навигаторами.
Кроме того, мобильное устройство с таким датчиком имеет еще достаточно много всевозможных и разнообразных функций.
Для кого он нужен
Гироскоп является универсальным датчиком, так как его наличие намного упрощает использование телефона даже для самого неопытного пользователя. Однако кому этот датчик важнее всего, так это геймерам.
Геймером называется человек, специализирующийся на компьютерных играх. Именно с помощью гироскопа игры приобретают абсолютно иное качество.
С помощью такого устройства любые действия на дисплее становятся более точными и реальными. Поэтому гиродатчик просто необходим для следующих видов игр, где нужно применить быстроту и ловкость:
- Гонки. В данном случае нужно быстро повернуть руль или сделать другой резкий маневр.
- Стрелялки. В таких играх необходимо своевременно успеть навести прицел.
- Стимуляторы. Здесь необходимо совершать прыжки, а также увеличивать или сбавлять скорость движения.
Кроме того, смартфон со встроенным гироскопом является более удобным даже для обычного пользователя.
Выбираем телефон с гироскопом
Первым открывателем среди телефонов с гироскопом является четвертый Айфон. Пользователи данной модели устройства отнеслись положительно к этому нововведению, после чего такой сенсор начал применяться практически во всех современных гаджетах. Но стоит учитывать, что многие производители не отражают такой немаловажный бонус в характеристиках производимых устройств. Поэтому перед тем как покупать аксессуар той или иной модели, необходимо получить более подробную консультацию специалиста.
Широко распространенными и пользующимися большим потребительским спросом являются перечисленные ниже модели смартфонов, оснащенные гироскопом.
Является самой дорогостоящей моделью. Преимущества:
- качественное изображение, благодаря которому смотреть фильмы и играть в игры стало еще приятнее;
- наличие качественной основной и фронтальной камеры;
- фотографии, сделанные в темноте, практически не отличишь от профессиональных снимков;
- возможность использовать беспроводную зарядку;
- идеальные размеры аксессуара, благодаря которым телефон комфортно ложится в руку взрослого человека.
- достаточно высокая стоимость, которая составляет около ста тысяч рублей;
- недостаточно слаженная работа «Face ID»;
- отсутствует возможность разблокировки телефона, если он лежит на столе;
- отсутствует кнопка «домой», к которой уже привыкли многие пользователи;
- скудная комплектация для такой стоимости коммуникатора;
- отсутствует быстрая зарядка.
Довольно известный телефон по сравнительно низкой цене. Достоинства:
- оптимальные размеры;
- шикарный внешний вид;
- несмотря на то что фирма китайская, сборка произведена идеально;
- приемлемая цена, которая составляет около двенадцати тысяч рублей;
- хороший аккумулятор, который позволяет пользоваться смартфоном трое суток без подзарядки;
- дисплей характеризуется насыщенными цветами, кроме того, имеется режим для меньшей усталости глаз;
- отличная и быстрая работа сканера отпечатков;
- имеется ИК-порт, с помощью которого можно управлять домашней техникой, не используя пульт;
- хорошее качество звучания как из динамика, так и из наушников;
- гаджет полностью русифицирован.
- качество снимков оставляет желать лучшего, особенно если они были сделаны в сумраке;
- корпус слишком маркий. Даже на моделях черного цвета остаются видимые отпечатки пальцев.
Весьма популярный гаджет. Плюсы:
- недорогой, цена - в районе четырнадцати тысяч рублей;
- имеет металлический корпус;
- качественная камера, которая позволяет делать хорошие снимки, схожие с профессиональными;
- существует множество настроек, позволяющих настроить параметры экрана под любого пользователя;
- неплохая аккумуляторная батарея, с которой телефон может активно работать около сорока восьми часов;
- отличная сборка.
Недостатки:
- скользкий корпус, поэтому, приобретая такой гаджет, стоит сразу позаботиться о наличии чехла;
- маловато оперативной (два гигабайта) и встроенной (шестнадцать гигабайт) памяти;
- несъемная аккумуляторная батарея.
Бюджетный гаджет, который имеет больше недостатков, чем достоинств.
