จะทราบได้อย่างไรว่ามีไจโรสโคปในโทรศัพท์ของคุณ Gyroscope ในโทรศัพท์: มีไว้เพื่ออะไร? หลักการทำงานของไจโรสโคป

เป็นที่ชัดเจนว่าไจโรสโคปเป็นเซ็นเซอร์ที่สำคัญมากมาระยะหนึ่งแล้ว และเป็นเรื่องน่าเศร้ามากที่ผู้ผลิตสมาร์ทโฟนเงียบไปอย่างสุภาพเกี่ยวกับการขาดการนำเสนอของตน โชคดีที่คุณสามารถค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับการมีหรือไม่มีไจโรสโคปทั้งก่อนและหลังการซื้ออุปกรณ์ วิธีการทำเช่นนี้ได้อธิบายไว้ในบทความของวันนี้

แต่ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจก่อนว่าไจโรสโคปคืออะไร เราจะพยายามค้นหาว่าถือเป็นรายละเอียดที่สำคัญเช่นนี้หรือไม่ และหลังจากนั้นเราจะบอกวิธีตรวจสอบการมีอยู่ของมันให้คุณทราบ

ไจโรสโคปที่มีคุณสมบัติครบถ้วนนั้นมีรูปร่างคล้ายกับลูกข่างหรือลูกข่าง มีขาตั้ง จานโรเตอร์ กิ๊บติดผม และห่วงหลายอัน การออกแบบของมันถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่ดิสก์อยู่ในตำแหน่งเดียวเสมอซึ่งเราต้องขอบคุณแรงโน้มถ่วง

ไม่สามารถติดตั้งไจโรสโคปแบบคลาสสิกในสมาร์ทโฟนได้เนื่องจากมีขนาดใหญ่เกินไป ดังนั้นจึงใช้เซ็นเซอร์พิเศษที่ใช้ระบบไมโครไฟฟ้าเครื่องกลแทน ความกว้างแตกต่างกันไปตั้งแต่ 5 ถึง 10 มม. และความสูงไม่เกิน 5 มม. อย่างไรก็ตาม ขนาดดังกล่าวก็ดูใหญ่เกินไปสำหรับผู้ผลิตสมาร์ทโฟนบางราย ดังนั้นพวกเขาจึงมักปฏิเสธที่จะติดตั้งไจโรสโคป

ไจโรสโคปใช้ที่ไหน?

เซ็นเซอร์นี้เป็นรุ่นปรับปรุงของมาตรความเร่ง ด้วยความช่วยเหลือของเขา ระบบปฏิบัติการไม่เพียงแต่รู้ทันเวลาเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวและการหมุนของอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังสามารถติดตามการกระทำเหล่านี้ทั้งหมดได้อย่างแม่นยำ หากมาตรวัดความเร่งเป็นระดับอาคาร ไจโรสโคปจะเพิ่มความแม่นยำในการอ่านเซ็นเซอร์นี้อย่างมาก

หากคุณต้องการซื้อหมวกกันน็อค VR สำหรับ Android ในอนาคต อุปกรณ์ของคุณจะต้องมีไจโรสโคป เซ็นเซอร์นี้จะติดตามการหันศีรษะของคุณ โดยกำหนดทิศทางการจ้องมองเสมือนของคุณไปในทิศทางที่ดวงตาที่แท้จริงของคุณมุ่งไป นอกจากนี้ไจโรสโคปบน Android ยังช่วยในการดูท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาว หากใช้แอพพลิเคชั่นที่เหมาะสม กล้องจะเข้าใจว่ากล้องหันหน้าไปในทิศทางใด โดยแสดงชื่อกลุ่มดาวที่มองเห็นได้ในปัจจุบัน

เซ็นเซอร์นี้ยังใช้ในเกมความเป็นจริงเสริมอีกด้วย ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดของเรื่องนี้คือ Pokemon Go หากสมาร์ทโฟนของคุณไม่มีไจโรสโคป Pocket Monsters ก็จะกระโดดไปบนพื้นหญ้าเสมือนจริง หากมีเซ็นเซอร์ สัตว์ก็จะเคลื่อนที่ไปรอบๆ โลกแห่งความเป็นจริง ซึ่งพื้นที่ที่มองเห็นได้จะตกลงไปในมุมมองของกล้องในตัว

จะทราบได้อย่างไรว่าสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตของคุณมีไจโรสโคป

มีหลายวิธีในการตรวจสอบว่าอุปกรณ์ของคุณมีไจโรสโคปหรือไม่ สิ่งที่ธรรมดาที่สุดคือไปที่เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของผู้ผลิตเพื่อทำความคุ้นเคย ลักษณะทางเทคนิคแกดเจ็ต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จำเป็นต้องค้นหาไจโรสโคปในรายการเซ็นเซอร์ แต่เราไม่ได้มองหาวิธีง่ายๆ ใช่ไหม? ดังนั้นเขาจะหันไปใช้วิธีอื่นต่อไป

หากคุณมีไคลเอนต์ YouTube ติดตั้งอยู่บนสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตของคุณ ให้เปิดแล้วเข้าไป แถบค้นหาขอ " วิดีโอ 360- เริ่มแสดงผลลัพธ์ที่ส่งคืน หากคุณสามารถย้ายมุมมองของกล้องเสมือนโดยใช้การหมุนของสมาร์ทโฟนได้ แสดงว่าไจโรสโคปปรากฏและทำงานได้สำเร็จ หากคุณสามารถหันสายตาจ้องมองด้วยนิ้วเดียว แสดงว่าไม่มีเซ็นเซอร์ในอุปกรณ์

อีกวิธีหนึ่งคือการใช้แอปพลิเคชัน เกณฑ์มาตรฐาน AnTuTu- คุณต้องดาวน์โหลด ติดตั้ง และรันมัน ใน " ข้อมูล» คุณจะค้นพบข้อกำหนดทางเทคนิคทั้งหมดของอุปกรณ์ของคุณ คุณจะเห็นชื่อของไจโรสโคปในตัวด้วย หรือคุณจะพบว่าเขา” ไม่รองรับ"(นั่นคือมันไม่มีอยู่จริง)

แทนที่จะเป็น AnTuTu คุณสามารถติดตั้งยูทิลิตี้พิเศษเพิ่มเติมได้ มันเกี่ยวกับ เซ็นเซอร์ความรู้สึก- โดยจะแสดงการอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ทั้งหมดที่อยู่ในสมาร์ทโฟน หากไม่มีไจโรสโคปอยู่ในรายการ แสดงว่าไม่ได้ติดตั้งไว้ในอุปกรณ์ อาจกล่าวได้หากข้อมูลจากเซ็นเซอร์นี้ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อหมุนอุปกรณ์ในมือ

จะเปิดใช้งานไจโรสโคปบน Android ได้อย่างไร?

องค์ประกอบนี้ของสมาร์ทโฟนใช้งานได้ อย่างต่อเนื่อง- ไม่สามารถเปิดหรือปิดใช้งานได้ หากในขณะนี้คุณกำลังคิดถึงฟังก์ชั่นการหมุนหน้าจอแสดงว่ามาตรความเร่งเป็นผู้รับผิดชอบ และคุณสมบัตินี้สามารถปิดการใช้งานได้จริง เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ทำดังต่อไปนี้:

1. ไปที่ส่วนการตั้งค่าระบบ

2. ไปที่ส่วนย่อย " หน้าจอ».

3. ที่นี่คุณสามารถค้นหารายการที่รับผิดชอบการทำงานของอุปกรณ์เมื่อหมุนได้อย่างง่ายดาย เปลี่ยนค่าเป็นค่าที่ต้องการ

บนตัวเครื่องมีอุปกรณ์เก่าๆ บ้าง (ส่วนใหญ่เป็น. คอมพิวเตอร์แท็บเล็ต) คุณจะพบสวิตช์แยกต่างหาก มันบล็อกการหมุนหน้าจอโดยไม่คำนึงถึงการตั้งค่า

เป็นไปได้ไหมที่จะปรับแต่งไจโรสโคป?

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นไจโรสโคปเป็นเซ็นเซอร์อิสระโดยสมบูรณ์ซึ่งการทำงานไม่สามารถถูกรบกวนได้ในทางใดทางหนึ่ง หากสามารถปรับเทียบมาตรความเร่งได้ ก็จะใช้ไจโรสโคปทำการกระทำที่คล้ายกันไม่ได้ หากไม่มีเลยคุณจะต้องซื้อโทรศัพท์ใหม่เพื่อเพิ่มความเป็นจริงหรือเสมือนจริง

สวัสดีทุกคน ผู้ใช้ที่รักของถังขยะพอร์ทัลมือถือที่ดีที่สุด บทความที่หกของวันนี้จากส่วน "วิธีการทำงาน" เป็นเรื่องเกี่ยวกับไจโรสโคปโดยเฉพาะ หากคุณไม่รู้ว่าสิ่งนี้คืออะไร บทความนี้เหมาะสำหรับคุณ เรามาดูกันว่าไจโรสโคปคืออะไรและทำงานอย่างไร ที่น่าสนใจที่สุด ภายใต้การตัด.

ไจโรสโคป (แปลว่า "การหมุน" หรือ "รูปลักษณ์") เป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการวัดการเปลี่ยนแปลงในมุมการวางแนวของร่างกายที่เกี่ยวข้องกับมันโดยสัมพันธ์กับระบบพิกัดเฉื่อย ปัจจุบันรู้จักไจโรสโคปสองประเภท: กลไกและออปติคอล ตามโหมดการทำงาน ไจโรสโคปแบ่งออกเป็น: เซ็นเซอร์ความเร็วเชิงมุมและตัวบ่งชี้ทิศทาง อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์หนึ่งเครื่องสามารถทำงานพร้อมกันในโหมดที่แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับประเภทของการควบคุม

สำหรับไจโรสโคปเชิงกล สิ่งที่มีชื่อเสียงที่สุดคือไจโรสโคปแบบหมุนซึ่งเป็นวัตถุแข็งที่หมุนอย่างรวดเร็วและแกนของมันสามารถเปลี่ยนการวางแนวในอวกาศได้ ความเร็วในการหมุนของไจโรสโคปในกรณีนี้จะเกินความเร็วการหมุนของแกนหมุนของมันอย่างมาก คุณสมบัติหลักของไจโรสโคปนี้คือความสามารถในการรักษาทิศทางคงที่ของแกนการหมุนในอวกาศโดยไม่มีอิทธิพลจากแรงภายนอก ส่วนหลักของไจโรสโคปแบบหมุนคือโรเตอร์ที่หมุนอย่างรวดเร็วซึ่งมีอิสระหลายระดับ (แกนของการหมุนที่เป็นไปได้)

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของไจโรสโคปนั้นขึ้นอยู่กับน้ำหนักที่สั่นสะเทือนบนเครื่องบินด้วยความถี่ความเร็วคูณด้วยการเคลื่อนไหว เมื่อไจโรสโคปหมุน สิ่งที่เรียกว่าความเร่งโบลิทาร์จะเกิดขึ้น หากคุณโดดวิชาฟิสิกส์ที่โรงเรียนหรือไม่รู้ วัตถุทั้งหมดจะมีคุณสมบัติเดียว - เมื่อพวกมันหมุน พวกมันจะรักษาทิศทางที่สัมพันธ์กับทิศทางของแรงโน้มถ่วง โดยพื้นฐานแล้ว ไจโรสโคปคือส่วนบนที่หมุนไปรอบๆ แกนแนวตั้งคงที่ในกรอบที่สามารถหมุนรอบแกนนอนได้ และแก้ไขในกรอบอื่นที่สามารถหมุนรอบแกนที่สามได้ ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้ว่า: ไม่ว่าเราจะพลิกกลับด้านบนอย่างไร ก็มีโอกาสที่จะยังคงอยู่ในตำแหน่งแนวตั้งเสมอ เซ็นเซอร์จะบันทึกว่าด้านบนจัดวางอย่างไรเมื่อเทียบกับเฟรม และโปรเซสเซอร์จะอ่านว่าเฟรมในกรณีนี้ควรอยู่ในตำแหน่งที่สัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วงอย่างไร

Gyroscopes ถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยี พวกมันถูกใช้เป็นส่วนประกอบทั้งในระบบนำทาง (ขอบฟ้าเทียม ไจโรคอมพาส ฯลฯ) และในระบบการวางแนวและเสถียรภาพของยานอวกาศ สำหรับระบบรักษาเสถียรภาพนั้น มีสามประเภท: ระบบรักษาเสถียรภาพของกำลัง (ใช้กับไจโรสโคปสององศา), ระบบรักษาเสถียรภาพของตัวบ่งชี้-พลังงาน (รวมถึงไจโรสโคปสององศาด้วย) และระบบรักษาเสถียรภาพของตัวบ่งชี้ (บนไจโรสโคปสามองศา ).

