Si të bëni një xhiroskop nga një përshpejtues. Çfarë është një xhiroskop në një tabletë?

Një xhiroskop është një nga shumë sensorë modernë, pa të cilin është e vështirë të imagjinohet funksionimi i një smartphone.

Shtrirja e aplikimit të këtij sensori në një telefon është mjaft e gjerë. Një xhiroskop i plotë i ngjan vizualisht një maje rrotulluese brenda disa rrathëve. Për shkak të dimensioneve të tij, një dizajn i tillë nuk mund të instalohet në një vegël, kështu që u zëvendësua me një sensor të bazuar në një sistem mikroelektromekanik.

Çfarë është një xhiroskop?

Xhiroskopi në një telefon modern është një sensor që ju lejon të ndryshoni automatikisht orientimin e ekranit në varësi të pozicionit të telefonit inteligjent.

Për herë të parë, një xhiroskop u instalua në iPhone 4, falë të cilit pajisja fitoi funksione të reja të dobishme. Me sensorin, përdoruesit mundën, për shembull, të kthenin faqet dhe të ndërronin gjurmët në luajtës duke tundur telefonin inteligjent.

Për të aktivizuar sensorin në pajisjet me sistemin operativ Android 4.0 KitKat dhe më të lartë, thjesht hapni hijen e njoftimeve dhe aktivizoni opsionin e rrotullimit automatik të ekranit.

Akselerometër dhe xhiroskop

Si rregull, telefonat modernë janë të pajisur me këta sensorë në çifte. Parimi i funksionimit të tyre, megjithëse i ngjashëm, nuk është i dyfishuar. mat nxitimin e një objekti gjatë lëvizjes, ndërsa xhiroskopi mat këndin e devijimit të pajisjes në raport me plane të ndryshme.

Funksionet e xhiroskopit në telefonat inteligjentë

Xhiroskopi e çoi lojën në një nivel të ri. Duke e rrotulluar pajisjen në hapësirë, përdoruesi mund të drejtojë një makinë, të luftojë një lojë, të kërkojë personazhe dhe shumë më tepër.

Nëse flasim për aplikacione standarde, avantazhet më domethënëse të xhiroskopit janë, për shembull, në aplikacionin kalkulator. Në orientimin e portretit, përdoruesi ka akses në veprimet standarde: mbledhje, zbritje, shumëzim dhe pjesëtim. Duke e rrotulluar telefonin tuaj 90 gradë, mund të merrni një përzgjedhje të madhe funksionesh trigonometrike për të gjitha rastet.

Sigurisht, me funksionimin automatik të sensorit është shumë më i përshtatshëm për të parë video në YouTube dhe për të shfletuar fotot. Ju gjithashtu mund të përdorni sensorin për të krijuar një nivel ndërtimi nga telefoni juaj - për këtë ju duhet të shkarkoni një aplikacion të veçantë.

Në fakt, xhiroskopi nuk ka disavantazhe. Sigurisht, ndonjëherë ka siklet kur shikoni foto ose lexoni kur, kur ndryshoni qëndrimin e një personi dhe një pajisjeje, janë të mundshme ndryshime të padëshiruara në orientimin e ekranit. Zgjidhja është e thjeshtë - çaktivizoni rrotullimin automatik në cilësimet.

Telefonat celularë po bëhen më kompleks çdo vit. Për të numëruar numrin e të gjithë sensorëve të integruar në telefonat inteligjentë modernë, gishtat e të dy duarve mund të mos mjaftojnë. Xhiroskopi në telefon - çfarë lloj sensori është, si funksionon, cili është aplikimi i tij, a është e mundur të fikni këtë pajisje? Këto pyetje do të diskutohen për ata që duan të kenë një kuptim të mirë të smartfonit të tyre.

Çfarë është një xhiroskop

Yula, e njohur ndryshe si maja, është një lodër e famshme. Gjatë rrotullimit të shpejtë, ai mbetet i qëndrueshëm në një pikë mbështetëse. Kjo pajisje e thjeshtë është shembulli më i thjeshtë i një xhiroskopi - një pajisje që i përgjigjet ndryshimeve në këndet e orientimit të trupit në të cilin është instaluar në tre plane. Termi u përdor për herë të parë nga fizikani dhe matematikani francez Jean Foucault.

Xhiroskopët klasifikohen nga numri i shkallëve të lirisë dhe nga parimi i funksionimit (mekanik dhe optik). Sensorët e xhiros së dridhjeve, një nënlloj i atyre mekanike, përdoren gjerësisht në pajisjet mobile. Përdorimi i navigimit GPS ka lënë në hije funksionin origjinal të xhiroskopëve - për të ndihmuar me orientimin, por kjo teknologji është ende e domosdoshme në modelet moderne të telefonave.

Dallimi nga akselerometri

Veglat moderne celulare shpesh i kanë të instaluara të dyja këto pajisje. Dallimi kryesor midis një xhiroskopi dhe një përshpejtuesi dhe sensorëve të tjerë qëndron në vetë parimin e funksionimit të këtyre pajisjeve. E para përcakton këndin e vet të prirjes në lidhje me tokën, dhe e dyta është në gjendje të matë nxitimin linear. Avantazhi i një akselerometri është se njohja e përshpejtimit ju lejon të llogarisni me saktësi distancën që pajisja është zhvendosur.

Në praktikë, të dyja pajisjet mund të zëvendësojnë dhe plotësojnë njëra-tjetrën. Në fakt, të dy regjistrojnë vetëm pozicionin e tyre në lidhje me sipërfaqen e tokës. Ashtu si një xhiroskop, një akselerometër mund të transmetojë informacionin e përshpejtimit në smartphone në të cilin është instaluar.Të dy sensorët përdoren shpesh; ndërveprojnë mirë. Tabela tregon karakteristikat kryesore të pajisjeve.

Parimi i funksionimit

Me fjalë të thjeshta, një xhiroskop është një majë që rrotullohet me shpejtësi rreth një boshti vertikal, i montuar në një kornizë që mund të rrotullohet rreth një boshti horizontal dhe i montuar në një kornizë tjetër që rrotullohet rreth një boshti të tretë. Pavarësisht se si e kthejmë majën, ajo gjithmonë ka mundësinë të jetë ende në një pozicion vertikal. Sensorët regjistrojnë sinjalin se si orientohet pjesa e sipërme në lidhje me kornizat, dhe procesori merr informacion dhe lexon me saktësi të lartë sesi kornizat në këtë rast duhet të pozicionohen në raport me gravitetin.

Çfarë është një xhiroskop në një smartphone?

Pajisjet moderne celulare janë kryesisht të pajisura me xhiroskopë. Ata quhen gjithashtu sensorë xhiro. Ky element i telefonit inteligjent funksionon në mënyrë të vazhdueshme, në mënyrë autonome dhe nuk kërkon kalibrim. Kjo pajisje nuk ka nevojë të ndizet, por disa telefona kanë një funksion mbylljeje për të kursyer energji. Është bërë në formën e një qarku mikroelektromekanik të vendosur nën trupin e smartphone.

Për çfarë nevojitet

Futja e teknologjisë së sensorëve xhiro në pajisjet celulare ka zgjeruar ndjeshëm funksionalitetin e tyre dhe ka shtuar një mënyrë të re për të kontrolluar pajisjet. Për shembull, thjesht tundja e telefonit do t'i përgjigjet një telefonate në hyrje. Ndryshimi i orientimit të ekranit duke anuar smartfonin zbatohet gjithashtu falë sensorëve xhiro; Kjo pajisje siguron stabilizimin e kamerës. Në aplikacionin Llogaritësi, thjesht rrotullimi i ekranit 90 gradë hap veçori shtesë të programit.

Sensori xhiro ka thjeshtuar shumë përdorimin e hartave të integruara në telefonat inteligjentë. Nëse një person e kthen pajisjen e tij "me fytyrë", të themi, drejt një rruge specifike, atëherë kjo do të shfaqet në hartë me saktësi të lartë. Një smartphone i mirë me një xhiroskop ofron disa veçori interesante për lojërat celulare. Drejtimi i një makine virtuale bëhet tepër realist kur përdorni kthesat e smartfonit tuaj për të drejtuar makinën. Në teknologjitë e realitetit virtual, kthesat e kokës gjurmohen duke përdorur sensorë xhiro.

Si funksionon një sensor xhiroskopik?

Në një sensor xhiro ka dy masa që lëvizin në drejtime të kundërta. Kur shfaqet shpejtësia këndore, mbi masën vepron një forcë Coriolis e drejtuar pingul me lëvizjen e tyre. Ka një zhvendosje të masave me një sasi proporcionale me shpejtësinë e aplikuar. Distanca midis elektrodave lëvizëse dhe të palëvizshme ndryshon, gjë që çon në një ndryshim në kapacitetin e kondensatorit dhe tensionin në pllakat e tij, dhe ky është një sinjal elektrik. Sinjale të tilla elektronike njihen nga sensori xhiro.

Si të zbuloni nëse smartphone juaj ka një xhiroskop

Një mënyrë e thjeshtë është të njiheni me karakteristikat e pajisjes në faqen zyrtare të prodhuesit. Nëse ka një sensor xhiro, kjo do të tregohet patjetër. Disa prodhues heshtin nëse telefoni ka një xhiroskop, duke mos dashur të humbasin hapësirë ​​në të. Ato mund të kuptohen - të gjithë tani po përpiqen ta bëjnë telefonin më të lehtë dhe më të hollë. Në raste të tilla, aplikacionet e palëve të treta do të ndihmojnë.

YouTube ka një seksion të tërë videosh që mund të rrotullohen 360 gradë. Nëse mund ta kontrolloni një video të tillë duke rrotulluar telefonin inteligjent, atëherë xhiroskopi po funksionon. Mund të instaloni gjithashtu aplikacionin AnTuTu Benchmark, i cili kryen një diagnostikim të plotë të pajisjes tuaj. Aty do të gjeni një rresht për praninë ose mungesën e një xhiroskopi.

Cilët telefona kanë xhiroskop?

Smartfoni i parë që kishte sensor xhiroskop ishte iPhone 4. Blerësit reaguan pozitivisht ndaj kësaj risie dhe që atëherë, telefonat me xhiroskop kanë filluar të mbushin tregun. Të gjitha versionet e mëvonshme të telefonave inteligjentë Apple ishin të pajisur me sensorë xhiro. Në këtë drejtim, është pak më e vështirë për pronarët e pajisjeve Android, për fat të mirë, mund të pyesni një konsulent për praninë e një sensori përpara se të blini, ose ta kontrolloni vetë. Xhiroskopi në telefonin tuaj është një bonus i rëndësishëm.

