Всё, что нужно знать о датчиках в вашем смартфоне

Акселерометр не работает что делать

Бывают ситуации, когда датчик перестаёт работать корректно или вообще отказывается функционировать даже после проведения калибровки. Проблема может быть вызвана программным сбоем или же выходом из строя самой микросхемы. В зависимости от причин появления необходим различный подход к устранению неполадки.

Регулярное обновление ПО позволяет решать многие проблемы с софтом

Программный сбой

В этом случае пользователю следует вспомнить последние установленные приложения, которые могли вызвать конфликт оборудования или программного кода. Первым делом рекомендуется удалить все новые приложения и опробовать акселерометр.

Если эти действия не привели к нужному результату, тогда вторым вариантом решения проблемы станет сброс до заводских настроек.

Перед сбросом настроек следует обязательно осуществить резервное копирование, чтобы не потерять информацию

Для сброса телефона к заводскому состоянию следует выполнить следующие действия:

• зайти в меню настроек смартфона;
• выбрать пункт «Восстановление и сброс»;
• активировать кнопку «Сброс до заводских настроек»;
• подтвердить действие.

Через некоторое время пользователь получает полностью восстановленный телефон в том состоянии, в котором он был после приобретения.

Hard-Reset, или восстановление через инженерное меню также может привести к решению проблемы программного сбоя

Ещё одним способом «лечения» программного сбоя является обновление прошивки. При этом желательно подключить смартфон к сети WiFi, поскольку новая прошивка может «весить» гигабайты. Чтобы осуществить обновление программного обеспечения, необходимо перейти к пункту меню «Сведения о телефоне», далее выбрать строчку «Обновление ПО». Последует проверка наличия новых версий и, если они имеются, пользователю останется только скачать их на устройство и завершить процесс обновления.

Аппаратный сбой

Второй причиной, по которой может перестать работать акселерометр, является аппаратный сбой. Единственным способом восстановления нормального функционирования является обращение в специализированную мастерскую, где после проведения диагностических мероприятий мастер решит, какой вид ремонта требуется. Чаще всего осуществляется замена детали на новую, после чего работа аппарата восстанавливается.

Устранение аппаратного сбоя работы акселерометра возможно только в условиях сервисного центра квалифицированным мастером

Акселерометр является важной деталью, которая необходима для удобного использования современного умного устройства. Также подобные приборы применяются в космической отрасли, промышленности для контроля над вибрацией

Встретить акселерометр можно в жёстком диске, где он применяется для защиты от падений или сотрясений. Ещё раз узнать, что это такое, можно из представленного видео.

Принцип устройства и действия датчика

В классическом исполнении этот небольшой по размерам датчик имеет простую конструкцию и состоит из трёх компонентов: пружины, подвижной массы и демпфера.

Пружина закрепляется на неподвижной рамке. На её свободный конец прикрепляется грузик или масса, движение которого ограничено демпфером, необходимым для погашения вибраций, создаваемых при раскачивании.

При появлении ускорения наблюдается движение массы, приводящее к деформации пружины, что фиксируется измерительным блоком, преобразующим эти колебания в конкретные величины.

Для качественного срабатывания требуется наличие трёх осей чувствительности по числу координат

По завершению манипуляции за счёт пружины инертная масса занимает своё первоначальное положение. Датчик необходим для фиксации изменения уровня смещения относительно состояния покоя.

Также, когда речь заходит об акселерометре, вводится такое понятие, как ось чувствительности прибора. Всего их три, по числу составляющих системы координат. При наличии одной оси встроенный датчик сумеет передать изменение положение только в пределах чувствительности данной координаты.

Размер чипа максимально уменьшается для размещения его внутри тонкого корпуса смартфона

Современные мобильные устройства имеют небольшие габариты, поскольку каждый производитель старается сделать свой флагман ультратонким. Поэтому разместить внутри корпуса классический акселерометр не представляет возможным. Он заменяется небольшой микросхемой, внутри которого имеется инертная масса, но нет пружины в стандартном её понимании, хотя чувствительные датчики могут чётко определять изменение угла наклона устройства.

Акселерометр может сделать телефон строительным уровнем, что позволит уменьшить количество инструмента при ремонте

Датчики для акселерометров изготавливаются в автоматическом режиме роботизированными станками. Для получения рабочего экземпляра требуется проведение химической реакции, при которой происходит взаимодействие силикона и иных элементов. Поскольку качество и точность будет зависеть от правильности расчётов и пропорций, то в условиях столь минимального размера добиться этого посредством физического воздействия невозможно.