ตอนนี้เรามาดูสามประเภทหลักเหล่านี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น ระบบป้องกันภาพสั่นไหว: ต้องใช้ไจโรสโคปหนึ่งตัวเพื่อรักษาเสถียรภาพรอบแต่ละแกน เสถียรภาพนั้นทำได้โดยตรงโดยไจโรสโคปเช่นเดียวกับเครื่องยนต์ขนถ่าย ที่จุดเริ่มต้น โมเมนต์ไจโรสโคปิกจะทำหน้าที่ จากนั้นจึงเชื่อมต่อมอเตอร์ขนถ่าย ระบบรักษาเสถียรภาพตัวบ่งชี้-แรง: การรักษาเสถียรภาพต้องใช้ไจโรสโคปหนึ่งตัว ความเสถียรทำได้โดยการขนถ่ายมอเตอร์เท่านั้น แต่ในช่วงเริ่มต้นจะมีโมเมนต์ไจโรสโคปเล็กน้อยปรากฏขึ้น และอันสุดท้ายคือระบบรักษาเสถียรภาพของตัวบ่งชี้ โดยต้องใช้ไจโรสโคปหนึ่งอันเพื่อรักษาเสถียรภาพรอบสองแกน ความเสถียรทำได้โดยการขนถ่ายมอเตอร์เท่านั้น

การใช้ไจโรสโคปในอุปกรณ์มือถือ

เรามาพูดถึงหัวข้อการใช้ไจโรสโคปกันดีกว่า อุปกรณ์เคลื่อนที่และเครื่องเล่นเกม ปัจจุบันสมาร์ทโฟนส่วนใหญ่ใช้สิ่งที่เรียกว่ามาตรความเร่ง MEMS เนื่องจากเป็นเซ็นเซอร์วัดความเร่ง ในสถานะพักจึงเห็นเวกเตอร์เพียงตัวเดียว - เวกเตอร์ของแรงโน้มถ่วงสากล ซึ่งจะมุ่งตรงไปยังศูนย์กลางของโลกเสมอ ด้วยการแยกเวกเตอร์ออกเป็นแกนที่ละเอียดอ่อนของเซนเซอร์ ตำแหน่งเชิงมุมของอุปกรณ์ในอวกาศจึงถูกคำนวณได้โดยไม่ยาก นอกจากนี้ การสลายตัวของเวกเตอร์ยังสามารถแสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์ไม่สามารถระบุการหมุนของอุปกรณ์ตามมุมที่มุ่งหน้าไป ซึ่งก็คือการเลี้ยวซ้ายหรือขวาเมื่อวางสมาร์ทโฟนไว้ที่ขอบ - การฉายภาพเวกเตอร์ลงบนส่วนหัวจะเป็นศูนย์เสมอ เป็นครั้งแรกที่ Nintendo เปิดตัวคอนโทรลเลอร์เกมที่สามารถระบุตำแหน่งในอวกาศได้ - รีโมท Wiiสำหรับคอนโซลเกม Wii และใช้เพียงมาตรวัดความเร่งแบบ 3 มิติเท่านั้น

นอกจากนี้ไจโรสโคปเริ่มใช้ในตัวควบคุมเกม ตัวอย่างเช่น Sixaxis สำหรับ โซนี่ เพลย์สเตชั่นรุ่นที่สามและ Wii MotionPlus สำหรับ Nintendo Wii ตัวควบคุมเกมทั้งสองใช้เซ็นเซอร์เชิงพื้นที่เสริมสองตัว: ไจโรสโคปและมาตรความเร่ง นอกจากนี้ ตัวควบคุมใหม่ล่าสุด นอกเหนือจากมาตรความเร่งแล้ว ยังใช้เซ็นเซอร์เชิงพื้นที่เพิ่มเติม - ไจโรสโคป หากเราพิจารณาการทำงานของไจโรสโคปเป็นอย่างอื่น เราก็มีของเล่นที่ใช้ไจโรสโคป ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดคือโยโย่และตัวบน หรือที่นิยมเรียกว่า "ตัวบน" ส่วนยอดแตกต่างจากไจโรสโคปตรงที่ไม่มีจุดคงที่จุดเดียว

นอกจากนี้ยังมีแอปพลิเคชันสำหรับไจโรสโคปในพื้นที่อื่น ๆ - มีรายการทั้งหมด ไจโรสโคปใช้ในอุปกรณ์นำทางในเครื่องบินและยานอวกาศในอาวุธ (กระสุนหมุนเมื่อยิงซึ่งจะทำให้มีเสถียรภาพมากขึ้นและเพิ่มความแม่นยำในการยิง) ล้อของจักรยานหรืออุปกรณ์ที่คล้ายกันทำงานเหมือนไจโรสโคป - ซึ่งจะป้องกันไม่ให้ผู้ขับขี่ ล้ม ดังนั้นวัตถุที่กำลังหมุนอยู่จึงสามารถเรียกว่าไจโรสโคปได้ซึ่งจะต่อต้านการเบี่ยงเบนของแกนการหมุน

Gyroscope บนโทรศัพท์ - มันคืออะไร? หากคุณถามคำถามนี้เช่นเดียวกับผู้ใช้หลายคน บทความนี้เหมาะสำหรับคุณ ในนั้นเราจะพูดถึงไจโรสโคปในสมาร์ทโฟน เหตุใดจึงจำเป็น และจะทราบได้อย่างไรว่าอุปกรณ์นี้อยู่ในอุปกรณ์ของคุณหรือไม่

ไจโรสโคปคืออะไร

สมาร์ทโฟนสมัยใหม่มีการติดตั้งไว้หลากหลาย เซ็นเซอร์ต่างๆ- อุปกรณ์เกือบทุกชิ้นมีตัวควบคุมสำหรับการจัดแสง การเคลื่อนไหว และระยะใกล้ นอกจากอุปกรณ์เหล่านี้แล้ว โทรศัพท์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ยังมีมาตรความเร่งบนเครื่อง ซึ่งสามารถตอบสนองการเคลื่อนไหวของสมาร์ทโฟนในระนาบสองหรือสามมิติ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้อุปกรณ์เคลื่อนที่สามารถนำทางไปในอวกาศได้อย่างเต็มที่ จะต้องติดตั้งไจโรสโคปไว้

ไจโรสโคปในโทรศัพท์เป็นระบบไมโครไฟฟ้าเชิงกลที่สามารถแปลงความเร็วเชิงมุมเป็นสัญญาณไฟฟ้าได้ พูดง่ายๆ ก็คือนี่คืออุปกรณ์ที่ช่วยให้คุณกำหนดได้ว่าโทรศัพท์จะเอียงได้กี่องศาเมื่อเทียบกับแกนของมัน ไจโรสโคปนำเสนอในสมาร์ทโฟนสมัยใหม่ในรูปแบบของชิปขนาดเล็ก ตามกฎแล้วขนาดของอุปกรณ์คือสองสามมิลลิเมตรหรือน้อยกว่านั้นด้วยซ้ำ

ทำไมคุณถึงต้องใช้ไจโรสโคป?

เราพบว่าไจโรสโคปในโทรศัพท์คืออะไร แต่มันถูกใช้เพื่อจุดประสงค์อะไร? อุปกรณ์นี้มีการใช้งานหลายอย่าง ส่วนใหญ่แล้วเซ็นเซอร์การวางแนวจะใช้ในอุตสาหกรรมเกม ใน Play Store อันกว้างใหญ่ คุณจะพบแอปพลิเคชั่นมากมายที่ใช้ไจโรสโคป การแข่งรถ, นักกีฬายิงปืน, เครื่องจำลอง - ด้วยเซ็นเซอร์การวางแนว เกมเหล่านี้มีความสมจริงและน่าสนใจยิ่งขึ้น

นอกจากนี้ ไจโรสโคปยังใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการนำทางด้วย GPS ต้องขอบคุณอุปกรณ์นี้ที่ทำให้แผนที่กลายเป็นแบบโต้ตอบได้อย่างแท้จริง ตอนนี้แอปการนำทางไม่เพียงติดตามตำแหน่งของคุณ แต่ยังติดตามการหมุนร่างกายของคุณด้วย ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังหันหน้าไปทางป่า สิ่งนี้จะปรากฏบนแผนที่อย่างแน่นอน หากคุณเปลี่ยนตำแหน่งร่างกายของคุณ 180 องศา การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องจะเกิดขึ้นในแอปพลิเคชันการนำทาง ผู้ที่เคยใช้บริการตามประเภทอย่างน้อยหนึ่งครั้ง Google แผนที่โปรดทราบว่าไจโรสโคปช่วยให้นำทางภูมิประเทศได้ง่ายขึ้นมาก

บางครั้งนักพัฒนาอาจแนบฟังก์ชันบางอย่างเข้ากับไจโรสโคป เช่นในบางรุ่นหากต้องการรับสายหรือพลิกหน้า e-book เพียงแค่เขย่าโทรศัพท์เล็กน้อย และในบางกรณี ไจโรสโคปมีหน้าที่เปิดใช้งานฟังก์ชันบลูทูธ

โทรศัพท์ของคุณมีไจโรสโคปหรือไม่?

หากต้องการตรวจสอบว่าโทรศัพท์ของคุณมีไจโรสโคปหรือไม่ เพียงดูที่คุณลักษณะของอุปกรณ์ เพียงพิมพ์ชื่อสมาร์ทโฟนของคุณลงใน Google และอ่านพารามิเตอร์ทางเทคนิค หากคุณไม่ทราบว่าคุณมีโทรศัพท์รุ่นใด ในกรณีนี้ก็มี ทางเลือกอื่น- คุณสามารถตรวจสอบการมีอยู่ของไจโรสโคปบนโทรศัพท์ของคุณได้โดยใช้ยูทิลิตี้มือถือพิเศษ โชคดีที่ใน Play Store โปรแกรมดังกล่าวมีค่าเล็กน้อย มาดูวิธีการตรวจสอบไจโรสโคปโดยใช้ Gyroscope Test กัน

ทุกวันนี้สมาร์ทโฟนทุกเครื่องมีเซ็นเซอร์อย่างน้อยหนึ่งตัวและส่วนใหญ่มักจะมีเซ็นเซอร์หลายตัว เซ็นเซอร์ที่พบบ่อยที่สุดคือเซ็นเซอร์ความใกล้ชิด แสง และการเคลื่อนไหว สมาร์ทโฟนส่วนใหญ่มีมาตรความเร่งที่ตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวของอุปกรณ์ในระนาบสองหรือสูงสุดสามระนาบ หากต้องการโต้ตอบกับชุดหูฟังความเป็นจริงเสมือนอย่างสมบูรณ์ คุณต้องมีไจโรสโคปที่ตรวจจับการเคลื่อนไหวในทุกทิศทาง

ไจโรสโคปในสมาร์ทโฟนเป็นตัวแปลงไมโครไฟฟ้าเชิงกลของความเร็วเชิงมุมให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า กล่าวอีกนัยหนึ่ง เซ็นเซอร์นี้จะคำนวณการเปลี่ยนแปลงมุมเอียงที่สัมพันธ์กับแกนเมื่อหมุนอุปกรณ์

ไจโรสโคปอยู่ในระบบไมโครเครื่องกลไฟฟ้า (MEMS) ซึ่งรวมชิ้นส่วนเครื่องกลและอิเล็กทรอนิกส์เข้าด้วยกัน ชิปดังกล่าวมีขนาดประมาณสองสามมิลลิเมตรหรือน้อยกว่า

ไจโรสโคปแบบธรรมดาประกอบด้วยวัตถุเฉื่อยที่หมุนรอบแกนอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงรักษาทิศทางของมันไว้ และการกระจัดของวัตถุควบคุมจะวัดโดยการเปลี่ยนตำแหน่งของระบบกันสะเทือน เห็นได้ชัดว่าด้านบนไม่เหมาะกับสมาร์ทโฟน แต่ใช้ MEMS แทน

การแปลงการเคลื่อนที่ทางกลเป็นสัญญาณไฟฟ้า

ไจโรสโคปแบบแกนเดี่ยวที่ง่ายที่สุดมีมวลเคลื่อนที่สองตัวที่เคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม (แสดงเป็นสีน้ำเงินในภาพ) ทันทีที่ใช้ความเร็วเชิงมุมภายนอก มวลจะอยู่ภายใต้แรงโบลิทาร์ซึ่งตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของพวกมัน (ทำเครื่องหมายด้วยสีส้ม)

ภายใต้อิทธิพลของแรงโบลิทาร์ มวลจะเปลี่ยนไปตามสัดส่วนของความเร็วที่ใช้ การเปลี่ยนตำแหน่งของมวลจะเปลี่ยนระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดที่กำลังเคลื่อนที่ (โรเตอร์) และอิเล็กโทรดที่อยู่กับที่ (สเตเตอร์) ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความจุของตัวเก็บประจุและดังนั้นแรงดันไฟฟ้าบนแผ่นของมันและนี่คือสัญญาณไฟฟ้า . มันเป็นสัญญาณหลายอย่างที่ไจโรสโคป MEMS รับรู้ซึ่งกำหนดทิศทางและความเร็วของการเคลื่อนไหว

กำลังคำนวณการวางแนวของสมาร์ทโฟน

ไมโครคอนโทรลเลอร์จะรับข้อมูลแรงดันไฟฟ้าและแปลงเป็นความเร็วเชิงมุมในขณะนั้น ขนาดของความเร็วเชิงมุมสามารถกำหนดได้ด้วยความแม่นยำที่กำหนด เช่น สูงถึง 0.001 องศาต่อวินาที หากต้องการทราบว่าอุปกรณ์ถูกหมุนกี่องศารอบแกน จำเป็นต้องคูณความเร็วขณะนั้นตามเวลาระหว่างการอ่านเซ็นเซอร์สองตัว หากเราใช้ไจโรสโคปแบบสามแกน เราจะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับการหมุนที่สัมพันธ์กับแกนทั้งสามแกน นั่นคือ ด้วยวิธีนี้ เราจะสามารถกำหนดทิศทางของสมาร์ทโฟนในอวกาศได้