Преимущества:
- невысокая цена, которая варьируется от десяти до двенадцати тысяч рублей;
- хороший дизайн;
- качественная сборка;
- отчетливое и громкое звучание;
- отлично принимает 3G и 4G-сети;
- яркий экран, который даже на солнце предоставляет пользователю хорошую читабельность;
- корректная и быстрая работа сканера отпечатков.
Недостатки:
- слабый аккумулятор, которого едва хватает на один день активной работы;
- длительный процесс зарядки батареи. Чтобы полностью ее зарядить необходимо не менее четырех часов;
- недостаточно встроенной памяти (семь мегабайт);
- отсутствует возможность перемещать приложения с телефона на флешку и обратно;
- отсутствует указатель уведомлений;
- установленный индикатор, который показывает заряд аккумулятора, практически не видно;
- при сильной загруженности гаджет довольно часто подвисает.
Samsung Galaxy S8
Данный коммуникатор пользуется большим спросом у обычных пользователей.
- великолепный дизайн;
- качественный дисплей. Экран данной модели имеет минимальные рамки, что делает его только лучше;
- несмотря на небольшие габариты смартфона, экран имеет оптимальную диагональ;
- имеется разъем под наушники;
- производитель позаботился о хорошей комплектации, которая является максимальной;
- комфортный веб-серфинг;
- имеет большой объем памяти (шестьдесят четыре гигабайта), существует возможность ее увеличить;
- наличие «IP 68»;
- возможность использовать одновременно две сим-карты;
- много различных встроенных приложений, которые идентифицируют владельца.
- довольно часто происходят лаги с интерфейсом;
- в редких случаях экран может рябить;
- достаточно высокая цена, в районе пятидесяти тысяч рублей;
- неудобный размер сканера отпечатков;
- не указывается срок обновления Андроида.
Как видите, существует масса моделей телефонов с гироскопом. При выборе следует ориентироваться на своим личные предпочтения, характеристики телефона и его цену.
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.
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.
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
Функциональные возможности современных мобильных телефонов давно вышли за рамки совершения звонков и обмена текстовыми сообщениями SMS. Смартфон сегодня это универсальный гаджет, начиненный всевозможными сенсорами. Имеются во многих моделях и специфические датчики, с помощью которых телефон может определять свое положение в пространстве. Примером таких чувствительных устройств являются гироскоп и акселерометр.
Что такое гироскоп и для чего он нужен, принцип работы
Начнем с того, что гироскоп – это механическое или электромеханическое устройство, способное определять собственный угол наклона относительно земной поверхности. Если сравнивать его с другими подобными устройствами, изобретен он был относительно поздно, а именно в 1817 году. Основной элемент конструкции гироскопа представляет собой вращающийся вокруг вертикальной оси ротор-волчок, причем его ось может изменять положение в пространстве, а скорость вращения волчка значительно превышает скорость поворота оси его вращения. Благодаря этому волчок всегда сохраняет свое положение независимо от действующих на него извне сил, в чём и заключается весь принцип работы гироскопа.
Первоначально это нехитрое устройство использовалось в качестве учебного пособия. Практическое применение ему нашли только спустя 60 лет, когда инженер Обри додумался устанавливать его в торпеды для стабилизации их курса. Сегодня это полезное изобретение, будучи многократно усовершенствованным, широко применяется в самых разных механизмах. Для точного определения положения в пространстве гироскопы используются в морских судах, самолетах, космических аппаратах, ракетах, симуляторах, радиоуправляемых устройствах вроде квадрокоптеров и, конечно же, в смартфонах.
Как устроен гироскоп в смартфоне, отличие гироскопа от акселерометра
Естественно, гироскоп в смартфоне существенно отличается в плане конструкции от классических гироскопов, хотя и служит той же цели. Механическая энергия в нём преобразуется в электрическую, формирующую последовательность битов – бинарный код, лежащий в основе всех компьютерных программных систем. Никаких вращающихся волчков в гироскопах электронных устройств, разумеется, нет, они слишком малы для этого. Вместо них используется подвижные массы вещества, смещение которых вызывает изменение электрической емкости конденсаторов, регистрируемое микропроцессором.
