Что такое гироскоп и как он применяется на практике

Гироскопом называют прибор, действие которого основано на стремительном круговом вращении относительно собственной оси. При этом ось способна менять позицию в пространстве.

Небольшая историческая справка

Изобретателем устройства считают астронома немецкого происхождения Иоганна Боненбергера. В начале ХIХ века приспособление было массивным. Чтобы читатель имел представление, прибор был устроен также, как и простой волчок.

Механизм, элементы которого могут крутиться вокруг 3-х осей, именуют гироскопом с 3-мя степенями свободы. Как работает простейший гироскоп:

• это устройство с устойчивой осью вращения;
• сила, воздействующая на ось, смещает ее в плоскости, расположенной перпендикулярно вектору силы.

В начале прошлого столетия гироскоп получил применение на монорельсовых дорогах. Российский изобретатель П. П. Шиловский решил использовать его в автомобилестроении. Воплотив намерения в жизнь, он создал гирокар — двухколесное авто. Уравновешивал машину гироскопический эффект. Механизм в этом транспортном средстве располагался точно посередине, имея возможность отклоняться в обе стороны на 25 градусов. Слева и справа подвешивали пару тяжелых маятников.

Ощутить максимальный гироскопический эффект можно, катаясь на велосипеде.

По принципу работы различают механический и оптический гироскоп. Механические устройства в оригинальной конструкции все реже применяются на практике. Вибрационные датчики — разновидность механических. Эта категория получила значительное распространение в высокотехнологичных портативных устройствах.

Гиродатчик в мобильных телефонах

Гироскоп в смартфоне способен определять расположение устройства в пространстве. Конструктивно механизм имеет заметные отличия по сравнению со своими простыми предшественниками, хотя и выполняет ту же функцию. Крутящихся волчков здесь нет. Скромные размеры мобильных аппаратов исключают такую возможность.

При возникновении угла наклона гироскопический миниатюрный датчик смещает одну из двух своих масс на показатель, прямо пропорциональный скорости воздействия. В этот момент дистанция между электродами меняется, что формирует электрический импульс.

Что такое гироскоп в телефоне? Это датчик, предназначенный для идентификации электрического сигнала. Приспособление определяет угол поворота портативного прибора относительно плоскости и информирует об этом операционную систему.

Не все производители оснащают свою технику микрогироскопами, несмотря на их миниатюрные размеры: 3–5×5×4 мм. Таким образом изготовители ведут борьбу за минимизацию толщины продукта.

Функции гиродатчика в мобильном телефоне

Основные свойства гироскопа позволяют зафиксировать положение смартфона в пространстве. Телефон, оборудованный таким датчиком, предоставляет возможность:

• Владельцам оптики с 3D эффектом смотреть видеоролики в 360 градусов.
• Геймерам выбирать игры с виртуальными поворотами, в которых не предусмотрено касание дисплея. Компьютерный герой или машина управляются путем наклона мобильного устройства в ту или иную сторону. Фирменный датчик гироскоп обладает такой чувствительностью, что в состоянии вычислить смещение на 1–2 градуса. Это позволяет своевременно отреагировать на положение дисплея смартфона или развернуть персонажа в игре.
• Встряхнув аппарат, воспользоваться функцией разблокировки телефона или ответить на звонок.
• Главная функция — это применение навигации. Гиродатчик открыл доступ в смартфоне к GPS и компасу. Этот прибор фиксирует местонахождение человека касательно сторон горизонта и космических спутников.

Если кого-то еще интересует вопрос: “Гироскоп в мобильном телефоне — что это такое?”, то ему следует знать, что без него все вышеперечисленные возможности не стали бы реальностью.

Как узнать о наличии гироскопа в телефоне

Узнать установлен ли гироскоп на телефоне можно на сайте изготовителя устройства. Вся необходимая информация находится в разделе технического описания конкретной модели.

Этот датчик не требует активации. Он по умолчанию уже настроенный. При необходимости можно проверить его исправность. Узнать о работоспособности прибора можно, запустив видео в 360 градусов на YouTube.

Алгоритм действий следующий:

1. В поисковике мобильного приложения YouTube следует написать слова «360 градусов».
2. По результатам поиска нужно запустить видеоролик, соответствующего формата.
3. В процессе воспроизведения следует повернуть смартфон. Если картинка на телефоне перемещается вслед, то гиродатчик в рабочем состоянии. В ситуации, когда на экране ничего не меняется, стоит проверить активность функции автоповорота.

Как включить и откалибровать гироскоп на Андроиде

Чтобы окончательно прояснить вопрос, что такое гироскоп в смартфоне, следует сказать – это обособленный механизм, независимый от программных настроек. Датчик или есть, и он постоянно активен, или его нет. Поэтому о включении либо выключении устройства говорить не приходится. Активировать и деактивировать можно работу акселерометра, например, функцию автоповорота. Но эта манипуляция никак не взаимосвязана с вопросом как включить гироскоп. Большинство юзеров полагают, что гироскоп телефона это акселерометр. Но данное мнение является заблуждением. Датчики имеют разное предназначение.