เป็นที่น่าสังเกตว่าเพื่อให้ได้ค่ามุม จำเป็นต้องรวมสมการดั้งเดิมซึ่งรวมถึงความเร็วเชิงมุมด้วย เมื่อมีการรวมเข้าด้วยกันแต่ละครั้ง ข้อผิดพลาดจะเพิ่มขึ้น หากคุณคำนวณตำแหน่งโดยใช้ไจโรสโคปเท่านั้น ค่าที่คำนวณได้จะไม่ถูกต้องเมื่อเวลาผ่านไป

ดังนั้น ในสมาร์ทโฟน เพื่อกำหนดการวางแนวในอวกาศอย่างแม่นยำ จึงจำเป็นต้องมีข้อมูลมาตรความเร่งด้วย เซ็นเซอร์นี้วัดความเร่งเชิงเส้นแต่ไม่ตอบสนองต่อการเข้าโค้ง เซ็นเซอร์ทั้งสองตัวสามารถอธิบายการเคลื่อนไหวทุกประเภทได้อย่างสมบูรณ์ ข้อได้เปรียบหลักของไจโรสโคปเหนือมาตรความเร่งคือมันตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวในทุกทิศทาง

ทำไมคุณถึงต้องใช้ไจโรสโคปในสมาร์ทโฟน?

เซ็นเซอร์นี้ได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา ซึ่งเป็นช่วงที่เกมและแอปพลิเคชันความเป็นจริงเสมือนเริ่มมีการพัฒนาอย่างแข็งขัน สำหรับการโต้ตอบของผู้ใช้กับความเป็นจริงเสมือน โปรแกรมจำเป็นต้องระบุตำแหน่งของบุคคลในอวกาศอย่างแม่นยำ ตอนนี้แม้แต่มากที่สุด สมาร์ทโฟนราคาประหยัดมีการติดตั้งมาตรความเร่ง แต่การอ่านจะมาพร้อมกับสัญญาณรบกวน และเซ็นเซอร์ไม่ตอบสนองต่อการเลี้ยวและการเคลื่อนไหวในระนาบแนวนอน ดังนั้นเพื่อการดื่มด่ำอย่างเต็มอิ่ม ความเป็นจริงเสมือนสมาร์ทโฟนต้องมีไจโรสโคปและมาตรความเร่ง

จะทราบได้อย่างไรว่าสมาร์ทโฟนของคุณมีไจโรสโคปหรือไม่

โดยทั่วไปแล้ว คุณลักษณะของสมาร์ทโฟนจะระบุว่าสมาร์ทโฟนมีเซ็นเซอร์ใดบ้าง หากคุณสงสัยในความถูกต้องของข้อมูลพวกเขาจะช่วยคุณได้ โปรแกรมพิเศษ- ตัวอย่างเช่น Sensor Box สำหรับ Android จะแสดงข้อมูลเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ในตัวทั้งหมด ไจโรสโคปถูกกำหนดให้เป็นไจโรสโคป มีวิธีอื่นที่เรา

วันหนึ่งฉันดูการสนทนาระหว่างเพื่อนสองคนหรือแฟน:

ตอบ: โอ้คุณรู้ไหมฉันมี สมาร์ทโฟนใหม่แถมยังมีไจโรสโคปในตัวอีกด้วย

B: อ๋อ ใช่ ฉันดาวน์โหลดมันมาเองและติดตั้งไจโรสโคปเป็นเวลาหนึ่งเดือนด้วย

A: เอิ่ม คุณแน่ใจเหรอว่าเป็นไจโรสโคป?

B: ใช่ ไจโรสโคปสำหรับทุกราศี

เพื่อลดจำนวนบทสนทนาดังกล่าวในโลก เราขอแนะนำให้ค้นหาว่าไจโรสโคปคืออะไรและทำงานอย่างไร

ไจโรสโคป: ประวัติศาสตร์ คำจำกัดความ

ไจโรสโคปเป็นอุปกรณ์ที่มีแกนหมุนอิสระและสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงมุมการวางแนวของร่างกายที่ติดตั้งไว้ เมื่อหมุน ไจโรสโคปจะคงตำแหน่งไว้ไม่เปลี่ยนแปลง

