Как устроен гироскоп в телефоне

Мы редко задумываемся о том, чем напичкан наш смартфон. Раньше мы использовали его только для звонков и SMS, теперь же смартфоны стали меньше и быстрее ноутбуков и компьютеров. Современные смартфоны богаты на самые разные сенсоры и умные датчики, которые помогают пользоваться нам самыми простыми функциями. Датчики и сенсоры очень чувствительны к внешним изменениям. Поворачиваете смартфон горизонтально, а экран ориентируется вместе с вами? Значит, стоит поблагодарить гироскоп, установленный в вашем устройстве. Кстати, благодаря гироскопу существует VR и все, что с этим связано. Рассказываем, как работает гироскоп, зачем он нужен, как его откалибровать на Android, чем отличается гироскоп от акселерометра.

Что такое гироскоп

Гироскоп — это устройство, которое помогает определить положение тела в пространстве. Изобретен он был достаточно давно, еще в 1817 году, а повсеместное применение находит до сих пор. Аналоговый гироскоп состоит из вращающегося вокруг вертикальной оси ротора-волчка, которая меняет положение в пространстве, а скорость вращения волчка превышает скорость поворота оси его вращения. Из-за этого волчок сохраняет свое положение независимо от сил, действующих извне. Для точного определения положения в пространстве такие нехитрые приборы используются в самолетах, ракетах, квадрокоптерах, планшетах и смартфонах.

Как работает гироскоп в смартфоне

Гироскоп в смартфонах и других умных устройствах сильно отличается от обычных, хоть и выполняет ту же функцию. Механическая энергия в нем преобразуется в электрическую, что формируется в в алгоритм работы. В умных устройствах гироскоп представляет собой подвижные вещества, которые смещаются под наклоном, меняя электрическую емкость конденсаторов, связанную с процессором вашего смартфона. Самый просто вариант гироскопа выглядит как две подвижные единицы, которые меняют положение и посылают сигнал датчикам. При повороте устройства двигается и весь гироскоп, который посылает сигнал об изменившемся местоположении. Благодаря этому нехитрому устройству вы можете встряхивать смартфон и переворачивать, чтобы работали интересные фичи, встроенные в операционную систему вашего смартфона. Если вы планируете пользоваться устройством с VR, например, очками или шлемом, то гироскоп будет играть в этом важную роль, отслеживая повороты головы и направляя виртуальный взгляд именно туда, куда направлен ваш взор. Что еще интересного скрывает VR? Читайте наши материалы в Яндекс.Дзен — пишем то, о чем еще никто не знает!

Чем гироскоп отличается от акселерометра

Если вы любите иногда играть на смартфоне, то эти два датчика делают вашу жизнь гораздо проще. Они оба предназначены для того, чтобы определять положение гаджета в пространстве. Если гироскоп высчитывает угол наклона вашего смартфона относительно поверхности, передавая информацию в операционную систему, то акселерометр очень точно вычисляет ускорение. Именно поэтому наши смартфоны неплохо справляются с функцией шагомеров. Данные будут плюс-минус точными: можете попробовать сравнить их с данными ваших умных часов или фитнес-браслета, отличия будут незначительными. В современных смартфонах устанавливают и гироскоп, и акселерометр, что помогает избежать случайных поворотов экрана при его перемещении. Что еще интересного хотите узнать о смартфоне? Пишите нам в Telegram-чате!

Что еще почитать: Какую камеру наблюдения купить для дома

Как проверить гироскоп в смартфоне

Все современные смартфоны оборудованы этими датчиками. Но если вам интересен принцип их работы, то есть отличный способ.

• Откройте приложение YouTube
• Найдите в поиске любое видео, которое поддерживает просмотр в режиме 360 градусов
• Попробуйте покрутить телефон. Если изображение меняется относительно угла наклона, то гироскоп работает нормально
• Если ничего не меняется, проверьте, не выключена ли функция автоповорота экрана
• Проверить этот датчик можно и в играх с дополненной реальностью. Самый простой пример — игра Pokemon Go

Проверить наличие и работоспособность устройств можно также в приложении AIDA64. Устанавливаете приложение и получаете информацию в разделе «Датчики» обо всех установленных комплектующих в вашем смартфоне.

Как откалибровать гироскоп на Android

Гироскоп — это самостоятельный датчик, который невозможно настроить самостоятельно. Он есть во всех смартфонах и включить/отключить его нельзя, он всегда работает. В этой ситуации возможно лишь настроить или откалибровать акселерометр. Например, включить или выключить функцию поворота экрана.

Для калибровки акселерометра используется стороннее приложение Accelerometer Calibration. Мобильное устройство кладется на ровную поверхность, а когда показывающий равновесие шарик окажется в прицеле, надо нажать кнопку «Calibrate».

Гироскоп — это один из важнейших датчиков наряду с датчиком освещенности. Он помогает пользоваться навигацией, меняя положение телефона. Без него не работал бы автоповорот экрана,

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.

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.

Как работает гироскоп

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 описывали в этой статье.

Одним из датчиков, который отвечает за множество полезных функций в современном смартфоне, является гироскоп. Слово состоит из двух древнегреческих: «гирос», что значит «вращение» и «скопео», что означает «наблюдаю». Изобрел гироскоп в начале 19-го столетия немецкий математик Иоанн Боненбергер. А уже в 1852 году французский физик Леон Фуко усовершенствовал устройство и впервые использовал его как прибор, показывающий направление вращения Земли.

Что такое гироскоп?

Самыми простыми примерами гироскопа в классическом «доцифровом» виде являются известные нам игрушки волчок и юла — при вращении они сохраняют свое устойчивое положение относительно оси вращения. В более сложном — гироскоп в так называемом кардановом подвесе (по имени итальянского математика Джероламо Кардано, подробно описавшего устройство подвеса еще в 16-ом веке).

Он представляет собой следующую конструкцию: вращающийся ротор закреплен во внутреннем кольце, которое может вращаться вокруг горизонтальной оси. Внутреннее кольцо с ротором, в свою очередь, закреплено на наружном кольце, которое вращается вокруг вертикальной оси и закреплено на раме гироскопа, благодаря чему ось ротора может поворачиваться в любом направлении вокруг некоторой неподвижной точки. При этом, как бы не поворачивалась рама гироскопа, ось ротора при вращении сохраняет свое неизменное направление в пространстве.

Благодаря этому свойству с помощью гироскопа можно определять точное расположение предметов в пространстве, а также измерять углы их отклонения относительно плоскостей.

Устройство нашло применение в судоходстве в качестве гирокомпаса, затем было успешно задействовано в авиационной отрасли для определения положения летательного аппарата относительно земной поверхности в виде авиагоризонта, а позднее перекочевало и в космонавтику. Гироскопы функционируют в бытовой технике и в мобильных гаджетах. Так зачем же он нужен в смартфонах и какие функции выполняет?

Как работает гироскоп в смартфоне?

Гироскоп с современном смартфоне представляет собой миниатюрный датчик (микрочип), автоматически меняющий ориентацию экрана гаджета на основании полученной информации о его положении в пространстве.

Всякий раз, когда мы наклоняем, поворачиваем или перемещаем мобильное устройство, он отслеживает и рассчитывает изменения углов наклона относительно оси, и, при необходимости, компенсирует и стабилизирует эти изменения. Технически такой гироскоп — это преобразователь угловых скоростей в электрический сигнал. Размеры датчика составляют не более нескольких миллиметров, при этом в нем присутствуют механическая и электронная части одновременно.

«Пионером» в использовании гироскопов стала компания Apple, которая оснастила таким чипом свою разработку iPhone 4, за счет чего были существенно расширены функциональные возможности устройства. Пользователи получили возможность читать с экрана не только в вертикальной, но и в горизонтальной ориентации, листать страницы вместо скроллинга и даже переключать музыкальные треки, просто встряхивая гаджет. Затем гироскопом оснастили свои разработки и другие производители мобильных устройств.

Какие функции выполняет гироскоп в смартфоне?