Калибровка гироскопа также невозможна. Программная настройка существует только для акселерометра. Посредством операционной системы выполнить подобную задачу не получится. Для этого придется воспользоваться дополнительным сервисом. В интернете есть масса алгоритмов по запросу, как откалибровать гироскоп в смартфоне. Но следует иметь в виду, что авторы описывают процесс управления акселерометром.

Недостатки гиродатчика

Телефоны со свободным гироскопом обладают не только достоинствами. Минусом является высокая чувствительность гироскопа к движениям смартфона. Это затрудняет использование некоторых приложений. Например, пользователь передвинул телефон с чувствительным датчиком в процессе чтения. Это мгновенно изменит положение дисплея. Потребуется переместить аппарат в противоположном направлении, чтобы вернуть экран в исходное состояние.

Признаки поломки датчика

Если гироскоп вышел из строя, возможны следующие неполадки:

• статичная картинка на дисплее;
• произвольная смена положения;
• погрешности при повороте.

Если портативный электронный прибор не роняли, вероятен программный сбой. Рекомендовано выполнить одно из действий:

• «перепрошить» смартфон;
• вернуться к предыдущей версии ПО;
• установить обновление операционной системы;
• удалить ненужные приложения.

Владелец в состоянии справиться с системными ошибками телефона не прибегая к помощи профессионалов.

Если мобильное устройство падало, то починить гироскоп своими руками не получится. В этой ситуации стоит посетить сервисный центр, где проведут диагностику и в случае необходимости заменят датчик.

Как работает шагомер в телефоне на Андроид и в айфонах

Для работы шагомера применяется отдельное приложение. Многие телефоны оснащены этой функцией для отслеживания показателей организма. Гироскоп нужен процессору, чтобы лучше «понять» смысл перемещения — был ли это шаг или мобильное устройство положили в карман.

Принцип работы шагомера в фитнес-браслете

Если смартфон в процессе ходьбы чаще всего лежит в кармане, сумочке или рюкзаке, фитнес-браслет или «умные» часы надеты на руку. Чтобы техника могла «уловить» смысл движений, устройство должно быть оснащено гироскопом. Только тогда гаджет идентифицирует бег и не станет реагировать на иные виды действий. В фитнес-часах шагомер может функционировать при помощи акселерометра, но эффективность расчетов будет ниже, нежели при работе в тандеме с гиродатчиком.

Благодаря прибору микропроцессор в часах способен распознавать не только ходьбу и бег, но и другие физические нагрузки, например:

• отжимания;
• плавание (для влагонепроницаемых устройств);
• прыжки;
• езда на велосипеде.

У некоторых браслетов при повороте руки к лицу происходит активация экрана. За эту функцию тоже отвечает устройство высокоточного гироскопа.

Где еще применяют гироскоп

Прибор получил применение:

• в навигационной системе;
• для стабилизации оборудования, подверженного вибрациям;
• в автоэлектронике: видеорегистраторах, охранной сигнализации, беспилотных механизмах;
• в спутниковых тарелках;
• в офисной технике;
• в бытовых электронных устройствах (например, диск СВЧ вращается с помощью гироскопа);
• в системах реагирования на опасности.

Гиродатчик применяют и в стабилизаторах для камеры. Предназначены они для компенсирования движений во время съемки фото и видео по двум или трем осям. В основе принципа работы стабилизатора камеры лежат сложные электромеханические гироскопы.

Принцип действия приспособления предполагает применение его в авиации, судоходстве и космонавтике. Любое судно, которое ходит на далекие расстояния, оснащено гирокомпасом. Для чего он нужен? Для автоматизированного управления на борту или работы в ручном режиме.

Военные корабли оборудованы целой системой гироскопов. Она координирует боеготовность морской артиллерии. В обязательном порядке этими механизмами оснащаются воздушные судна. В летательном аппарате датчики отвечают за информированность экипажа о работе навигации, а также системы стабилизации.

При покупке VR-шлема для дальнейшего сопряжения со смартфоном, наличие свободного гироскопа в нем — самая нужная позиция. Датчик в состоянии следить за поворотами головы, перемещая виртуальный взгляд в том направлении, в котором смотрят глаза пользователя.

Гироскоп на Андроиде применяется для изучения звездного неба. Если в телефоне осуществлена настройка специального приложения, то смартфон посредством камеры будет ориентироваться в сторонах света. Приложение отобразит наименования созвездий в поле зрения телефона.

Гироскоп – полезное изобретение, функционал которого расширяется вместе с техническим прогрессом.

Видео по теме