Video

Në këtë artikull do të flasim për një palë pajisje miniaturë që janë të integruara në shumë pajisje elektronike moderne: lojtarë, tableta, komunikues, foto dhe video kamera. Gjegjësisht, në lidhje me xhiroskopin dhe akselerometrin. Nga rruga, vlen të thuhet se një sinonim për fjalën "xhiroskop" është fjala "sensori xhiro", dhe një sinonim për "akselerometër" është sensori G. Vetë xhiroskopi dhe akselerometri janë gjëra të ndryshme (disa njerëz i ngatërrojnë), por ato plotësojnë njëri-tjetrin në mënyrë perfekte, duke punuar në çifte.

Akselerometri (sensori G)është një pajisje miniaturë që, duke folur shkencërisht, mat projeksionin e nxitimit të dukshëm. Për ta thënë thjesht, ai përcakton këndin e prirjes së pajisjes në lidhje me sipërfaqen e Tokës. Softueri që merr informacionin e këndit të animit nga përshpejtuesi e rrotullon imazhin në ekran. Për shembull, në një pajisje me një sensor G, për të kaluar në orientimin e ekranit në peizazh (peizazh), thjesht duhet ta rrotulloni pajisjen 90 gradë. Imazhi në ekran do të rrotullohet "në vetvete", pasi përshpejtuesi do të funksionojë.

Xhiroskopi (sensori i xhiros)është një pajisje që shërben për të përcaktuar orientimin e një pajisjeje në hapësirë ​​dhe për të gjurmuar lëvizjen e saj. Softueri i përdorur në lidhje me xhiroskopin është në gjendje t'i përgjigjet shpejt lëvizjes së pajisjes në hapësirë ​​dhe të marrë vendimet e duhura. Për shembull, në laptopë, një xhiroskop ju lejon të aktivizoni shpejt modalitetin e mbylljes së diskut në rast të rënies ose thjesht lëvizjes së papritur të pajisjes. Kjo është shumë e dobishme, ndaj këshillohet që laptopi/netbook që blini të ketë një sensor xhiro. Megjithatë, shumë laptopë përdorin gjithashtu një përshpejtues për qëllime të ngjashme.

Në komunikuesit modernë, telefonat dhe tabletët, akselerometri dhe xhiroskopi përdoren gjithashtu si kontrolle të rëndësishme për lojën. Si rezultat, lojtari ka mundësinë të kontrollojë, për shembull, një makinë virtuale në disa gara me kthesa të thjeshta, lëkundje dhe lëvizje të tjera të pajisjes. Dhe, sigurisht, gama e lojërave nuk është e kufizuar në gara. Ka një numër të madh lojërash të ndryshme që përdorin xhiroskopin dhe akselerometrin si një mjet kontrolli. E gjithë kjo e bën lojën më argëtuese dhe interaktive.

Në disa pajisje, softueri mund të përdorë gjithashtu akselerometrin dhe xhiroskopin në një sërë situatash. Për shembull, në komunikuesit iPhone në orientim portret (standard) të ekranit, kalkulatori është më i zakonshmi - shfaqen vetëm butonat me numra dhe veprime të thjeshta aritmetike. Por kur e rrotulloni pajisjen 90 gradë, kalkulatori kalon automatikisht në modalitetin profesional - shfaqen butona me funksione trigonometrike, logaritmike dhe të tjera.

Përveç kësaj, në iPhone, iPod dhe iPad, akselerometri përdoret nga luajtësi i muzikës: në orientimin e ekranit portret (vertikal), ekrani shfaq një listë këngësh/autorë/albumesh dhe kur pajisja rrotullohet 90 gradë, kalon në një lloj mode të quajtur CoverFlow. Imazhet e kopertinave të albumeve shfaqen në ekran, të cilat mund t'i lëvizni me një rrëshqitje të thjeshtë të gishtit. Është e rëndësishme të kuptohet se akselerometri këtu kryen vetëm një funksion: sigurimin e kalimit automatik nga modaliteti standard në modalitetin CoverFlow.

Një aplikim tjetër i sensorëve të përshkruar mund të shihet në modalitetin e lundrimit. Për shembull, po shikoni një hartë të zonës në pajisjen tuaj (me një modul GPS, sigurisht). Kjo hartë - duke përdorur një xhiroskop - shfaqet në përputhje me vendndodhjen tuaj; me fjalë të tjera, ekrani shfaq një diagram të zonës që është drejtpërdrejt para jush. Ju rrotulloheni dhe harta në ekran gjithashtu kthehet. Në fakt, harta korrespondon gjithmonë me drejtimin e shikimit/trupit tuaj. Është shumë praktik.

Së fundi, vlen të përmendet funksioni i hapometrit që kanë disa pajisje me një përshpejtues (për shembull, lojtarët iPod Nano të gjeneratave të 5-të dhe të 6-të, komunikuesit iPhone). Një hapometri ju lejon të matni distancën e përshkuar në ditë (ose, për shembull, distancën që keni përshkuar gjatë një periudhe kohore). Vërtetë, saktësia e matjes varet nga shumë faktorë dhe ndonjëherë është shumë e ulët.

Siç mund ta shihni, akselerometri dhe xhiroskopi janë gjëra mjaft të dobishme, megjithëse, natyrisht, nuk ka nevojë jetike për to. Dua të vërej gjithashtu se sensori xhiro dhe përshpejtuesi nuk kanë veti telepatike dhe reagojnë ndaj çdo kthese dhe lëvizjeje të pajisjes, përfshirë ato të rastësishme. Kjo është natyrshëm e bezdisshme dhe shumë nga këta sensorë thjesht fiken. Personalisht e përdor.

Vlen të thuash disa fjalë për përshpejtuesit (sensorët G) në lexuesit e bojës elektronike. Për shkak të specifikave të ekranit e-ink (është i ngadalshëm), sensori G në lexues është një kënaqësi shumë e dyshimtë. Nëse funksionon gabimisht, do të duhet të prisni derisa imazhi/teksti në ekran të rrotullohet në modalitetin që nuk ju nevojitet dhe më pas derisa të ndodhë rrotullimi i kundërt.

Dhe pozitivet false në fakt nuk janë aq të rralla. Për shembull, ju shtriheni me lexuesin në një shtrat ose në një divan, dhe sensori G jep një sinjal - duhet të rrotulloni tekstin në ekran. Dhe kjo nuk ju nevojitet fare. Pritëm dhe e kthyem tekstin. Pastaj ata vendosën të ktheheshin në anën e tyre. Sensori G funksionoi përsëri, dhe përsëri më kot. Siç mund ta shihni, është e papërshtatshme. Kjo është arsyeja pse shumë përdorues të lexuesve e-Ink çaktivizojnë akselerometrin. Dhe kjo është arsyeja pse unë nuk rekomandoj që prania e një akselerometri (si dhe një sensor xhiro) të jetë një nga kriteret për zgjedhjen e një lexuesi. Është më mirë që lexuesi të ketë aftësinë për të rrotulluar tekstin/imazhet në ekran duke përdorur një buton. Kjo është me të vërtetë e përshtatshme.

Meqenëse m'u kujtua për lexuesit, ia vlen të thuash disa fjalë për lexuesit elektronikë PocketBook, mbi të cilët mund të instaloni një program shtesë të quajtur FBReader 180 (shpërndahet pa pagesë). Ky program ka një funksion shumë interesant: lëvizjen duke e anuar pajisjen. Në fakt, ju mund të ktheni faqet e librave pa shtypur butonat, thjesht anoni pajisjen në një kënd të caktuar djathtas/majtas. Madhësia e këtij këndi vendoset në cilësimet. Mbani në mend se ky funksion funksionon vetëm në pajisjet PocketBook me një sensor G të integruar: modelet 360, 360+, 602, 603, 612, 902, 903, 912.

Së fundi, unë do të jap këtë këshillë: Nëse planifikoni të përdorni sensorin e përshpejtuesit ose xhiro të pajisjes, sigurohuni që të kontrolloni nëse funksionon siç duhet kur blini për të shmangur zhgënjimin më vonë. Dhe unë gjithashtu këshilloj fuqimisht të mos blini pajisje me një përshpejtues të integruar pa aftësinë për ta çaktivizuar atë. Pajisjet e tilla, për fat të keq, prodhohen (zakonisht nga kompani të vogla kineze), dhe ndonjëherë ato irritojnë shumë pronarët e tyre me alarme false nga ky sensor.

Dhe mbani mend se të kesh një xhiroskop dhe një akselerometër është shumë më mirë sesa të kesh vetëm një përshpejtues (sensor G). Një xhiroskop i çiftuar me një sensor G është në gjendje të përcaktojë më saktë pozicionin e pajisjes në hapësirë, dhe do të ketë më shumë mundësi për kontroll interaktiv - për shembull, në lojëra.

Prej disa kohësh është bërë e qartë se xhiroskopi është një sensor shumë i rëndësishëm. Dhe është shumë e trishtueshme që prodhuesit e smartfonëve modestisht heshtin për mungesën e tij në prezantimet e tyre. Për fat të mirë, ju mund të mësoni për praninë ose mungesën e një xhiroskopi para dhe pas blerjes së pajisjes. Si ta bëni këtë përshkruhet në artikullin e sotëm.

Por së pari, le të kuptojmë se çfarë është saktësisht një xhiroskop. Ne gjithashtu do të përpiqemi të zbulojmë nëse konsiderohet një detaj kaq i rëndësishëm. Dhe vetëm pas kësaj ne do t'ju tregojmë se si të kontrolloni praninë e tij.

Një xhiroskop i plotë është i ngjashëm në formë me një majë rrotulluese ose një majë. Ka një mbajtëse, disk me rotor, kapëse flokësh dhe disa rrathë. Dizajni i tij është bërë në atë mënyrë që disku të jetë gjithmonë në një pozicion, për të cilin duhet të falënderojmë gravitetin.

Është e pamundur të instalosh një xhiroskop klasik në një smartphone, pasi është shumë i madh. Prandaj, në vend të kësaj përdoret një sensor i veçantë i bazuar në një sistem mikroelektromekanik. Gjerësia e saj varion nga 5 në 10 mm, dhe lartësia e saj nuk i kalon 5 mm. Sidoqoftë, edhe dimensione të tilla duken shumë të mëdha për disa prodhues të smartfonëve, dhe për këtë arsye ata shpesh refuzojnë të instalojnë një xhiroskop.

Ku përdoret xhiroskopi?

Ky sensor është një version i përmirësuar i përshpejtuesit. Me ndihmën e tij, sistemi operativ jo vetëm që mëson në kohë për lëvizjen dhe rrotullimin e pajisjes, por gjithashtu mund të gjurmojë me saktësi të gjitha këto veprime. Nëse akselerometri është një lloj niveli ndërtimi, atëherë xhiroskopi rrit ndjeshëm saktësinë e leximeve të këtij sensori.

Nëse dëshironi të blini një helmetë VR për Android në të ardhmen, atëherë pajisja juaj duhet të ketë një xhiroskop. Ky sensor do të gjurmojë rrotullimin e kokës tuaj, duke e drejtuar shikimin tuaj virtual pikërisht në drejtimin në të cilin drejtohen sytë tuaj të vërtetë. Gjithashtu, xhiroskopi në Android ndihmon në shikimin e qiellit me yje. Nëse përdorni aplikacionin e duhur, ai do të kuptojë se në cilin drejtim të botës është drejtuar kamera, duke treguar emrat e yjësive aktualisht të dukshme.

Ky sensor përdoret gjithashtu në lojërat e realitetit të shtuar. Shembulli më i mrekullueshëm i kësaj është Pokemon Go. Nëse telefoni juaj inteligjent nuk ka xhiroskop, atëherë përbindëshat e xhepit do të kërcejnë në barin virtual. Nëse sensori është i pranishëm, atëherë kafshët do të lëvizin nëpër botën reale, zona e dukshme e së cilës bie në pamjen e kamerës së integruar.

Si të zbuloni nëse smartphone ose tableti juaj ka një xhiroskop

Ka disa mënyra për të zbuluar nëse pajisja juaj ka një xhiroskop. Gjëja më e zakonshme është të shkoni në faqen zyrtare të prodhuesit për t'u njohur me karakteristikat teknike të vegël. Konkretisht, xhiroskopi duhet të kërkohet në listën e sensorëve. Por ne nuk po kërkojmë mënyra të thjeshta, apo jo? Prandaj, ai do të kalojë në metoda të tjera.

Nëse klienti YouTube është i instaluar në smartphone ose tablet, atëherë hapeni atë dhe shkruani pyetjen " video 360" Filloni të shfaqni ndonjë nga rezultatet e kthyera. Nëse mund të lëvizni pamjen e kamerës virtuale duke përdorur rrotullimin e telefonit inteligjent, atëherë xhiroskopi është i pranishëm dhe funksionon me sukses. Nëse mund ta ktheni shikimin vetëm me gisht, atëherë nuk ka sensor në pajisje.

Një mënyrë tjetër është përdorimi i aplikacionit Standardi AnTuTu. Duhet ta shkarkoni, instaloni dhe ekzekutoni. në " Informacion» do të zbuloni të gjitha specifikimet teknike të pajisjes suaj. Do të shihni gjithashtu emrin e xhiroskopit të integruar. Ose do të zbuloni se ai " Nuk mbështetet"(domethënë, thjesht nuk ekziston).

Në vend të AnTuTu, mund të instaloni një mjet më të specializuar. Kjo është për Sensori Sense. Ai shfaq leximet nga të gjithë sensorët e integruar në smartphone. Nëse xhiroskopi nuk është në listë, atëherë ai nuk është i integruar në vegël. Kjo mund të thuhet gjithashtu nëse të dhënat nga ky sensor nuk ndryshojnë kur pajisja rrotullohet në duart tuaja.

Si të aktivizoni xhiroskopin në Android?

Ky element i telefonit inteligjent funksionon në mënyrë të vazhdueshme. Nuk mund të aktivizohet ose çaktivizohet. Nëse në këtë moment po mendoni për funksionin e rrotullimit të ekranit, atëherë përshpejtuesi është përgjegjës për të. Dhe kjo veçori në fakt mund të çaktivizohet. Për ta bërë këtë, bëni sa më poshtë:

1. Shkoni te seksioni i cilësimeve të sistemit.

2. Shkoni te nënseksioni " Ekrani».

3. Këtu mund të gjeni lehtësisht artikullin përgjegjës për veprimet e pajisjes kur ajo rrotullohet. Ndryshoni vlerën e tij në atë të dëshiruar.

Në trupin e disa veglave të vjetra (kryesisht kompjuterët tabletë) mund të gjeni një ndërprerës të veçantë. Ai bllokon rrotullimin e ekranit, pavarësisht nga cilësimet.

A është e mundur të personalizoni xhiroskopin?

Siç u përmend më lart, xhiroskopi është një sensor plotësisht i pavarur, funksionimi i të cilit nuk mund të ndërhyhet në asnjë mënyrë. Nëse akselerometri mund të kalibrohet, atëherë nuk mund të kryhen veprime të ngjashme me xhiroskopin. Nëse mungon plotësisht, atëherë do t'ju duhet të blini një telefon të ri për realitetin e shtuar ose virtual.

Çfarë është MEMS? Ky shkurtim fsheh emrin "sistemet mikroelektromekanike". Ato janë pajisje miniaturë që përmbajnë komponentë mikroelektronikë dhe mikromekanikë. Vetë emri MEMS, sinqerisht, nuk është aspak i njohur për përdoruesit. Megjithatë, çdo ditë ne përdorim shumë pajisje të bazuara në këto zgjidhje. Shembulli më i thjeshtë i një sistemi mikroelektromekanik është akselerometri, i cili përdoret në të gjithë telefonat inteligjentë modernë, konzolat e lojërave dhe hard disqet. Megjithatë, ka shumë sisteme të tjera, përdorimi i të cilave nuk është aspak i kufizuar në elektronikën e konsumit. Zgjidhjet e bazuara në MEMS përdoren në industrinë e automobilave, industrinë ushtarake dhe mjekësinë.

Historia dhe arkitektura

Së pari, pak histori. Në përgjithësi, viti 1954 mund të konsiderohet fillimi i zhvillimit të MEMS. Ishte atëherë që u zbulua efekti piezorezistues i silikonit dhe germaniumit, i cili formoi bazën e sensorëve të parë të presionit dhe nxitimit. 20 vjet më vonë - në 1974 - Kompania Kombëtare Gjysmëpërçuese filloi prodhimin masiv të sensorëve të presionit për herë të parë. Dhe në vitet 1990, tregu për sistemet mikroelektromekanike u rrit ndjeshëm për shkak të futjes së sensorëve të ndryshëm miniaturë në elektronikën e automobilave.

Sistemeve MEMS u jepet prefiksi "micro" për shkak të madhësisë së tyre. Përbërësit e pajisjeve të tilla kanë madhësi nga 1 deri në 100 mikron, dhe madhësitë e sistemeve të përfunduara ndryshojnë nga 20 mikron në 1 mm.

Sensori MEMS

Për sa i përket arkitekturës, një pajisje MEMS përbëhet nga disa komponentë mekanikë që ndërveprojnë dhe një mikroprocesor që përpunon të dhënat e marra nga këta komponentë. Nuk ka asnjë standard për elementët mekanikë: lloji i tyre mund të ndryshojë shumë në varësi të qëllimit të një pajisjeje të veçantë.

Si silikoni tradicional ashtu edhe materialet e tjera, si polimeret, metalet dhe qeramika, mund të përdoren si materiale për prodhimin e MEMS. Më shpesh, sistemet mekanike janë bërë prej silikoni. Përparësitë e tij kryesore qëndrojnë në vetitë e tij fizike. Kështu, silikoni është shumë i besueshëm - ai mund të funksionojë mbi triliona cikle funksionimi pa u prishur. Sa i përket polimereve, e mira e këtij materiali është se mund të prodhohet në sasi të mëdha dhe më e rëndësishmja, me shumë karakteristika të ndryshme për detyra specifike. Epo, metalet (ari, bakri, alumini), nga ana tjetër, ofrojnë tregues të lartë të besueshmërisë, megjithëse janë inferiorë në cilësinë e vetive të tyre fizike ndaj silikonit.

Vlen të përmenden veçmas materiale të tilla si nitridet e silikonit, aluminit dhe titanit. Për shkak të vetive të tyre, ato përdoren gjerësisht në sistemet mikroelektromekanike me arkitekturë piezoelektrike.

Kur bëhet fjalë për teknologjitë e prodhimit MEMS, përdoren disa qasje kryesore. Këto janë mikropërpunimi vëllimor, mikropërpunimi i sipërfaqes, teknologjia LIGA (Litographie, Galvanoformung dhe Abformung - litografia, elektroplating, formimi) dhe gravimi i thellë i joneve reaktive. Përpunimi me shumicë konsiderohet metoda më kosto-efektive për prodhimin e MEMS. Thelbi i tij qëndron në faktin se zonat e panevojshme të materialit hiqen nga një meshë silikoni me gdhendje kimike, si rezultat i së cilës vetëm mekanizmat e nevojshëm mbeten në vaferë.

Rezultati është marrë duke përdorur përpunimin vëllimor

Etching thellë reaktive joneve pothuajse tërësisht përsërit procesin e mikromachining pjesa më e madhe, përveç se gravurë plazma përdoret në vend të gravurë kimike për të krijuar mekanizma. E kundërta e saktë e këtyre dy proceseve është procesi i mikropërpunimit sipërfaqësor, në të cilin mekanizmat e nevojshëm "rriten" në një vaferë silikoni duke depozituar në mënyrë të njëpasnjëshme filma të hollë. Së fundi, teknologjia LIGA përdor teknikat e litografisë me rreze X për të krijuar mekanizma që janë dukshëm më të gjatë se sa të gjerë.

Në përgjithësi, të gjitha MEMS mund të ndahen në dy kategori të gjera: sensorë dhe aktivizues. Ato ndryshojnë në parimin e funksionimit të tyre. Nëse detyra e sensorit është të shndërrojë ndikimet fizike në sinjale elektrike, atëherë aktivizuesi bën punën saktësisht të kundërt, duke e përkthyer sinjalin në një lloj veprimi. I njëjti përshpejtues është një sensor, dhe një shembull i një pajisjeje që përdor aktivizues është një projektor DLP (Përpunimi Dixhital i Dritës).

Projektori BenQ DLP përdor aktivizues

Epo, tani do të flasim për secilën pajisje veç e veç.

Përshpejtuesit

Pajisja më e zakonshme MEMS është akselerometri. Siç u përmend më lart, qëllimi i përdorimit të tij është jashtëzakonisht i gjerë. Ai mbulon telefonat celularë, laptopët, konsolat e lojërave, si dhe pajisjet më serioze si makinat. Vetë qëllimi i akselerometrit është të matë nxitimin e dukshëm. Në rastin e telefonave celularë, përdoret për shumë qëllime. Për shembull, për të ndryshuar orientimin e ekranit. Ose kryerja e ndonjë funksioni kur "tundni" pajisjen. Për më tepër, nuk duhet të harrojmë lojërat - ato janë, ndoshta, zona kryesore e aplikimit të përshpejtuesve. Në ditët e sotme është e vështirë të imagjinohet një lodër “e avancuar” që nuk do të kontrollohej duke anuar telefonin. Me pak fjalë, akselerometri është bërë pjesë përbërëse e telefonave inteligjentë. Meqë ra fjala, për herë të parë është instaluar në celularin Nokia 5500. Falë akselerometrit, telefoni mund të përdoret si hapamatës. Vrapuesit e mëngjesit ishin të kënaqur! Por, sigurisht, ishte vetëm pas lëshimit të Apple iPhone që përshpejtuesit arritën kulmin e popullaritetit të tyre. Dhe në përgjithësi, interesi për MEMS filloi të rritet së bashku me zhvillimin e platformave iOS dhe Android.

Nokia 5500 është telefoni i parë me një akselerometër

Përshpejtuesit gjenden gjithashtu në kontrollorë të ndryshëm të konsolave ​​të lojërave, qoftë ky një tastierë lojërash të rregullt ose një pajisje paksa e ndryshme, siç është kontrolluesi i lëvizjes PlayStation Move. Nga rruga, akselerometri përdoret gjithashtu në helmetën e realitetit virtual të Sony Project Morpheus të njoftuar së fundmi.

Rëndësi të veçantë ka akselerometri i përdorur në laptopë, ose më saktë, në hard disqet e tyre. Të gjithë e dinë që disqet e ngurtë janë pajisje mjaft të brishta dhe në rastin e laptopëve, gjasat që ato të dëmtohen rriten ndjeshëm. Pra, kur një laptop bie, akselerometri zbulon një ndryshim të mprehtë në përshpejtimin dhe lëshon një komandë për të parkuar kokën e diskut, duke parandaluar dëmtimin e pajisjes dhe humbjen e të dhënave.

Akselerometri InvenSense MPU-6500

Me një parim të ngjashëm, akselerometri ndikon në funksionimin e një DVR të makinës. Gjatë përshpejtimit të papritur, frenimit dhe ndërrimit të korsive të automjetit, video incizimi shënohet me një shënues të veçantë, i cili e mbron atë nga fshirja dhe ri-regjistrimi, gjë që lehtëson shumë analizën e mëtejshme të aksidenteve në komunikacion.

Në përgjithësi, tregu më i madh dhe më premtues për përshpejtuesit dhe MEMS të tjera është industria e automobilave. Fakti është se, ndryshe nga tregu i pajisjeve celulare dhe lojrave, ku përshpejtuesit përdoren për qëllime argëtimi, në makina fjalë për fjalë të gjitha sistemet e sigurisë bazohen në funksionimin e përshpejtuesit. Me ndihmën e tyre, funksionon sistemi i vendosjes së airbagëve, frenat kundër bllokimit, sistemi i stabilizimit, kontrolli adaptiv i lundrimit, pezullimi adaptiv, sistemi i kontrollit të tërheqjes - dhe kjo nuk është një listë e plotë! Me prodhuesit e makinave që i japin përparësi sigurisë, përdorimi i përshpejtuesve dhe pajisjeve të tjera MEMS vetëm do të vazhdojë të rritet.

Testi i përplasjes së Opel Vectra. Në vitet '90, airbags ishin shpesh vetëm një opsion

Por përkundër faktit se qëllimi i përdorimit të akselerometrit është mjaft i përcaktuar qartë, zhvilluesit vazhdojnë të mendojnë se për çfarë qëllime të tjera mund të përdoret kjo pajisje. Për shembull, shkencëtarët nga Instituti Kombëtar i Gjeofizikës dhe Vullkanologjisë të Italisë, Antonio D'Alessandro dhe Giuseppe D'Anna, propozuan përdorimin e përshpejtuesit të një telefoni celular si një sensor tërmetesh. Shumë interesante! Studimet u kryen me një përshpejtues iPhone dhe rezultatet u krahasuan me leximet nga një sensor tërmetesh të plotë nga Kinemetrics. Siç doli, pajisja celulare është në gjendje të zbulojë tërmete të forta me një magnitudë prej më shumë se 5 pikë në shkallën Rihter, por vetëm nëse ndodhet afër epiqendrës së lëkundjeve. Rezultatet nuk janë aq mbresëlënëse, por shkencëtarët janë të bindur se ndjeshmëria e përshpejtuesve vetëm do të rritet dhe në të ardhmen ata do të jenë në gjendje të zbulojnë tërmete më pak të fuqishme. Pyetja e vetme që mbetet është: pse akselerometri i një telefoni do të masë fuqinë e dridhjeve kur ka sensorë tërmetesh? Puna është se shkencëtarët kanë vendosur si synim krijimin në të ardhmen e një rrjeti të tërë telefonash inteligjentë në zona sizmikisht aktive. Në teori, gjatë tërmeteve, të dhënat nga telefonat inteligjentë do të dërgohen në një qendër analitike, e cila do të bëjë të mundur përcaktimin e zonave më të prekura nga fatkeqësia dhe koordinimin e duhur të operacioneve të shpëtimit. Ideja është më se interesante dhe, më e rëndësishmja, me të vërtetë e kërkuar në disa pjesë të botës, por tani është e vështirë të imagjinohet se si do të zbatohet në praktikë.

Tani le të flasim për modelin e vetë përshpejtuesit. Ekzistojnë disa lloje të pajisjeve në varësi të arkitekturës së tyre. Funksionimi i përshpejtuesit mund të bazohet në parimin e kondensatorit. Pjesa lëvizëse e një sistemi të tillë është një peshë e zakonshme, e cila lëviz në varësi të pjerrësisë së pajisjes. Ndërsa zhvendoset, kapaciteti i kondensatorit ndryshon, përkatësisht, voltazhi ndryshon. Bazuar në këto të dhëna, është e mundur të merret zhvendosja e peshës, dhe në të njëjtën kohë përshpejtimi i dëshiruar.

Akselerometri i bazuar në parimin e kondensatorit. Fotografia tregon pllaka kondensator, një pjesë fikse (masë provuese), një pranverë (burrë)

Lloji më i zakonshëm i përshpejtuesve janë sistemet piezoelektrike. Ashtu si në përshpejtuesit me kondensator, ata bazohen në një peshë që ushtron presion mbi një kristal piezoelektrik. Nën presion, ai gjeneron një rrymë elektrike, e cila bën të mundur llogaritjen e nxitimit të dëshiruar, duke ditur parametrat e të gjithë sistemit.

Ekziston një lloj tjetër përshpejtuesi, i cili është thelbësisht i ndryshëm nga kondensatori dhe piezoelektrik. Përshpejtues të tillë quhen termikë. Arkitektura e tyre përfshin përdorimin e një flluskë ajri. Kur përshpejtohet, flluska devijon nga pozicioni i saj fillestar dhe kjo regjistrohet nga sensorët. Duke ditur se sa lëviz flluska gjatë lëvizjes, mund të llogarisni madhësinë e nxitimit.

Xhiroskopët

Një sensor tjetër interesant që përdoret shpesh në lidhje me një përshpejtues është një xhiroskop. Qëllimi i tij kryesor është të matë shpejtësitë këndore në lidhje me një ose më shumë boshte. Në fakt, kombinimi i një përshpejtuesi dhe një xhiroskopi ju lejon të gjurmoni dhe regjistroni lëvizjen në hapësirën tre-dimensionale.

Pajisja e parë celulare që kishte një xhiroskop ishte Apple iPhone 4, pas së cilës prania e këtij MEMS u bë pothuajse një kërkesë e detyrueshme për çdo smartphone. Përdoruesit ishin në gjendje të vlerësonin funksionalitetin e xhiroskopit në shumë lojëra celulare, ku u shfaq një buton i shkrepjes në vend të njërit prej dy levave virtuale. Epo, tashmë duhet të synonit duke e pozicionuar smartfonin në hapësirë, gjë që u bë e mundur falë pranisë së një xhiroskopi.

Xhiroskopi i përdorur në Apple iPhone 4

Përveç pajisjeve celulare, xhiroskopët janë të pranishëm në kontrollorët për konzolat e lojërave PlayStation, Xbox dhe Wii, ku funksionojnë së bashku me përshpejtuesit. Këto sisteme përdoren gjithashtu në kamera për stabilizim optik për të marrë imazhe me cilësi të lartë.

Arkitektura e xhiroskopëve është në shumë mënyra e ngjashme me atë të akselerometrit. Shumë nga këto pajisje kanë një strukturë kondensator. Ky dizajn, për shembull, përdoret në produktet e tij nga STMicroelectronics. Xhiroskopi i tyre bazohet në një element mekanik që funksionon në parimin e një piruni akordues dhe përdor efektin Coriolis për të kthyer shpejtësinë këndore në lëvizje të një strukture të ndjeshme. Le ta shpjegojmë pak këtë proces.

Dy masat lëvizëse janë në lëvizje të vazhdueshme, në drejtime të kundërta, të cilat tregohen me ngjyrë blu në figurë. Kur shpejtësia këndore ndryshon, forca Coriolis, e treguar me të verdhë, fillon të veprojë. Në këtë rast, drejtimi i forcës Coriolis është pingul me drejtimin e lëvizjes së masës. Forca Coriolis shkakton një zhvendosje të masave proporcionale me madhësinë e shpejtësisë këndore. Meqenëse sistemi ka një strukturë kondensator, çdo zhvendosje shkakton një ndryshim në kapacitetin elektrik. Dhe kështu shpejtësia këndore shndërrohet në një parametër elektrik. Vlen gjithashtu të theksohet se falë përdorimit të pirunëve të veçantë akordues, xhiroskopët STMicroelectronics janë të pandjeshëm ndaj dridhjeve të rastësishme. Me një efekt kaq të padëshirueshëm në masat lëvizëse, ata të dy do të zhvendosen në të njëjtin drejtim, duke mos ndryshuar kështu kapacitetin e kondensatorit.

Kështu duket një çip xhiroskopi i bërë nga STMicroelectronics

Magnetometra dhe barometra

Një tjetër sistem interesant mikroelektromekanik është një magnetometër. Ai, si një busull magnetik i rregullt, gjurmon orientimin e pajisjes në hapësirë ​​në lidhje me polet magnetike të Tokës. Informacioni i marrë përdoret kryesisht në aplikacionet e hartës dhe navigimit.

Përveç një magnetometri, shpesh përdoret një barometër MEMS. Barometri u shfaq për herë të parë në Samsung Galaxy Nexus, i lëshuar në vitin 2011. Përsëri, funksionaliteti i tij nuk është i ndryshëm nga ai tradicional - mat presionin atmosferik në vendndodhjen aktuale të pajisjes. Në të njëjtën kohë, barometri zvogëlon kohën që duhet për t'u lidhur me sistemin GPS. Vetë thelbi i funksionimit të sensorit është të krahasojë presionin e jashtëm atmosferik në lidhje me dhomën e vakumit brenda vetë sensorit. Kjo ju lejon të përcaktoni vendndodhjen e përdoruesit me një saktësi prej 50 cm në lartësi dhe zgjeron ndjeshëm aftësitë e navigimit të përdoruesit, pasi ju lejon gjithashtu të përcaktoni vendndodhjen vertikale. Për shembull, një telefon celular me një barometër do të ndihmojë në përcaktimin e rrugës tuaj në çdo kat të një qendre tregtare, të cilën sistemi GPS nuk mund ta përballojë, duke treguar vetëm vendndodhjen në aeroplan.