В мобильных телефонах гироскоп обычно работает в паре с акселерометром. За счет такого взаимодействия повышается чувствительность гаджета к любому наклону или повороту. Пользователи могут на практике оценить все полезные функции гироскопа при работе с устройством:

Ориентация экрана

Первая, и самая известная функция гироскопа, как уже упоминалось выше, это автоматическая смена вертикальной и горизонтальной ориентации экрана, в зависимости от его поворота. Например, просмотр видео и фото более удобен в горизонтальной ориентации, равно как и их перемотка, перелистывание и прочие функции. Поворот экрана может потребоваться при работе со смешанным контентом, текстовыми документами и чтении электронных книг.

Геолокация в пространстве

При работе с электронными картами гироскоп помогает определять точное местоположение на местности и направление движения. Пользователь поворачивает карту в нужную сторону, задействуя GPS-навигацию и ориентируясь на местности. С поворотом устройства будет поворачиваться и карта.

Мобильные игры и виртуальная реальность

Гироскоп в сочетании с акселерометром дают неограниченные возможности для поклонников мобильных игр, добавляя удобство и визуальную реалистичность. Чтобы навести прицел в стрелялке, эффектно войти в поворот в автогонках, направить свой взгляд в определенную точку в симуляторе, бродилке или другой вашей любимой игре, теперь нет необходимости нажимать кнопки на экране или делать жесты — достаточно лишь изменить положение своего гаджета в руках или повращать устройство в пространстве.

Без гироскопа в смартфоне не обойтись при использовании шлема виртуальной реальности и в играх с дополненной реальностью. Датчик потребуется для отслеживания поворотов головы, а ваш виртуальный взгляд будет направлен в ту сторону, в которую смотрят ваши глаза.

Встряхивание

После установки специальных приложений в смартфоне становится доступна функция встряхивания, которую можно настроить для совершения многих полезных действий. С помощью встряхивания можно, к примеру, отвечать на звонки, просматривать фото и изображения, переворачивать страницы электронной книги и даже переключать музыкальные треки в плеере.

Работа с приложениями

Гироскоп является незаменимым помощником в работе многих приложений. К примеру, в горизонтальном калькуляторе пользователю доступен более широкий выбор математических и тригонометрических функций, чем в вертикальной ориентации того же приложения. Или, допустим, смартфон можно использовать в качестве строительного уровня, предварительно установив одно из специальных приложений.

Датчик может использоваться с любыми сторонними и встроенными приложениями, которые применяют в своей работе наклон устройства – навигационными и строительными программами, 3D-играми и другими.

Как узнать, есть ли гироскоп в смартфоне?

После того, как мы узнали что такое гироскоп и какие функции он выполняет в смартфоне, самое время выяснить установлен ли он в ваш гаджет или нет? Самый простой способ сделать это — изучить технические характеристики устройства на официальном сайте производителя, или посетить один из специализированных сайтов-агрегаторов технических данных мобильных устройств, к примеру https://www.devicespecifications.com/ru. Если такой информации там нет, то можно использовать следующие приложения:

AnTuTu Benchmark

Программа предназначена не только для проверки и тестирования производительности мобильных устройств, но также показывает их характеристики, наличие и названия установленного в них оборудования. Установите приложение на смартфон и зайдите в раздел «Мое устройство», затем проскрольте немного вниз и во вкладке «Датчики» вы увидите данные всех датчиков вашего устройства:

При отсутствии датчика в смартфоне напротив пункта «Гироскоп» вместо его названия будет указано «Не поддерживается».

Sensor Sense

Другой вариант проверки — установка специализированного приложения Sensor Sense. Оно выводит не только список всех установленных датчиков, но и их показания. После установки программы смотрим, есть ли в списке датчиков гироскоп:

AIDA64

Ещё один прекрасный инструмент для проверки данных и сведений о конфигурации устройства это AIDA64. Какие датчики и сенсоры есть в смартфоне можно узнать на вкладке «Датчики» приложения:

Ролики YouTube с пометкой «360˚»

Интересным визуальным способом определения наличия гироскопа в устройстве является просмотр роликов с пометкой «360˚» в приложении YouTube. Для этого введите в его поисковую строку запрос «360 видео», запустите один из результатов поиска и следуйте дальнейшим инструкциям на экране. Если для управления взглядом вам будет достаточно поворота смартфона, то можете быть уверены, что гироскоп в смартфоне есть, при его же отсутствии — только жестом пальца по экрану:

Возможные недостатки

Иногда функция гироскопа может мешать пользователю — если устройство чутко реагирует на изменения его положения, например при чтении электронной книги изменяется ориентация страницы. Если такое поведение датчика мешает, то в таких случаях можно отключить автоматический поворот экрана в настройках смартфона:

Современные смартфоны и планшеты напичканы всевозможными датчиками, задача которых облегчить жизнь пользователя и предоставить новые функции. Например, датчик освещённости регулирует яркость экрана, датчик приближения отключает дисплей во время разговора, а GPS помогает определить местоположение.

Гироскоп в телефонах появился сравнительно недавно, но уже стал одним из необходимых датчиков, без которого комфортное использование устройства невозможно.

Что такое гироскоп

Гироскоп (gyroscope) – устройство, способное определять положение тела в пространстве основываясь на изменении угла наклона относительно осей координат. Он может отслеживать поворот вокруг двух осей, или вокруг всех трёх, что позволяет полностью определить положение тела в пространстве. По принципу действия гироскопы делятся на механические, лазерные и оптические.

Размеры оригинальных гироскопов не позволяют использовать их в мобильных устройствах, поэтому в них применяются микроэлектромеханические системы (МЭМС), изготовленные на кремниевой подложке. Они обладают миниатюрными размерами, меньше спичечной головки, а низкая стоимость позволяет устанавливать их даже в самые дешевые устройства.

С каждым поколением мобильные гироскопы становятся компактнее, при этом улучшается вибрационная стойкость и уменьшаются шумы. В результате, положение устройства в пространстве определяется более точно.

Какие функции выполняет гироскоп

Самая очевидная и простая функция, которую может выполнять гиродатчик – это автоматический поворот экрана. Это удобно, например, при просмотре фильмов или при чтении книг. Нужно лишь повернуть телефон горизонтально и видео автоматически развернётся на полный экран.

Появление гироскопа на смартфонах вывело на новый уровень мобильные игры. Если раньше для управления автомобилем в игре использовались виртуальные кнопки, то теперь поворачивать можно просто наклонив смартфон в ту или иную сторону. Помимо гонок, управление стало проще в шутерах, стратегиях, и в других играх. А в некоторые игры не получится поиграть на устройстве без гиродатчика, например, в нашумевшую недавно Pokemon Go.

Гиродатчик используется в навигационных программах для повышения точности данных. Также он даёт возможность управления жестами, например, можно перелистывать треки в плеере встряхиванием телефона, или сбрасывать входящий звонок перевернув устройство.

Принцип работы гироскопа

Классический механический гироскоп представляет систему из трёх обручей и вращающегося внутри них диска. Обручи шарнирно закреплены друг на друге таким образом, чтобы оси их вращения были перпендикулярны друг другу.

Принцип его работы прост – вращающийся диск всегда сохраняет своё положение в пространстве подобно раскрученной юле. Если попытаться его наклонить, то диск будет сопротивляться этому, а значит поворачиваться придётся кольцам, на которых он закреплён. Гироскоп устроен так, что каждое кольцо реагирует на поворот вокруг одной из трёх осей координат, а значит, в совокупности они полностью описывают положение тела в трёхмерном пространстве.

Принцип работы гиродатчика в мобильных устройствах немного отличается. Положение устройства в пространстве отслеживается с помощью вибрирующего пьезокерамического чувствительного элемента диаметром 3 миллиметра. Степень и направление вибрации отслеживается регистрирующей электроникой, а на основании этих данных вычисляется поворот устройства относительно осей координат.

Отличие от акселерометра

Гироскоп – не единственный датчик, отслеживающий положение устройства в пространстве. Акселерометр, или G-sensor, выполняет те же самые функции, но работает по другому принципу.

В то время, как гиродатчик занимается отслеживанием угла наклона, акселерометр следит за ускорением устройства в том или ином направлении. В результате этих измерений также можно вычислить положение устройства в пространстве, но с меньшей точностью. Гиродатчик предоставляет более точные данные, именно это делает его приоритетным для определения положения смартфона в пространстве.

Возникает закономерный вопрос: зачем нужен акселерометр, если гироскоп более качественно выполняет его функции? Дело в том, что гиродатчик отслеживает только вращение устройства вокруг осей координат, а движение вдоль оси без вращения он определить неспособен. Зато акселерометр это перемещение увидит и измерит. Это позволяет использовать акселерометр, например, в качестве шагомера.

В результате, эти два датчика успешно дополняют и компенсируют недостатки друг друга.

Стоит заметить, что на смартфоны иногда устанавливается датчик ориентации, который иногда путают с гироскопом. Он является комбинацией акселерометра и датчика магнитного поля, позволяет измерять наклон и вращение вокруг оси.

Недостатки датчика

Помимо уже рассмотренной неспособности отслеживать равномерное перемещение, гироскоп имеет еще один недостаток – накопление ошибок измерений. Погрешность в результаты измерений вносит множество факторов: температура, вибрации элементов телефона или окружающих устройств, и даже сердцебиение пользователя. Эти погрешности очень малы и незаметны для человека, но проблема заключается в том, что они постоянно накапливаются, и в какой-то момент ошибка станет заметной. Для обнуления погрешности необходимо провести калибровку гиродатчика, либо перезагрузить телефон.

Как определить, есть ли гироскоп в телефоне

Практически все современные модели смартфонов, за исключением крайне бюджетных, имеют на борту гиродатчик. Найти информацию о его наличии и отсутствии можно в описании модели на сайте производителя. Однако, наличие этого датчика стало таким привычным, что многие производители даже не упоминают этот факт в характеристиках смартфона.

В этом случае придётся воспользоваться сторонними программами. Отображать имеющиеся в устройстве датчики умеет популярный бенчмарк AnTuTu. Существуют и специальные программы, которые занимаются исключительно датчиками, их настройкой и калибровкой. Наиболее известные среди них – Sensor Sense и Sensor Kinetics.

Как включить и откалибровать гироскоп на Андроид

Функции включения или выключения гироскопа в телефонах не предусмотрено. Если устройство включено – значит, датчик работает. Можно лишь запретить определённым программам реагировать на изменение положения телефона, например, отключить автоповорот экрана. Гироскоп при этом продолжит работать, но его данные уже не будут использоваться для изменения ориентации экрана.

Для калибровки лучше всего использовать специальные программы для работы с датчиками смартфона, например, Sensor Sense. Нужно найти в списке датчиков гироскоп и нажать на кнопку «калибровка». Продвинутые пользователи могут при этом изменить некоторые параметры датчика, например, масштабный коэффициент и смещение по осям.

Модели телефонов с гироскопом

Гироскоп – один из тех датчиков, которые по умолчанию присутствуют даже в смартфонах среднего ценового сегмента, не говоря уже о флагманах. В этом списке представлены популярные модели различных производителей, в которых используется гироскоп:

1. Apple iPhone X, средняя цена 74890 рублей. Флагман от компании Apple, которая каждый год устанавливает ориентиры для остальных производителей. В этот раз iPhone ввёл моду на «чёлку» в верхней части экрана, в которой размещаются различные датчики и фронтальная камера.
2. Samsung Galaxy S9+, 53990 рублей. Samsung не отстаёт от главного конкурента. Его особенность – закруглённые края, которые делают его визуально безрамочным.
3. LG V30+, 34490 рублей. Удачная модель от LG, которая может похвастаться неплохими камерами. Разумеется, остальные характеристики тоже соответствуют цене и статусу.
4. Asus Zenfone 5Z, 34840 рублей. Asus выпустил отличную модель для любителей хорошего звука. При этом мощность железа тоже заставляет обратить внимание на этот смартфон.
5. Sony Xperia XZ, 32290 рублей. Телефон с типичным для Sony дизайном и с не самой лучшей камерой. В 2016 был неплохим сбалансированным вариантом, но сейчас за эти деньги можно купить более удачную модель.
6. Xiaomi Pocophone F1, 27990 рублей. Новинка от китайского производителя, призванная покорить международный рынок. Как всегда отличное соотношение цены и мощности железа.
7. Meizu Pro 7, 19550 рублей. Прошлогодний флагман привлёк внимание необычным решением – на задней стороне телефона разместили небольшой дополнительный экран. Это позволяет делать селфи на основную камеру, а также получать различные уведомления.
8. Honor 10, 24990 рублей. Топовое железо в отличном корпусе за небольшие деньги – таков флагман компании Honor. Придраться можно разве что к камере и автономности.
9. OnePlus 6, 41190 рублей. Компания, называющая свой продукт «убийца флагманов», подтвердила свою репутацию. Мощность OnePlus 6 зашкаливает, но есть и недостатки: не топовая камера и отсутствие беспроводной зарядки.
10. Alcatel 3V 5099D, 6289 рублей. Модель самого нижнего ценового сегмента. Не может похвастаться выдающимися характеристиками, его главные козыри – цена и неплохой дизайн.

Множеством интересных функций и датчиков оснащены смартфоны и другие мобильные устройства. Одним из ведущих модулей является гиродатчик или гироскоп. Диковинная новинка в девайсе, выполненная на основе микроэлектромеханической системы, сделала большой рывок в усовершенствование функционала и завоевала большую симпатию среди пользователей. Происхождение слова «гироскоп» имеет давнюю историю. Оно расшифровывается как словосочетание «круг» и «смотрю».

Родоначальником древнегреческого изречения был французский физик Леон Фуко. В XIX веке он занимался исследованием суточного вращения Земли, и этот термин подошёл для нового устройства как нельзя кстати. Гиродатчиками пользуются авиакомпании, судоходство, космонавтика. Компания Apple, производитель современных мобильных телефонов, первой взяла за основу данный функционал и внедрила его в iPhone 4. Несмотря на то, что видео ниже на английском языке, демонстрация технологии от Стив Джобса понятна без перевода.

Теперь, для того чтобы ответить на входящие звонки или полистать страницы электронной книги, достаточно только встряхнуть телефон. За счёт устройства быстро просматриваются фотографии и другие изображения, меняется музыка. Новое приложение у смартфона iPone под названием CoveFlow позволило использовать калькулятор. Теперь легко выполняются такие функции, как деление, умножение, сложение и вычитание. При повороте телефона на 90° данная функция машинально переключается на развёрнутый функционал со множеством сложных математических действий.

Наряду с легкими функциями разработчики внедрили в устройство более сложные программные обеспечения. Например, в некоторых операционных системах при помощи встряхивания телефона запускается обновление для Bluetooth или запускается специфичная программа по измерению углов наклона и уровня. Гироскоп прекрасно учитывает скорость перемещения, и определяет местоположение человека на незнакомой местности.

С технической точки зрения, гироскоп довольно сложное устройство. При его разработке, за основу взяли принцип работы акселерометра, который представляет из себя колбу с пружиной и грузом внутри. На одной стороне пружины закреплен груз, а вторая сторона пружины зафиксирована на демпфере для гашения колебания. При встряхивании (ускорении) измерительного прибора, прикрепленная масса движется и приводит в напряжение пружину.

Такие колебания можно представить в виде данных. Если расположить три таких акселерометра перпендикулярно, то можно получить представление о том, как расположен предмет в пространстве. Поскольку технически расположить такой громоздкий измерительный прибор в смартфоне невозможно, то принцип работы оставили тот же, но груз заменили инертной массой, который расположен в очень маленьком чипе. При ускорении, меняется положение инертной массы и таки образом рассчитывается положение смартфона в пространстве.

С помощью GPS-навигации на дисплее появляется карта, которая фиксирует аналогичное направление объектов при любом повороте тела. Другими словами, если вы повернулись лицом к реке, то она автоматически отобразится на карте. При развороте на 180 градусов к водоему мгновенно происходят аналогичные изменения на мониторе. С использованием этой функции упрощается ориентировка на местности. Особенно это важно людям, занимающимся активными видами отдыха.

Благодаря точному учёту скорости перемещения управление смартфоном становится более удобным и гармоничным. Зачастую используют гироскопы на Андроид любители компьютерных игр — геймеры. Уникальное устройство в девайсе молниеносно превращает картинки в реальность. Особенно правдоподобными становятся гонки, симуляторы, стрелялки, Pokemon Go.

Достаточно изменить положение смартфона и скорость поворота, то езда на виртуальном автомобиле покажется вам реальной. Герои на дисплее точно направят автомат, нацелят пушку, повернут руль, поднимут в воздух вертолёт, убьют врага. Карманные монстры не будут прыгать по виртуальной траве, а станут двигаться по настоящему миру в видимой области встроенной камеры.

Конечно, это далеко не весь перечень положительных характеристик, присущих Android смартфонам и iPhone. Перечислять приятные и удобные моменты можно бесконечно. Однако не все пользователи оценили универсальные качества по достоинству. Одни предпочли отказаться от гироскопа в новом смартфоне, другие просто отключили его. И этому есть своё объяснение.
Среди многочисленных плюсов бывают малозаметные минусы.

1. Из недостатков следует выделить установку отдельных приложений, реагирующих с незначительным опозданием на изменения положений в пространстве. Вроде бы сущий пустяк, но наличие этого сенсора доставляет определённые неудобства пользователю смартфона. Особенно заметны недостатки при чтении электронной книги лёжа. Читающий меняет позу, в это же время, связанный с устройством гиродатчик изменяет положение странички. Приходится в срочном порядке перенастраивать её ориентацию.
2. Производители смартфонов на своих презентациях в большинстве случаев умалчивают о наличии важного датчика. При покупке новой модели присутствие гироскопа можно обнаружить в технических характеристиках гаджета в перечне датчиков. Есть и другие способы, например, установка клиента YouTube, позволяющая быстро установить функционал. Использование приложения AnTuTu Benchmark, Sensor Sense также устанавливает встроенный гиродатчик или его отсутствие.

Современный элемент смартфона работает на постоянной основе. Это самостоятельный датчик, не требующий калибровки. Его не нужно ни включать, ни отключать. Автоматика сделает эту работу за вас. В случае если устройство отсутствует, то вы не сможете играть в виртуальную реальность. Вам просто придётся купить новый телефон со встроенными функциями.

Читайте также

• ТОП 8 приложений для изменения голоса на Андроид
• Как прошить планшет на Android от GOCLEVER через RockChip
• Как подключить флешку к планшету с ОС Android по USB OTG

Функционал мобильных телефонов в последние годы значительно расширился. Пользователи воспринимают устройство не только как средство связи. Один из интересных модулей, которым оснащен девайс, – гиродатчик. Не все пользователи в восторге от этого изобретения, некоторые предпочитают им не пользоваться. Рассмотрим, что это за прибор – гироскоп, зачем он нужен в смартфоне.

Описание и принцип работы гироскопа в смартфоне

Гироскоп – модуль, реагирующий на перемену угла вектора движения тела, на котором он установлен. Самый простой пример гидродатчика – детская игрушка волчок. Устройство было сконструировано немецким ученым И. Боненбергером в начале XIX века. По принципу действия первые образцы были схожи с компасом, а за основу взят алгоритм работы акселерометра. Постепенно модуль претерпевал изменения – устройство уменьшалось в размерах, функционал расширялся.

Прибор, установленный в мобильном телефоне, увеличивал возможности девайса. Гироскоп фиксирует движение телефона, помогает определить стороны света. Это небольшой датчик, вмонтированный в плату и предоставляющий ОС сведения о расположении устройства в пространстве.

Применение в смартфонах

Повышенный интерес к гидродатчикам в смартфонах появился вместе с развитием мобильных игр и приложений-симуляторов. Сервису, чтобы установить взаимосвязь игрока с виртуальной реальностью, необходим гироскоп. Позже модуль начали использовать в навигационных программах.

Ориентация экрана

Наиболее распространенная функция гидродатчика – автоматическое изменение дислокации изображения на экране смартфона. Для комфорта общения или проведения других действий удобным является вертикальный режим. Но когда речь идет о мобильных играх, чтении или просмотре фильмов в интернете, ландшафтное расположение изображения более выгодное.

Встряхивание

До недавнего времени, чтобы ответить на звонок, пользователю следовало нажать кнопку или провести по экрану рукой. С появлением гироскопа такая необходимость отпала. Теперь, чтобы начать разговор, достаточно просто встряхнуть устройство.

Модуль позволяет листать страницы в электронной книге, просматривать фотографии, не прикасаясь к монитору. В некоторых ОС встряхивание телефона запускает опцию обновления Bluetooth.

GPS

Гироскоп помогает ориентироваться на местности. Особенно в наличии подобного модуля нуждаются пользователи, которые пассивному отдыху предпочитают активный. С помощью GPS на экране телефона появляется карта, фиксирующая направление движения человека при любом повороте тела. Например, владелец устройства стоит лицом к водохранилищу, оно тут же отобразится на карте. Когда владелец смартфона развернется к реке спиной, картинка на мониторе мгновенно изменится.

В играх

Не всегда пользователи используют мобильное устройство для связи. В часы релаксации телефон преображается в игрушку для развлечения. Именно тогда функции гироскопа так нужны. Наклонами смартфона владелец гаджета может управлять движением автомобиля или неопознанного летающего объекта.

Виртуальная реальность

Мобильные устройства для погружения в виртуальную реальность – уже дано не сказка. Чтобы оказаться в мире VR, необходимо обзавестись пластиковым креплением на телефон (наличие гироскопа в нем – обязательное условие). Этот датчик производит управление – человек вертит головой, поднимает вверх, смотрит вниз и попадает в чарующий мир виртуальной реальности. На качество погружения существенно влияет разрешение экрана, но это уже второй вопрос. Главное – присутствие модуля.

Проверить наличие в смартфоне

Какие модули установлены в мобильном телефоне, производитель указывает в характеристиках устройства. Для этого необходимо открыть вкладку «Датчики». Владельцы 4 модели iPhone и выше могут быть уверены, в их девайсах гиродатчик установлен.

Если пользователь сомневается, может проверить наличие гироскопа с помощью сторонних программ:

• Aida 64;
• An Tu Tu;
• Sensor Sense;
• Sensor Kinetics.

Приложения протестируют операционную систему устройства, отобразят технические характеристики мобильного устройства.

Приложения-развлечения с гироскопом

Сфера применения мобильных телефонов колоссальна. Но не все пользователи знают, что в магазине приложений можно скачать программы-развлечения с гидродатчиком, которые позволяют взглянуть на смартфон совсем с другой стороны и раскрыть весь потенциал, заложенный в девайсе.

iBeer

Программа для развлечения в кругу друзей. Приложение поддерживают смартфоны, работающие на ОС Андроид. После того, как владелец девайса нажимает на клавишу «Старт», экран преобразуется в пивной бокал, наполненный янтарной, пузырящейся жидкостью. При наклоне мобильного телефона количество пива в бокале начинает уменьшаться. При встряхивании на дисплее появляются новые пузырьки, шапка пены увеличивается.

Настройки программы позволяют выбрать сорт «выпиваемого» владельцем смартфона пива, количество наполнений бокала не ограничено. Приложение бесплатное. Единственный недостаток – встроенные блоки рекламы перед каждым наполнением бокала.

Sky View

Интересная программа для любителей астрономии. Приложение не просто предоставляет пользователю красивую картинку, но и помогает узнать много нового. После скачивания Sky View камера мобильного телефона, направленная на небо, позволяет определить любую видимую звезду или другое небесное тело.

Разработчик анонсирует, что сервис выделит даже международную космическую станцию и спутник типа Хаббл. Прикоснувшись к небесному объекту, пользователь получает всю информацию о нем: расстояние от Земли, радиус, точное название. Программа дает возможность изучать время. На линии, по которой небесный объект движется в космосе, можно проследить его месторасположение в определенный временной отрезок. Чтобы насладиться сервисом в полном объеме, подключение к интернету не нужно.