Вместо конденсаторов могут использоваться вырабатывающие ток пьезокристаллы, особенно часто встречающиеся в определяющих положение в пространстве датчиках другого типа – акселерометрах. Конструктивно акселерометры очень похожи на гироскопы, в них также имеется подвижный элемент – специальный грузик, смещение которого при наклоне устройства оказывает воздействие на пьезокристалл. Таким образом, скорость и давление преобразуются в электрический сигнал, обрабатываемый соответствующим образом микропроцессором. Итак, некоторое представление о том, что это такое гироскоп в смартфоне вы, надеемся, получили.
И вот еще пару моментов. И гироскопы, и акселерометры являются инерционными МЭМС-датчиками, отличаясь, однако, принципом получения данных. Если гироскоп определяет только угол наклона по отношению к земной поверхности, то акселерометр может измерять линейное ускорение, то есть перемещение по горизонтали относительно земли. На практике в смартфонах и прочих устройствах нередко устанавливаются оба датчика, которые прекрасно дополняют друг друга. Теперь давайте посмотрим, как узнать есть ли гироскоп в телефоне.
Как проверить наличие гироскопа в телефоне
Мы уже знаем, для чего нужен гироскоп в смартфоне, но как проверить его наличие на том или ином мобильном устройстве. Гироскоп используется всеми приложениями, регистрирующими наклон устройства – навигационными и строительными программами, 3D-играми, средствами просмотра 3D-панорамного контента, поворачивающим экран встроенным ПО и так далее. Но поддержка этих функций еще не означает, что указанный датчик в телефоне есть, ведь выше мы уже отмечали, что отчасти его может заменить акселерометр.
Если вы хотите узнать, интегрирован ли гироскоп в гаджет или нет, зайдите на официальный сайт производителя устройства, найдите там вашу модель и изучите ее технические характеристики. Есть и более быстрый способ получить нужную информацию. Установите на смартфон бесплатное приложение-бенчмарк AnTuTu Bеnchmаrk , в разделе «Мое устройство» оно выводит список всех датчиков, среди которых будут данные и о гироскопе. Если напротив пункта «Гироскоп» вместо его названия указано «Не поддерживается», значит, датчик на устройстве отсутствует.
В качестве альтернативы можно воспользоваться другим приложением – Sеnsor Sеnse. В отличие от AnTuTu Bеnchmаrk, кроме списка датчиков оно еще выводит все их показания. Ставим программу и смотрим, есть ли в списке гироскоп. Если нет, то нет его и на устройстве.
Стоит также обратить внимание еще на один замечательный программный инструмент – AIDA64 , предоставляющий полный набор сведений о конфигурации устройства. Какие сенсоры есть на борту можно просмотреть на вкладке «Датчики». Если в списке будет значиться гироскоп, можно быть уверенным, что в телефоне он установлен.
Включение/отключение и калибровка гироскопа на Андроиде
Как правило, гироскоп в телефонах является самостоятельным датчиком, с программными настройками никак не связанным. Гироскоп либо есть, и он всегда включен, либо его нет, но тогда и ни о каком включении/отключении датчика не может быть и речи. Правда, пользователи часто спрашивают, как включить гироскоп на Андроиде, но этот вопрос исходит из недопонимания принципа его взаимодействия с программной частью устройства. Можно включить и отключить функции акселерометра, например, автоповорот экрана, но это опять же никак напрямую не связано с гироскопом.
То же самое касается калибровки гироскопа, отрегулировать программно можно лишь акселерометр. Встроенными средствами самой ОС это сделать вряд ли получится, для этих целей нужно использовать специальные утилиты вроде Accelerometer Calibration Free. Тут всё очень просто – мобильное устройство укладывается на ровную поверхность, а когда показывающий равновесие красный шарик окажется ровно в центре «прицела», нажимается кнопка «Calibrate».
В общем, если в сети вам попадется информация на тему как откалибровать гироскоп на Андроид, знайте, что речь идет о настройке акселерометра.