что такое g сенсор акселерометр
Что такое G-Sensor в телефоне и для чего он нужен
Датчик, который первым широкого используют в телефонах, – это акселерометр, или, как его еще называют, G—сенсор. Он используется, чтобы определять измерение ускорения гаждета в разных направлениях. Естественно, данное ускорение наблюдается тогда, когда смартфон поворачивают или перемещают. Поэтому если гаджет не двигается, то его положение не определить.
Что такое G-Sensor в смартфонах?
В данных устройствах прибор используется, чтобы определять его положение в пространстве, как шагомер, и для автоповорота экрана. Это значит, что, повернув смартфон, изображение развернется таким образом, чтобы это было удобно пользователю. В некоторых устройствах функции такого сенсора пошли еще дальше:
Для чего нужен G-Sensor?
Этот датчик разработали для того, чтобы эксплуатация смартфона была комфортнее. Ведущие спортивный образ жизни могут пользоваться акселерометром, чтобы фиксировать свои результаты, затем анализировать их.
G—сенсор вывел игры на мобильных телефонах на более высокий уровень. Теперь игрой можно управлять, наклоняя и изменяя положение смартфона. Датчик реагирует даже на минимальные изменения угла наклона.
Как проверить наличие данного сенсора в смартфоне?
Если у вас iPhone, то сделать это проще всего. У моделей 4 версии и выше этот датчик присутствует. Но если вы используете гаджет на Android, то все сложнее, ведь устройств и производителей с этой операционной системой намного больше. Проверить можно следующими способами:
Несмотря на размер, этот датчик придает смартфонам еще больше возможностей, поэтому он устанавливается практически во все мобильные устройства.
G-сенсор или акселерометр
Научно-технический прогресс затрагивает не только бытовые устройства или линии производства материальных ценностей. Многие разработки используются в деле сохранения жизни и здоровья людей. Речь идет не только о медицинской технике. Касаются новшества и автомобильной темы.
Множество оборудования современного транспорта контролирует положение машины в пространстве, ее техническое состояние, фиксирует возможные аварии и форс-мажорные ситуации. Последнее обеспечивают мини-камеры с записывающим устройством — видеорегистратором. Благодаря им, при разборе произошедшей аварии или повреждении автомобиля, становится ясна причина возникновения ситуации и ее виновник.
Емкость записывающего устройства ограничена, поэтому используются различные методы по максимальному охвату происходящих событий с последующей их фиксацией, без излишнего заполнения памяти пустыми данными. К примеру, у простых моделей запись производиться только в тот момент, когда камера «видит» движение. Более сложные аппараты определяют местоположение автомобиля, резкие толчки, рывки или перевороты. Последние три функции доступны только для тех видеорегистраторов, которые оборудованы акселерометром или G-сенсором.
В момент переворота, резкой остановки или удара настоящий датчик подает сигнал мини-компьютеру в составе компонентов фиксирующего аппарата. Который, в свою очередь, включает запись видео с камеры. Зачастую в память заноситься и текущее положение в пространстве кузова транспорта — его нахождение на боку, с наклоном или на крыше.
Есть интересная деталь процесса — фактически регистратор пишет изображение постоянно, только временные записи затираются более новыми. При возникновении движения в поле зрения камеры или при резком изменении ускорения, как в случае G-сенсора, видео переводиться в разряд постоянных данных. Соответственно, при правильной настройке, можно получить в их качестве и временные записи за несколько секунд до момента события. То есть, будет зафиксирован на видео не только факт удара, движения или смещения, но и его «виновник».
Принцип работы
Акселерометр (G-сенсор) изначально определяет разницу между ускорением самого датчика и гравитационной постоянной. Простой пример — груз, подвешенный на пружине. Если его не двигать, — он опуститься на определенную высоту взаимосвязанную с сопротивлением крепежа и собственным весом. Стоит начать перемещение конструкции вверх-вниз — груз станет колебаться в зависимости от применяемой силы ускорения.
Чтобы определить его движение в другой плоскости, используют закрепление по всем трем осям, применяя совместно с гравитационной силой противодействие, обеспечиваемое упругими креплениями. В таком случае, груз будет изменять свое положение уже при движении по любому вектору, которое будет нормализоваться при отсутствии ускорения.
Конечно, современное развитие техники уже не требует массивных механических конструкций. Сейчас в оборудовании используют миниатюрные G-сенсоры, преобразующие ускорение в понятные обрабатывающим цепям электрические импульсы.
Существует три вида акселерометров. Пьезоэлектрический гироскоп, резистивный и магнитный. Каждый из них отличается сложностью конструкции, ценой и реагированием на побочные факторы.
Применяются настоящие сенсоры не только в видеорегистраторах. Они получили широкое распространение и используются для всех мобильных устройств: в смартфоне, планшете, телефоне или на ноутбуке. Встречаются они и у стационарной техники — мониторах и телевизорах. В большинстве аппаратов функциональность датчика используется только для определения текущего положения устройства в пространстве и соответствующего изменения выдачи изображения.
Пьезоэлектрический
Пьезоэлемент в конструкции выполняет роль гироскопа. Он не вращается вокруг своей оси, в отличие от классического варианта. Момент инерции сохраняется за счет высокочастотной вибрации. Для оборудования, определяющего ускорение, в одном датчике используются три чувствительных части на каждую из осей движения. Положение гироскопа во всех них определяется за счет изменения емкости.
Минусы: не очень точен, чувствителен к температуре.
Резистивный
Здесь вместо гироскопа используется подвижная масса, хотя так же, как и в предыдущем случае, применяют три чувствительных элемента на каждую из осей вектора ускорения. Нулевая фиксация в состоянии покоя обеспечивается микроскопическим упругими элементами. Изменение положения груза определяется по коэффициенту электрического сопротивления.
Преимущества: температура и магнитное поле не влияют на результаты.
Недостатки: частично механическая конструкция не очень надежна. Мал срок службы и точность.
Магнитный
Магнитный G-сенсор в основе работы использует эффект Холла. Подвижных частей не имеет, вместо них применяются три датчика определяющих напряжённость магнитного поля земли по осям координат.
Плюс: высокая точность в определении поворота датчика по трем осям, до 1/6000 градуса.
Минус: сложность конструкции, чувствительность к паразитным электромагнитным полям, не сильно подходит в роли определителя ускорения, дороговизна.
Настройка
В отношении G-сенсора в видеорегистраторе важными параметрами будут чувствительность и съемка. Первая задается в зависимости от состояния дорог, по которым чаще приходится перемещаться и загруженности магистралей. Если откалибровать сенсор на слишком высокие значения, запись станет начинаться в периоды частых ускорений и торможений при городской езде, или скачках на ухабах вне развитой инфраструктуры. Лучше всего подобрать значение экспериментально, установив баланс между заполнением памяти аппарата и реальными происшествиями, требующими фиксации.
Характеристика съемки обычно задается периодами сохранения до момента события и продолжительностью ее после.
Через меню
В большинстве видеорегистраторов, оснащенных акселерометром найти установку характеристик сенсора можно в меню. В параметрах или настройках нужно обратить внимание на пункт «G-sensor» или «Акселерометр». Под ними и скрывается калибровка датчика.
С помощью компьютера
Некоторые аппараты не имеют меню настроек. Тем не менее установка параметров чувствительности и времени для них доступна через подключение видеорегистратора к компьютеру. Здесь требуется обратиться к инструкции. Изменение установок может быть выполнено через встроенный WEB-интерфейс или с помощью специальной программы от производителя. Последняя может записывать новые параметры не только единовременно в память аппарата, но и использовать для передачи их в устройство флеш-карту. Скачать специализированное ПО зачастую можно с сайта компании-изготовителя видеорегистратора.
Определение наличия функции акселерометра
Наличие акселерометра обязательно указывается в документации к видеорегистратору. Часто на упаковке размещается значок с соответствующим изображением, основой которого скорее всего будет составлять английская литера «G». Распространённые названия: датчик удара, G-sensor, G-сенсор, акселерометр.
Резюмируя
Надеемся представленная статья дала понимание того, что это такое G-сенсор или акселерометр в видеорегистраторе и зачем он нужен. Что касается обязательности его в конечном приборе — все зависит от желания водителя. При загруженном городском потоке, при быстром движении и частом торможении он может быть излишним. То же самое в случае разбитых деревенских дорог. Аппарат будет слишком часто срабатывать «впустую», независимо от конечной настройки и забивать бессмысленной информацией память устройства.
Видео по теме
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.
Что такое акселерометр
В устройстве любого мобильного телефона, планшета имеется прибор акселерометр. Его часто называют «датчиком ускорения» или G-сенсором.
Он устанавливает угол наклона гаджета, выявляет показатели ускорения и выполняет другие действия. Но перед использованием устройства все же стоит изучить, что такое акселерометр в смартфоне, зачем он требуется, и какие функции производит.
Что такое датчик ускорения
Понятие «Акселерометр» состоит из двух слов — из латинского «accelero» («ускоряю») и из греческого «metreo («измеряю»). Дословно можно перевести, как измерение ускорения.
Главное назначение датчика состоит в измерении кажущегося ускорения, или разницы в гравитационном и истинном ускорении, между физическим телом или объектом.
Акселерометр определяет угол наклона телефона относительно земной поверхности. Он сопоставляет три основные координаты: X, Y и Z или ширину, длину и высоту.
Применение специального программного обеспечения изменяет расположение картинки на дисплее мобильного устройства. Данные действия он производит в соответствии с координатами, которые передает датчик.
Умный прибор, который обладает небольшими размерами, может не только определять изменение положения смартфона в системе координат, но и производить дополнительные функции. Он может воспринимать внешние факторы, реагировать на встряхивания, толчки, повороты.
Сейчас датчик ускорения является обязательным элементом любого смартфона. Но несколько десятков лет назад, первые телефоны, в которых были предусмотрены данные элементы, были дорогие и воспринимались они, как настоящее чудо.
Принцип работы
G-сенсор является важным компонентом в смартфоне, который применяется для отображения качественной картинки на дисплее под правильным углом обзора. Но все же, чтобы понять что это, стоит изучить принцип работы и возможности акселерометра.
Как работает акселерометр? При отклонениях и вибрациях, энергия переходит в электрический сигнал, он будет пропорционален ускорению смартфона. Далее сигнал переходит на компоненты телефона, которые после будут выполнять необходимые действия — производить поворот экрана, измерять ускорение, определять угол наклона гаджета.
Часто акселерометр путают с гироскопом. Данные элементы похожи, но производят совершенно разные функции. Для установления позиции требуются оба датчика, но вот каждый из них выполняет это по-разному. Акселерометр проводит измерение собственного движения, а вот гироскоп определяет расположение объекта в пространстве.
Гироскоп и акселерометр не мешают друг другу, они могут функционировать вместе, но они не являются взаимозаменяемыми. Часто их применяют для высокотехнологичных электронных приборов.
Какие функции производит G-сенсор
Датчики ускорения используются для расширения возможностей и опций телефонов. Они делают их удобными, функциональными.
Так для чего нужен акселерометр? Он подходит для измерения расстояния движения устройства, для определения отклонений в пространстве. Но это еще не все функции прибора.
Датчик выполняет следующие действия
Области применения
Датчик ускорения применяется в следующих сферах:
Как выглядит датчик в смартфонах
Стандартный датчик имеет небольшие размеры, он похож на компактный чип. Ниже имеется фото обычного акселерометра, который устанавливается в смартфоны.
Для механических приборов применяется массивный датчик, он имеет крепление из упругих подвесов. При необходимости на данные элементы может подаваться определенное давление для повышения точности работы акселерометра. В соответствии с проводимыми задачами всего может быть от 1 до 3 подвесов.
В электронном G-сенсоре имеется набор проводников. Они передвигаются под влиянием ускорения. Компоненты могут корректировать показатели напряженности в зоне, которая находится вокруг. По данным параметрам можно установить, в какую область переместились проводники, а также какое движение корпуса спровоцировало сдвиг. В комплексных датчиках, которые включают гироскоп, может быть до шести осей.
Трехосный акселерометр может с максимальной точностью установить расположение тела в пространстве, он улавливает различные изменения. Он постоянно проводит сбор и перенаправление сведений о давлении, которое подается на подвесы.
Любой вид датчика может выявить вариант положения корпуса в пространстве. А также прибор устанавливает показатели скорости, с которыми передвигался владелец гаджета по сотрясениям от его шагов.
Функции G-сенсора в других гаджетах
Датчики имеются в фитнес-браслете и смарт-часах, они являются важными компонентами устройств. Главные функции — подсчет количества шагов в течение дня. Акселерометр в фитнес-браслете и в часах контролирует любые передвижения днем и во время сна.
Программная обработка проводит распознавание, что вы делаете — бежите или идете.
Она определяет интенсивность и скорость, точное количество шагов. Модуль производит включение браслета при поднятии руки к лицу.
Как выполняется включение и выключение
Датчик или акселерометр используется в гаджетах для автоповоротов дисплея. Но эта опция не всегда включена в параметрах гаджета по умолчанию. В этой ситуации, в настройках телефона нужно подключить G-сенсор.
Однако не всегда автоматическое переключение положения может быть удобным. Бывает, что постоянные перевороты дисплея доставляют множество проблем. Чтобы выключить функцию можно использовать вышеперечисленные способы.
Как проводится калибровка датчика
Калибровка акселерометра требуется для улучшения функционирования устройства. Для этого можно выполнить настройку. Она не займет много времени, для осуществления проводится минимум действий.
Чтобы откалибровать датчик в устройстве с ОС Андроид можно воспользоваться следующей инструкцией:
После процесс калибровки производится автоматически. Пользователь получит уведомление о том, что все успешно завершено, на экран выйдет соответствующая надпись.
Причины неполадки акселерометра и их устранение
Иногда датчик может плохо производить функции, или полностью перестает работать, даже после калибровки. Проблемы могут произойти из-за программного сбоя, а также из-за поломки микросхем. Метод устранения стоит подбирать в соответствии с причиной, которая спровоцировала неполадки.
Программный сбой
Чтобы понять, что привело к нарушению работы акселерометра, пользователь должен вспомнить, какие приложения он недавно устанавливал. Именно они вызывают конфликт в работе оборудования или программного обеспечения. Для начала следует удалить новые программы, а после проверить работу датчика.
Если данные меры не помогут, и не улучшат функционирование прибора, то придется провести сброс или форматирование. Но перед проведением операции требуется информацию, файлы с телефона скопировать на компьютер или перенести на облачное хранилище.
Сброс или форматирование проводится в следующей последовательности:
Через определенный период все сведения сбрасываются. В телефоне не будут сохранены файлы и программы, которые были загружены пользователем.
Пользователь может воспользоваться другим вариантом восстановления ПО — обновление прошивки. Для этого смартфон требуется подключить к сети Wi-Fi. И после нужно воспользоваться следующей инструкцией:
Аппаратный сбой
Есть еще одна причина — аппаратный сбой. Чтобы восстановить нормальное функционирование, требуется обратиться в мастерскую, где специалисты проведут необходимые меры.
На начальном этапе проводится диагностика, она поможет установить причину и степень поломки, а также определит, какие ремонтные работы нужно будет провести. Обычно выполняется замена детали на новую. Если все будет сделано правильно, то работа устройства восстановится.