คำนี้มาจากภาษากรีก กรอยออ– หมุนและ สโกเปโอ- ดูสังเกต คำว่าไจโรสโคปถูกนำมาใช้ครั้งแรก ฌอง ฟูโกต์ในปีพ.ศ. 2395 แต่อุปกรณ์ดังกล่าวถูกประดิษฐ์ขึ้นก่อนหน้านี้ สิ่งนี้ทำโดยนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน โยฮันน์ โบเนนเบอร์เกอร์ในปี ค.ศ. 1817

พวกเขาจะหมุนไปด้วย ความถี่สูงของแข็ง แกนการหมุนของไจโรสโคปสามารถเปลี่ยนทิศทางในอวกาศได้ กระสุนปืนใหญ่ที่หมุนได้ ใบพัดเครื่องบิน และใบพัดกังหัน มีคุณสมบัติไจโรสโคป

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของไจโรสโคปคือ สูงสุดหรือลูกข่างของเล่นเด็กชื่อดัง วัตถุที่หมุนรอบแกนใดแกนหนึ่ง ซึ่งจะรักษาตำแหน่งในอวกาศหากไจโรสโคปไม่ได้ถูกกระทำโดยแรงภายนอกและโมเมนต์ของแรงเหล่านี้ ในเวลาเดียวกัน ไจโรสโคปมีความเสถียรและสามารถทนต่ออิทธิพลของแรงภายนอกซึ่งส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยความเร็วในการหมุนของมัน

เช่นถ้าเราหมุนลูกข่างเร็วๆ แล้วดันไป ลูกจะไม่ตกแต่ก็จะหมุนต่อไป และเมื่อความเร็วของยอดลดลงถึงค่าที่กำหนด การ precession จะเริ่มต้นขึ้น ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่แกนการหมุนบรรยายถึงกรวย และโมเมนตัมเชิงมุมของยอดเปลี่ยนทิศทางในอวกาศ

ประเภทของไจโรสโคป

ไจโรสโคปมีหลายประเภท: สองและ สามองศา(แยกตามองศาอิสระหรือแกนการหมุนที่เป็นไปได้) เครื่องกล, เลเซอร์และ ออปติคัลไจโรสโคป (การแยกตามหลักการทำงาน)

ลองดูตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุด - ไจโรสโคปแบบหมุนเชิงกล- โดยพื้นฐานแล้ว นี่คือการหมุนด้านบนรอบแกนแนวตั้ง ซึ่งจะหมุนรอบแกนนอน และในทางกลับกัน จะได้รับการแก้ไขในเฟรมอื่น ซึ่งหมุนรอบแกนที่สาม ไม่ว่าเราจะพลิกด้านบนอย่างไร มันก็จะอยู่ในแนวตั้งเสมอ

การประยุกต์ใช้ไจโรสโคป

เนื่องจากคุณสมบัติของมัน ไจโรสโคปจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย พวกมันถูกใช้ในระบบรักษาเสถียรภาพของยานอวกาศ ในระบบนำทางสำหรับเรือและเครื่องบิน ในอุปกรณ์มือถือและคอนโซลเกม และยังใช้เป็นเครื่องจำลองอีกด้วย

ฉันสงสัยว่าอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถเข้ากับความทันสมัยได้อย่างไร โทรศัพท์มือถือและเหตุใดจึงต้องมีที่นั่น? ความจริงก็คือไจโรสโคปช่วยกำหนดตำแหน่งของอุปกรณ์ในอวกาศและค้นหามุมโก่ง แน่นอนว่าโทรศัพท์ไม่มีส่วนบนที่หมุนได้โดยตรง ไจโรสโคปเป็นระบบไมโครไฟฟ้าเครื่องกล (MEMS) ที่ประกอบด้วยส่วนประกอบไมโครอิเล็กทรอนิกส์และไมโครเครื่องกล

สิ่งนี้ทำงานอย่างไรในทางปฏิบัติ? ลองจินตนาการว่าคุณกำลังเล่นเกมโปรดของคุณ เช่น การแข่งรถ. หากต้องการหมุนพวงมาลัยของรถเสมือนจริง คุณไม่จำเป็นต้องกดปุ่มใด ๆ คุณเพียงแค่ต้องเปลี่ยนตำแหน่งอุปกรณ์ในมือของคุณ

อย่างที่คุณเห็นไจโรสโคปเป็นอุปกรณ์ที่น่าทึ่งและมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์ หากคุณต้องการแก้ปัญหาการคำนวณการเคลื่อนที่ของไจโรสโคปในด้านแรงภายนอก โปรดติดต่อผู้เชี่ยวชาญด้านบริการนักศึกษาซึ่งจะช่วยให้คุณรับมือกับมันได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ!