Зачем нужен акселерометр в разнообразных гаджетах и как сделать его самостоятельно?

О такой невероятно полезной функции, как «автоповорот экрана», знает, пожалуй, каждый владелец того или иного современного мобильного девайса. Кроме того, подобная возможность управления просто незаменима для поклонников всевозможных игр. Обеспечить данную особенность позволяет небольшое устройство, называемое — акселерометром.

Хотя «автоповорот» обычно очень удобен, бывают ситуации, когда его требуется отключить. Для этого нужно лишь снять соответствующую отметку в настройках экрана.
Хотя «автоповорот» обычно очень удобен, бывают ситуации, когда его требуется отключить. Для этого нужно лишь снять соответствующую отметку в настройках экрана.

Что такое акселерометр?

Благодаря указанной детали, любой пользователь может в полной мере наслаждаться различными играми и полезными приложениями. Однако, что же представляет собой такой механизм?

Если говорить проще, это некий прибор, позволяющий точно измерять «кажущиеся ускорение» (разницу между показателями настоящего и гравитационного ускорения конкретных объектов).

Прибор даёт возможность «переворачивать» изображения на экранах девайсов, когда меняется их расположение.
Прибор даёт возможность «переворачивать» изображения на экранах девайсов, когда меняется их расположение.

По сути, устройство состоит из нескольких элементов:

  • специальная пружинка;
  • демпфер;
  • некая подвижная масса.

Как работает этот механизм?

Сама пружина надёжно прикрепляется к какой-либо неподвижной поверхности, ну а та же масса крепится к пружинке. Демпфер выполняет роль поддержки с обратной стороны, тем самым позволяя эффективно гасить возникающие вибрации груза. Когда имеющаяся масса заметно ускоряется — пружина несколько деформируется. Этот принцип действия и является основой для показаний прибора.

Важно знать! Дабы получать нужную информацию о положении предмета (в трёхмерном пространстве), требуется сразу три аналогичных системы. Все они соединены вместе и чётко сориентированы по осям.

Вместе с гироскопами, акселерометры в современных телефонах и планшетах, открывают для разработчиков игр неограниченные возможности.
Вместе с гироскопами, акселерометры в современных телефонах и планшетах, открывают для разработчиков игр неограниченные возможности.

Где используют такие устройства?

В принципе, сфера применения акселерометров довольно-таки обширна:

  • всевозможные навигационные приборы в летательных аппаратах (например, вертолётах, самолётах и даже некоторых ракетах);
  • системы, предназначенные для контролирования вибраций станков промышленного назначения;
  • видеорегистраторы;
  • автомобильные спидометры;
  • определённые информационные технологии (устройства защищают жёсткие диски от чрезмерных сотрясений или же падений);
  • «умные» фитнес-браслеты, а также часы;
  • смартфоны, планшеты и мобильные телефоны.
Акселерометр в видеорегистраторах, или, иными словами, датчик движения, помогает прибору реагировать на изменения скоростей в разных направлениях.
Акселерометр в видеорегистраторах, или, иными словами, датчик движения, помогает прибору реагировать на изменения скоростей в разных направлениях.

Уникальный прибор с широким функционалом

Если речь идёт именно о планшетах, то можно с уверенностью утверждать, что основная причина приобретения данных гаджетов — это так называемый «серфинг» в сети. Однако, подавляющее большинство сайтов создано так, чтобы их было максимально удобно просматривать именно на мониторе обыкновенной прямоугольной формы. Соответственно, не только каждая страничка, но и строчка, подгоняется под горизонтально расположенные экраны.

Ключевой критерий, применяющийся фактически ко всем современным приборам — компактность. Так, к примеру, корпус, обладающий шириной всего лишь 6 мм, содержит в себе громадное количество электроники. Само собой, что чем меньше места занимает такая «начинка», тем лучше. Как раз с этой целью инженерами и была создана миниатюрная конструкция вышеупомянутого акселерометра.

Схематическое изображение указанной маленькой конструкции устройства.
Схематическое изображение указанной маленькой конструкции устройства.

Все составляющие элементы размещаются на специальном чипе. Своеобразная перегородка, имеющая пару проводников, отведённых в стороны, аккуратно прикрепляется к подвижному корпусу. К слову, последний оснащён упругими «приставками», обеспечивающими перемещение (но только в определённых пределах). Проводники располагаются между контактами, которые позволяют снимать нужные показания.

В момент перемещения отводов, напряжённость поля также меняет свои текущие характеристики. Полученная информация и становится показателем для измерения. Однако, столь миниатюрные детали почти нереально производить при помощи физической обработки выбранных материалов.

При изготовлении этих устройств, чаще всего, применяются реакции силикона с некоторыми веществами. Если максимально точно рассчитать как время нанесения, так и удаления реактивов, то возможно будет производить подобные системы уже на полностью автоматизированных конвейерах.

Обратите внимание! Любая поломка акселерометра — это серьёзная проблема. Потому сменить повреждённую систему можно исключительно в каком-то специализированном сервисном центре.

Несколько слов из истории

Как известно, первая модель гаджета, которую оснастили дынным прибором, — это Nokia 5500. В то время, акселерометр выполнял роль шагомера. Но, к сожалению, такое новшество пришлось по душе лишь поклонникам более активного образа жизни. Ситуация кардинально изменилась, когда элемент появился уже в Apple iPhone. С тех пор, он и стал стандартной деталью всех мобильных устройств.

Nokia 5500 — первый в мире телефон, в котором был применён простейший акселерометр.
Nokia 5500 — первый в мире телефон, в котором был применён простейший акселерометр.

Постепенно, большинство популярных приложений начало использовать этот механизм. Следующим после шагомера, был уровень, ну а потом акселерометр приспособили для главных нужд разных операционных систем и управления в играх. Впрочем, в определённых программках служебного назначения он также применяется. Например, существует ряд приложений, созданных на его основе, которые позволяют передавать информацию при соударении гаджетов.

Акселерометр для спортсменов

Кроме всего прочего, эти приборы используются во многих современных фитнес-трекерах. И, хотя модуль способен справиться с несколькими задачами, его основная функция состоит в подсчёте количества сделанных человеком шагов. Более того, устройство передаёт данные не только о расположении в пространстве, но и о текущей скорости передвижения.

Проще говоря, тот же трекер или «умные» часы определяют, в каком именно положении они сейчас находятся, а также двигается ли их обладатель.

Подобные часы могут не только качественно подсчитывать расстояние, но и реагировать на имеющийся уровень освещения.
Подобные часы могут не только качественно подсчитывать расстояние, но и реагировать на имеющийся уровень освещения.

Однако, далеко не все акселерометры идентичные. Существуют аналоговые, цифровые и даже приборы с различной степенью чувствительности.

Как правильно настроить систему на своём девайсе?

Когда это необходимо, настроить либо же выполнить «откалибровку» системы на собственном гаджете своими руками вполне возможно. Если аппарат создан на платформе Android, владельцу стоит воспользоваться следующими рекомендациями:

1. После подключения к сети, надо войти в Google Play и скачать оттуда небольшую программку под названием GPS Status.

Так выглядит нужная программа GPS Status, которую рекомендуется скачать на свой гаджет.
Так выглядит нужная программа GPS Status, которую рекомендуется скачать на свой гаджет.

2. Далее, требуется найти идеально ровную и, конечно же, гладкую поверхность, дабы «откалибровать» горизонталь должным образом.
3. Положив устройство, необходимо запустить найденное приложение.
4. В программе требуется отыскать вкладку Tools, которая позволит настроить функции поворота.

Вкладка расположена вверху, так что она сразу же бросается в глаза.
Вкладка расположена вверху, так что она сразу же бросается в глаза.

5. Из нескольких предложенных приложением вариаций, следует выбрать именно пункт — «акселерометр».
6. Последний шаг — нажать на кнопочку «ОК». Вот и всё, работа выполнена.

Совет! Однако, если все произведённые действия не принесли желаемого результата, а экран мобильного устройства переворачивается не так, как нужно, это означает, что проблема, скорее всего, в программном обеспечении. Другой вариант — функция «автоповорота» может быть попросту отключена. Включить её очень просто: достаточно только выбрать требуемый пункт меню в верхней панели экрана.

Как создать прибор своими руками?

Возникает вопрос: можно ли сделать подобный акселерометр самостоятельно? Это довольно сложная задача, но если человек умеет обращаться с паяльником, то она в, принципе, осуществимая.

Для работы мастеру потребуются некоторые определённые детали:

  • конкретная микросхема (LIS302DL);
  • специальный конденсатор (0,1 мкф).

Пошаговая инструкция для создания устройства:

1. Сама микросхема имеет целых 14 «ног», но 8, 9 и 12-я — здесь не используются. Кроме того, у неё далеко не самый удобный корпус. Так что если под рукой нет фена для пайки, потребуется удалить пару контактов.

При этом тщательно лудятся ножки чипа, зажимается микросхема в максимально удобном положении, а также лудится и «жало» паяльника (в идеале, оно должно напоминать своеобразную «сосульку»).

2. Тоненький проводок необходимо приложить к ножке, а затем быстро коснуться кончиком олова (здесь очень важно убрать флюс). По окончании данной процедуры, нужно ещё аккуратно «прозвонить» каждую из ножек.
3. После изготовления требуемой печатной платы, к ней надёжно припаивается чип (конденсатор будет расположен внизу).

Именно такая плата позволит максимизовать удобство подключения в работе
Именно такая плата позволит максимизовать удобство подключения в работе.

4. Очень важный элемент — это программа. Рекомендуется также к питанию «подтянуть» линии I2C. Для этого вполне можно использовать резисторы по 10 кОм.

Программа, оптимально подходящая для самостоятельного изготовления акселерометра. Часть 1.
Программа, оптимально подходящая для самостоятельного изготовления акселерометра. Часть 1.
Программа, оптимально подходящая для самостоятельного изготовления акселерометра. Часть 2.
Программа, оптимально подходящая для самостоятельного изготовления акселерометра. Часть 2.
Программа, оптимально подходящая для самостоятельного изготовления акселерометра. Часть 3.
Программа, оптимально подходящая для самостоятельного изготовления акселерометра. Часть 3.
Программа, оптимально подходящая для самостоятельного изготовления акселерометра. Часть 4.
Программа, оптимально подходящая для самостоятельного изготовления акселерометра. Часть 4.

По факту, ныне уже практически нельзя представить себе популярную игру, управление в который бы не осуществлялось благодаря наклону какого-либо мобильного устройства. Акселерометр способен в разы облегчить этот процесс, позволяя обычному пользователю воздействовать на приложение простым перемещением собственного девайса.




Понравилась статья? Поделиться с друзьями: