Акселерометр в часах для чего
Акселерометр в гаджетах
Датчик под названием акселерометр (он же G-сенсор) создан для того, чтобы определять наклон устройства относительно положения земли. Так, каждый владелец смартфона или фитнес-браслета, часто не подозревая об этом, использует акселерометр.
Практически все современные смартфоны и планшеты оснащаются акселерометром. Он необходим для того, чтобы замерять уровень смещения относительно уровня покоя, в любое время замерять активность человека, распознавать и демонстрировать положение в пространстве. Встроенный акселерометр дает возможность оперативного управления телефоном за счет моментального реагирования на изменения его положения. За счет этого устройства при смене положения смартфона поворачивается его экран для максимального удобства. Кстати, именно акселерометр защищает от удаления всех записей в случае непредвиденной ситуации. Таким образом акселерометр является незаменимым элементом любого смартфона.
Если в смартфонах такой датчик устанавливается для определения положения экрана, то в фитнес-браслетах он применяется с единственной целью: подсчет числа сделанных шагов, а также определение пройденной человеком дистанции. Большинство моделей фитнес-браслетов также могут определять сердечный ритм и различать состояние бодрствования и сна.
В часах акселерометр устанавливается с той же целью, что и в фитнес браслетах Устройство подсчитывает количество шагов, показатели физической активности, создает отчеты в соответствующих приложениях, подсчитывает, какое количество калорий человек потратил в процессе физической тренировки. Фитнес-часы – это отличное устройство для тех, кто занимается спортом и следит за своим здоровьем.
Как это работает?
G-сенсор представляет собой крошечный чип. Он ставится на плате устройства. В двух словах: данный чип представляет собой особую инертную массу, которая крепится к достаточно гибкой и подвижной составляющей части, закрепляемой на на подвижном элементе. Чтобы подавлять любые случайные мини колебания инертная масса должна быть присоединена к демпферу.
Принцип акселерометра заключается в том, что он производит замер уровня смещения относительно уровня состояния покоя. Далее происходит преобразование получаемой информации в электросигнал. Последний, в свою очередь, переходит к программному обеспечению, электронике. Так выглядит упрощенный пример работы датчика. Чтобы акселерометр давал точные результаты для его изготовления требуются максимально точные пропорции и расчеты. Датчик не создается вручную. Для его изготовления используются химические реакции и полностью автоматизированное производство.
В чем преимущества фитнес-браслета со встроенным акселерометром?
Любой акселерометр-браслет намного удобнее, чем смартфон, используемый в тех же целях. Можно выделить следующие преимущества таких устройств:
Отличия акселерометра от гироскопа
Сегодня многие не знают, чем отличается гироскоп от акселерометра. Многие путают даже названия этих устройств. Между тем, главное отличие заключается в принципе работы акселерометра и гироскопа. Если акселерометр замеряет уровень наклона по отношению к земле путем расчета собственного успокоения, то гироскоп производит замер угла наклона относительно земли. Эти острова могут работать по отдельности, но в большинстве смартфонов он устанавливаются совместно, дополняя работу друг друга.
Акселерометр: что это, как работает и зачем нужен в фитнес-браслете, часах и смартфоне
Практически в каждом описании характеристик современного смартфона, фитнес-браслета или умных часов можно встретить упоминание датчика под названием «акселерометр». Еще его могут называть «датчик ускорения» или G-сенсор. Что это такое, как работает и зачем нужен в телефоне, часах или браслете, читайте далее.
Акселерометр: что это и зачем нужен?
Простым языком, акселерометр – это прибор, измеряющий ускорение (величину изменения скорости). Название прибора происходит от латинского «accelero», что дословно переводится, как «ускоряю» и греческого «metreō», что в переводе означает «измеряю».
Измерение величины динамического ускорения позволяет определить, насколько быстро и в каком направлении движется устройство с акселерометром. По конструктивному исполнению акселерометры подразделяются на однокомпонентные, двухкомпонентные, трёхкомпонентные (одноосевые, двух осевые и трехосевые). Например, 3-осевой датчик ускорения может определять величину и направление ускорения как векторную величину во всех трех осях.
Часто этот датчик путают с гироскопом, но это совершенно разные датчики, хотя часто они взаимодополняют друг друга для достижения более точных результатов, а иногда даже могут выполнять одни и те же функции. Отличаются же эти датчики принципом работы и эффективностью при выполнении конкретной задачи.
В основном в устройствах акселерометр используется для определения ориентации, ударов, вибрации и ускорения координат. Например, в смартфонах именно акселерометр отвечает за переворот картинки при изменении положения корпуса, а фитнес-браслетах он активирует экран при вращении запястья.
Где применяется акселерометр?
Датчик ускорения применяется в самых различных сферах:
Как работает акселерометр?
Большинство устройств оснащается емкостными, пьезорезистивными и пьезоэлектрическими приборами. Часто акселерометр представляет собой микроэлектромеханическую систему (MEMS), содержащую несколько компонентов, каждый размером от 1 до 100 микрометров. Размер же прибора обычно не превышает габариты спичечной головки.
Механический акселерометр
Объяснить принцип работы акселерометра проще на механическом приборе. Он состоит из пружины, прикрепленной к корпусу, подвижной массы и демпфера. Масса или, проще сказать, грузик, крепится к пружине. С обратной стороны грузик поддерживает демпфер, гасящий вибрации грузика. Во время ускорения корпуса пружина деформируется (растягивается или сжимается) по противоположным осям под воздействием грузика, стремящегося сохранить свое первоначальное положение, то есть отстать или опередить корпус. На величине деформации и основываются вычисления прибора.
Для получения информации о положении предмета в трехмерном пространстве используется три таких прибора, объединенных в один комплекс.
Конечно же, никто не будет «запихивать» в компактный фитнес-браслет или смартфон такую громоздкую конструкцию. Поэтому она заменяется миниатюрным чипом. Хотя чип и более сложный, чем прибор с шариком и пружиной, он имеет те же основные элементы.
У такого чипа имеется корпус, который крепится к часам или смартфону, «гребенчатая» секция с отведенными по сторонам пластинами и ряд фиксированных пластин, снимающих показания. Эта секция может перемещаться вперед и назад, изменяя значение напряженности поля вокруг контактов. Полученные данные передаются на обработку электроникой и программным обеспечением, после чего происходит вычисление физического расположения устройства.
Внутренняя работа акселерометра 
Но самое интересное, как изготавливаются такие акселерометры. При толщине примерно 500 микрон ни один инструмент не сможет его создать. Вместо этого инженеры используют некоторые уникальные химические свойства кремния и силикона с другими веществами. Весь процесс изготовления полностью автоматизирован и выполняется на конвейерных линиях без участия человека.
Также понять как работает акселерометр поможет короткое видео ниже:
Чем отличается акселерометр от гироскопа?
Хотя в некоторых случаях гироскоп и акселерометр и могут выполнять одни и те же функции, это два абсолютно разных датчика, которые часто используются в паре для достижения максимального эффекта. Часто такой дуэт называют 6-осевым датчиком.
Акселерометр не умеет точно измерять угол поворота устройства в пространстве, а может лишь примерно его оценить. На практике это может выражаться в ложных срабатываниях и задумчивости в повороте экрана. И тут на помощь приходит гироскоп. Не вдаваясь в подробности о принципе работы данного прибора, скажем, что он может определять не только угол поворота устройства, но и скорость поворота, что, например, во время игры на смартфоне позволяет реализовать более быстрое и точное управление.
Поэтому в большинстве устройств эти два прибора устанавливаются совместно для достижения наибольшей эффективности.
Акселерометр в фитнес-браслете и смарт-часах
В фитнес-браслетах и умных часах акселерометр отвечает за несколько функций. Обнаруживая поднятие или вращение руки, он отдает сигнал для включения экрана. Также именно акселерометр отвечает за подсчет шагов и мониторинг сна. На акселерометре «завязана» и работа функции «Умный будильник», который будит владельца гаджета в фазе быстрого сна.
Акселерометр в телефоне
Первый акселерометр появился в телефоне Nokia 5500. Там он использовался для подсчета пройденных шагов. Такое решение многим понравилось и с тех пор компания Apple стала оснащать таким датчиком все модели своих iPhone. А начиная с iPhone, если не ошибаюсь, четвертого поколения, в дополнение к акселерометру компания стала оснащать свои смартфоны гироскопом. После этого наличие этой пары датчиков стало стандартом для большинства производителей мобильных устройств.
Акселерометр в телефоне отвечает не только за поворот экрана при наклоне корпуса. Он так же как и в случае с фитнес-браслетом позволяет вести учет пройденного расстояния. Еще акселерометру нашли применение в системных жестах. Например, отключение звука телефона встряхиванием или переворотом смартфона вниз экраном.
Как откалибровать акселерометр?
В некоторых случаях может потребоваться настройка или калибровка акселерометра. Например, если телефон не реагирует на поворот корпуса или не точно считаются шаги. Для смартфонов под управлением операционной системы ANDROID для этих целей есть несколько сторонних приложений, например GPS Status & Toolbox. Для iPhone таких приложений нет, поэтому в случае сбоев придется ограничиться перезагрузкой устройства. Обычно это помогает.
Некоторые производители фитнес-браслетов и смарт-часов также позволяют откалибровать акселерометр. Точнее, не откалибровать, а «обучить» с помощью «Меток поведения», то есть помогая датчику более точно понимать, какое именно действие владелец гаджета выполняет в тот или иной момент. Такая возможность есть у владельцев популярной линейки Xiaomi Mi Band и ряда других моделей.
Сергей Васильев
Интересуюсь всем, что касается умных часов, фитнес-браслетов и другой носимой электроники. С удовольствием поделюсь последними событиями в мире гаджетов, постараюсь помочь подобрать оптимальную модель и разобраться с основными настройками.
Акселерометр — что это и для чего? Узнайте все о том, как работает акселерометр
Вы когда-нибудь задумывались, как случается, что умные часы начинают светиться, когда вы поднимаете руку, или ваш смартфон автоматически настраивает изображение, когда вы поворачиваете его из вертикального положения в горизонтальное? За все это отвечает акселерометр. Что это такое и как работает? Объясняем!
Для чего нужен акселерометр?
Развитие технологий означает, что от электроники ожидается все больше и больше. Телефон больше не предназначен только для звонков, часы — для отсчета времени, а камера — для фотосъемки. Повседневные устройства оснащены новейшими решениями, гарантирующими многофункциональность этих устройств. Кроме того, производители по-прежнему ищут новые технологии, которые выделят их продукт.
В последних моделях вы найдете, например, датчик интенсивности света, датчик движения, датчик приближения, GPS и акселерометр. Для чего нужен акселерометр? Его задача — измерение линейного и углового ускорения. Где среднестатистический человек встретит акселерометр? В телефоне, в часах, браслете. Как он работает?
Что такое акселерометр?
Акселерометр — это датчик, который измеряет линейное и угловое ускорение, то есть измеряет собственное движение. Он может указывать позицию по 1, 2 или 3 осям (X / Y / Z). В настоящее время наиболее популярны 3-х осевые датчики. Они состоят из 3 акселерометров, каждый из которых измеряет одну ось.
Как работает акселерометр? При отклонении или вибрации энергия вибрации преобразуется в электрический сигнал, который прямо пропорционален ускорению устройства. Сигнал отправляется в соответствующие компоненты для принятия соответствующих мер.
Акселерометр и гироскоп
Многие путают акселерометр с гироскопом. Это связано с тем, что для определения позиции необходимы оба компонента, но каждый из них делает это по-своему. Акселерометр измеряет собственное движение, а гироскоп дает точное положение объекта в пространстве.
Эти два компонента могут работать вместе и дополнять друг друга, но они не являются взаимозаменяемыми. По этой причине вы найдете оба этих решения в высокотехнологичной электронике. Поэтому, если вы заботитесь о точности ваших измерений, выберите модель с акселерометром и гироскопом.
Акселерометр — конструкция и типы преобразователей
Существует 3 основных типа преобразователей: емкостные MEMS, пьезоэлектрические и пьезорезистивные. Эти типы конструктивно различаются, но действуют аналогично.
MEMS
Наиболее распространены акселерометры MEMS. Эта технология недорогая и позволяет создавать микропреобразователи. Они состоят из гребенчатого конденсатора, грузила и соединяющих их пружин. Когда к датчику прикладывается сила, груз перемещается по пружинам, вызывая изменение емкости. Значение изменения преобразуется в электрический сигнал.
Пьезоэлектрический
Более дорогими, но не менее популярными являются акселерометры, использующие пьезоэлектрический эффект. Внутри преобразователя находятся микроскопические кристаллические структуры, которые под действием ускоряющего напряжения, в свою очередь, генерируют напряжение. Датчик их считывает и на основании этого определяет ориентацию и скорость движения.
Пьезорезистивный
Пьезорезистивный акселерометр работает как тензодатчик, то есть датчик, измеряющий напряжение. В центре акселерометра находится пьезорезистивный материал. Он деформируется под действием внешней силы, вызывая изменение сопротивления. Затем это изменение преобразуется в электрический сигнал.
Узнайте, как работает акселерометр в разном оборудовании
Принцип работы одинаков во всех устройствах, в которых реализован акселерометр. Датчик измеряет наклон и кручение, отправляет сигнал процессору, который выполняет соответствующее действие. В настоящее время датчик ускорения установлен во всех гаджетах, где имеют значение колебания положения — от умных часов до дронов, ноутбуков и подушек безопасности.
Как работает акселерометр в умных часах?
Умные часы были разработаны для измерения физической активности. Без датчиков, которые реагируют на движение или положение, умные часы были бы невозможны. Вот почему практически в каждых умных часах есть акселерометр.
Что это значит для владельца часов? Акселерометр в этом оборудовании чувствителен к движению запястья. Он используется в различных приложениях для измерения расстояния. Самый распространенный — шагомер. Акселерометр интерпретирует каждое движение руки как шаг. Затем это подсчитывается программой. Вы просматриваете результат на экране своих часов.
Датчик оказывается необходим еще и для измерения пройденных километров. После ввода личных данных, таких как возраст, рост и вес, приложение вычисляет стандартную длину шага. Датчик сообщает ей о ее движениях, чтобы она могла переводить шаги в метры. Аналогичным образом рассчитываются сожженные калории. Вы можете быть удивлены, но акселерометр также используется для отслеживания сна. Принцип работы такой же, как и у предыдущих вариантов. Программа определяет активность пользователя по движениям рук и на этой основе приблизительно оценивает продолжительность сна.
Другие функции, для которых потребуется акселерометр — это управление приложениями с помощью движений запястья и подсветка циферблата при поднятии руки на заданную высоту.
Умные часы Huawei WATCH GT 2 Black B19S
Если вас интересуют умные часы с акселерометром, обратите внимание на Huawei WATCH GT 2 Black B19S. Эта модель также оснащена барометром, гироскопом, высотомером, световым фактором, GPS и секундомером. Часы записывают вашу частоту сердечных сокращений в реальном времени и измеряют сатурацию крови кислородом (SpO2).
Кроме того, они поддерживают 15 видов спорта, в том числе: бег, езду на велосипеде, плавание, триатлон, скалолазание, велотренажер и фитнес. Huawei WATCH GT 2 отличается минималистичным дизайном. Вы можете легко адаптировать внешний вид часов к своему стилю, заменив циферблат и ремешки.
Акселерометр в телефоне — что это?
Современный смартфон — это еще одно устройство с акселерометром. Принцип работы такой же, как и в умных часах. Основная функция обсуждаемого сенсора — автоматический поворот изображения. Когда вы переворачиваете телефон из портретной ориентации в альбомную или наоборот, датчик определяет движение, и изображение адаптируется к положению оборудования. Эта опция чаще всего активируется сразу после первой настройки телефона, но вы всегда можете отключить ее в настройках.
Отключение звука — это еще один момент, когда на вашем телефоне потребуется акселерометр. Что это за функционал? Если вы получаете входящий звонок, но не хотите на него отвечать, просто переверните камеру вверх дном, и сигнал будет отключен. Разработчики игр также используют акселерометр. В гоночных играх вы сможете управлять автомобилем, наклоняя смартфон. Если у вашей камеры есть приложения для измерения расстояния или шага, они также работают таким же образом.
Samsung G991B Galaxy S21 5G
Ищете телефон с акселерометром? Если вы фанат новейших гаджетов, рекомендуем модель Samsung G991B Galaxy S21 5G. Помимо акселерометра, в устройство встроены классические датчики: барометр, датчик Холла, магнитометр, свет, зум и гироскоп.
Galaxy S21 — это в первую очередь мультимедийное оборудование. Наличие 4-х разных объективов и возможность записи в разрешении 8K означает, что вам не придется брать в отпуск профессиональную тяжелую камеру.
Вы любите играть или смотреть фильмы? Дисплей Dynamic AMOLED 2X с адаптивным обновлением 120 Гц гарантирует изображение без полос с чистыми цветами и глубокими оттенками черного.
Hammer Explorer Pro 6 / 128GB LTE
Смартфон оснащен 8-ядерным процессором и дисплеем с диагональю 5,7 дюйма =. Такие параметры означают, что вы можете свободно работать в Интернете, смотреть фильмы или участвовать в виртуальных играх. Помимо акселерометра, в телефоне есть датчики качества воздуха, датчики силы тяжести и т. д. датчики приближения, датчики света и сканер отпечатков пальцев, магнитометр и гироскоп.
Samsung M515F Galaxy M51
Если вас интересует универсальное оборудование, обратите внимание на смартфон Samsung M515F Galaxy M51. Благодаря ёмкому аккумулятору на 7000 мАч вы сможете пользоваться телефоном без подзарядки весь день. Если у вас закончится заряд, функция сверхбыстрой зарядки мощностью 25 Вт позволит зарядить аккумулятор всего за 97 минут!
Вы также можете делать хорошие фотографии на свой смартфон. На этом смартфоне установлены 4 камеры и цифровой зум до 8x. Благодаря 8-ядерному процессору Snapdragon 730 и 6 ГБ оперативной памяти вы можете использовать несколько приложений одновременно без перебоев. Конечно, эта модель также предлагает стандартные функции, такие как акселерометр, гироскоп, датчики окружающего света и приближения, компас и датчик отпечатков пальцев.
Акселерометр камеры
На данный момент о хорошей камере без встроенной стабилизации изображения не может быть и речи. Оборудование становится все меньше и меньше, а использование штатива или стабилизатора не всегда возможно. Поэтому производители стараются внедрять технологии, позволяющие снимать неподвижно.
Одно из решений — акселерометр. Как он работает в камере? Как только датчик обнаруживает вибрацию, он посылает сигнал на миниатюрные моторы, которые немедленно стабилизируют изображение. Благодаря этому даже фотографии, сделанные на бегу, будут четкими. Более того, если вы записываете фильм, вибрация вашей руки не повлияет на качество записанного видео.
Дроны и акселерометр
Дроны — это оборудование, которое приобретает все большую популярность. Они отлично подходят для наблюдения за улицами, съемки с воздуха и съемки со значительной высоты. Устройства маленькие и очень легкие, поэтому им нужна хорошая система, стабилизирующая их в воздухе. Без нее вы не сможете получить резкие фотографии.
Одним из необходимых элементов оказывается акселерометр. Его задача — точно измерить линейное и угловое ускорение. Показания, предоставляемые на регулярной основе, позволяют дрону стабильно летать или даже зависать на месте в очень ветреные дни.
Как работает акселерометр в ноутбуке?
Вы знаете, что такое акселерометр и как он работает в фототоварах и смартфонах. Какая его польза для ноутбука? Конвертер ускорения используется для защиты жесткого диска. Жесткий диск ноутбука является очень чувствительным элементом к ударам и вибрации. Чтобы не повредить его, в нем установлен акселерометр. Основная задача датчика — посылать сигналы об отклонениях в положении ноутбука прямо на процессор.
Например, если ноутбук упадет, система управления дисками немедленно получит уведомление о прекращении работы. Таким образом снижается риск потери данных.
Где еще применим акселерометр?
Акселерометр будет работать везде, где это необходимо для поддержания устойчивости. Рассматриваемые датчики обычно используются, например, в робототехнике. Все самодвижущиеся машины должны быть оснащены акселерометром, который точно измеряет ускорение по всем 3 осям. Датчик, установленный в электрическом скейтборде, также играет роль.
Акселерометр — полезная функция в умных часах или телефоне
Покупая смартфон или умные часы, вы обязательно проверяете, что выбранная модель имеет хорошую камеру и устойчива к влаге. Однако вряд ли кто-то смотрит на загадочные названия, например, гироскоп или акселерометр. Конструкция второй составляющей — дело, которое вы уже хорошо знаете, но, к сожалению, не всем интересно, что означает наличие акселерометра в том или ином гаджете. И все же без встроенного в устройство акселерометра даже приложение, загруженное из Интернета, не будет считать шаги или сожженные калории.
Аналогично обстоит дело и с камерами, где акселерометр встраивается в систему стабилизации изображения. Без него невозможно делать идеально четкие фотографии. Однако помните, что не во всех приборах есть этот элемент. С другой стороны, акселерометр теперь становится стандартом в последних моделях.