5Определение углов поворота акселерометра

Вспомнив базовый курс школьной геометрии, выведем формулу для вычисления углов поворота акселерометра: angle_X = arctg[ √(G_z2 + G_y2) / G_x ]. Значения получаются в радианах. Чтобы перевести радианы в градусы, поделим результат на число π и умножим на 180°.

const int xPin = A0; //определяем аналоговые пины,
const int yPin = A1; //к которым подключим
const int zPin = A2; //три канала акселерометра

const float Vmax = 5.0; //макс. допустимое напряжение на аналоговом входе

const float x0 = 1.71; //значения по осям при нулевых "g";
const float y0 = 1.69; //эти значения вы должны определить
const float z0 = 1.68; //самостоятельно (см.шаг 4)

const float sens_x = 0.35; //чувствительность по осям в В/g;
const float sens_y = 0.35; //эти значения вы должны определить
const float sens_z = 0.35; //самостоятельно (см.шаг 4)

void setup() {
  Serial.begin(9600); //инициализация последовательного порта
}

void loop() {
  unsigned int value_x = analogRead(xPin); //считываем значения с акселерометра
  unsigned int value_y = analogRead(yPin);
  unsigned int value_z = analogRead(zPin);
  
  float Gx=(value_x*Vmax/1024.0 − x0)/sens_x; //определяем ускорения по осям 
  float Gy=(value_y*Vmax/1024.0 − y0)/sens_y;
  float Gz=(value_z*Vmax/1024.0 − z0)/sens_z;
  
  Serial.print("Gx:\t" + String(Gx)); //выводим ускорения в послед. порт  
  Serial.print("\t| Gy:\t" + String(Gy));
  Serial.println("\t| Gz:\t" + String(Gz));
  
  float angle_x = atan(sqrt(Gz*Gz + Gy*Gy) / Gx)*180 / PI; //ищем углы поворота
  float angle_y = atan(sqrt(Gx*Gx + Gz*Gz) / Gy)*180 / PI;
  float angle_z = atan(sqrt(Gx*Gx + Gy*Gy) / Gz)*180 / PI;
    
  Serial.print("x:\t" + String(round(angle_x))); //выводим углы поворота акселерометра
  Serial.print("o\t| y:\t" + String(round(angle_y)));
  Serial.println("o\t| z:\t" + String(round(angle_z)) + "o");
  Serial.println();
 
  delay(500);
}

При выводе в порт Serial.print() символ \t обозначает знак табуляции, чтобы столбцы были ровные, и значения располагались друг под другом. Символ + означает конкатенацию (объединение) нескольких строк. Оператор String() явно указывает компилятору, что численное значение нужно преобразовать в строку. Оператор round() округляет угол с точностью до 1°.

Подключение аналогового акселерометра ADXL335 к Arduino с помощью макетной платы

Итак, мы с вами научились снимать и обрабатывать данные с аналогового акселерометра ADXL335 при помощи Arduino.

Полезный совет

Определите «нулевые» значения напряжений и чувствительности по осям X, Y и Z для вашего датчика с помощью скетча, описанного в разделе «Калибровка аналогового акселерометра ADXL335». Иначе углы и ускорения будут вычисляться со значительными ошибками.

3Калибровкааналогового акселерометра ADXL335

Arduino имеет 10-разрядный АЦП, а максимальное допустимое напряжение на выводе – 5 вольт. Измеренные напряжения кодируются битами, которые могут принимать только 2 значения – 0 или 1. Это значит, что весь диапазон измерений будет поделён на (1+1)10, т.е. на 1024 равных отрезка. Для того чтобы перевести снимаемые показания в вольты, нужно каждое измеренное на аналоговом входе значение поделить на 1024 (отрезка), а затем умножить на 5 (вольт).

Загрузим вот такой скетч в память Arduino. Будем считывать с аналоговых входов показания по трём каналам, преобразовывать их в напряжение и выводить в последовательный порт.

//определяем аналоговые пины:
const int xPin = A0; 
const int yPin = A1;
const int zPin = A2;

void setup() {
  //инициализируем послед. порт:
  Serial.begin(9600); 
}

void loop() {
  // считываем показания:
  int xRead = analogRead(xPin); 
  int yRead = analogRead(yPin);
  int zRead = analogRead(zPin);

  //Выводим показания в порт в Вольтах:
  Serial.print("x: ");
  Serial.print(xRead * 5 / 1024.0); 
  Serial.print(" | y: ");
  Serial.print(yRead * 5 / 1024.0);
  Serial.print(" | z: ");
  Serial.println(zRead * 5 / 1024.0);

  delay(100); //задержка 100 мс
}

Посмотрим, что же реально приходит с акселерометра на примере оси Z (см. последний столбец на иллюстрации). Когда датчик расположен горизонтально и смотрит вверх, приходят числа (2,03±0,01). Это должно соответствовать ускорению «1g» по оси Z и углу 0° согласно паспорту на ADXL335. Перевернём датчик. Приходят числа (1,69±0,01), что должно соответствовать «−1g» и углу 180°.

Калибровка аналогового акселерометра ADXL335

Акселерометр в телефоне принцип работы

Первый необходимый критерий приборов для современных гаджетов – это компактность.

В корпусе толщиной, скажем, шесть миллиметров должно размещаться огромное количество электроники, которая должна занимать минимум места.

Инженерами разработана специальная миниатюрная конструкция акселерометра. Все конструктивные элементы размещаются в чипе, представленном выше.

Принципиальная схема такой конструкции выглядит так:

К неподвижному корпусу на упругих приставках, которые позволяют перемещение в определенных пределах, крепится перегородка с отведенными в сторону проводниками.

Эти отводы размещаются между контактами, которые и снимают показания.

При перемещении отводов напряженность поля вокруг контактов меняет свои характеристики, что и служит показателем для измерения.

Производить такие мелкие детали путем физической обработки материалов практически невозможно.

Для производства этих устройств используются различные реакции силикона с другими веществами.

Благодаря точному расчету времени нанесения и удаления реактива получается производить такие приборы на автоматизированных конвейерных линиях.

Вы когда-нибудь задумывались о том, каким образом ваш планшет или смартфон понимает, что вы повернули гаджет и нужно развернуть интерфейс в альбомную или книжную ориентацию? Наверное, изучая будущего устройства, многие встречали среди них слово «акселерометр».

Но большинство обычно пропускает подобные детали мимо ушей, обращая внимание на объём внутренней памяти, разрешение экрана и ёмкость. И всё же, акселерометр в планшете, что это такое и для чего нужен, кроме поворота экрана? Давайте выяснять

Как это работает

Не будем приводить здесь определение акселерометра, так как все желающие с лёгкостью могут найти его в Википедии. Лучше остановимся немного подробнее на его устройстве и принципе действия. Простейший акселерометр представляет собой груз, подвешенный на пружине над демпфером. При изменении положения системы в пространстве, колебания груза погашаются демпфером, а деформация пружины считывается датчиками, преобразующими её в информацию о пространственном положении объекта.

Конечно, в современных цифровых устройствах, особенно мобильных, датчик акселерометра отнюдь не так примитивен, но когда-то именно такие приборы применялись на заре авиации и ракетостроения. Сегодня акселерометр применяется в огромном количестве отраслей — от авиации до электроники, его можно встретить как на подводной лодке, так и в смартфоне, лежащем в кармане школьника.

Функции акселерометра и их применение

Наличие данного датчика в смартфоне является достаточно полезной функцией, поскольку с его помощью удается повысить комфортность использования устройства.

При подсчёте шагов смартфон также обращается к данным, получаемым от акселерометра

Шагомер

Первым применением акселерометру станет использование его для определения количества пройденных шагов. Эта функция пригодится любителям спорта или людям, которые занимаются фитнесом. Также большое количество современных телефонов имеют приложения, позволяющие следить за собственным здоровьем, где обязательно присутствует шагомер. Точность показаний не является идеально точной, но позволяет корректировать собственный режим тренировок для повышения их результативности.

Управление изменение угла наклона смартфона в гоночных симуляторах повышает уровень погружения в игровой процесс и улучшает точность вхождения в поворот

Управление в играх

Ещё одной важной функцией является возможность управления игровым процессом посредством изменения угла наклона. Особенно удобно это в гоночных играх, где смартфон с акселерометром станет заменой руля, подключаемого к ноутбуку или стационарному ПК с целью упрощения процесса и ощущения большего погружения в игру

Эффективность управления будет зависеть от амплитуды совершаемых движений.

Автоматический поворот экрана удобен для просмотра видео или работы с документами

Автоповорот экрана

Просмотр фотографии или видеоролика становится более комфортным при изменении ориентации экрана на горизонтальную. Это упрощает восприятие информации и позволяет меньше напрягать зрение. Отвечает за подобный процесс акселерометр. Также посредством изменения положения картинки на экране становится проще работать с документами или электронными таблицами.

Одной из областей применения встроенного акселерометра является определение угла наклона

Улучшение навигации

Посредством встроенного акселерометра улучшается работа геопозиционирования устройства в пространстве. Это может понадобиться при работе даже самого простого компаса, который будет реагировать на изменение положения устройства относительно системы координат.

Настройки телефона предполагают управление жестами, которое активируется также посредством акселерометра

Физическое управление смартфоном

Некоторые современные флагманы имеют возможность управления работой отдельных встроенных приложений посредством жестов или изменение положения устройства. Акселерометр применяется для смены трека музыкального плеера, отключения будильника, выключения звука входящего звонка при перевороте аппарата экраном вниз.

Включение или отключение опции автоматического поворота производится в настройках

Акселерометр

Акселерометр с тен — Фиг.
 

Акселерометры измеряют проекции абсолютного ускорения на их оси чувствительности. При неподвижном основании ( остановка процесса бурения) акселерометры измеряют лишь проекции ускорения свободного ния.
 

Акселерометры широко используются в так называемых инерциальных системах для измерения скорости и пройденного пути движущихся объектов. В таких системах акселерометр устанавливается на движущемся объекте так, чтобы его ось, по которой смещается массивное тело, была расположена в направлении движения ( продольного, поперечного), параметры которого измеряются.
 

Акселерометр могут характеризовать в целом три передаточные функции.
 

Акселерометры с очень низкими собственными частотами применяются как измерители смещения и скорости в геофизических сейсмических измерениях.
 

Акселерометр служит для определения величины перегрузки при фигурном полете самолета. При движении самолета с постоянной скоростью груз / удерживается пружинами 3 и 4 в нейтральном положении и стрелка 9 указывает перегрузку, равную единице. При выполнении самолетом фигур на груз 1 действуют инерционные силы. Через сектор 7 и трубку S поворот передается стрелке 9, которая фиксирует величину перегрузки, возникающей при эволюции самолета.
 

Акселерометр, как и всякий измерительный прибор, необходимо подвергнуть градуировке. Воспроизведение линейных и угловых ускорений для целей градуировки и поверки измерительных акселерометров осуществляется специальными аттестованными образцовыми и рабочими средствами — центрифугами и стендами. Большой опыт в разработке и исследовании гра-дуировочных стендов накоплен в Ленинградском политехническом институте им.
 

Акселерометр представляет собой прибор для измерения линейных ускорений и может использоваться для получения информации о положении инклинометра относительно вертикали. Чувствительный элемент акселерометра — инерционная масса, перемещение которой ограничено пружинами.
 

Акселерометр имеет конденсаторный датчик отклонения инерционной массы от положения равновесия 9, в качестве которого используется конденсаторный датчик перемещения.
 

Акселерометр для определения ускорения вагона в0 представляет собой маятник длиной / ( фиг.
 

Акселерометры предназначены для измерения ускорений самолета, необходимых для управления полетом по заданной траектории, определения координат летательного аппарата в пространстве, предотвращения больших перегрузок, действующих на экипаж и конструкцию самолета. По устройству акселерометр представляет грузик, подвешенный на пружинах внутри корпуса прибора. При ускорениях самолета перемещение грузика передается на стрелку прибора или преобразуется в электрический сигнал.
 

Акселерометры измеряют проекции абсолютного ускорения на их оси чувствительности. При неподвижном основании ( остановка процесса бурения) акселерометры измеряют лишь проекции ускорения свободного падения.
 

Акселерометр с большим рабочим диапазоном частот имеет и больший диапазон измерений. Это очень удобно, так как на многих технических объектах виброскорость в незначительной степени зависит от частоты и, следовательно, виброускорение увеличивается с ростом частоты.
 

Включение и отключение функции

Не всегда функция автоповорота экрана включена по умолчанию, поэтому требуется изменение настроек смартфона, чтобы активировать акселерометр. Это можно сделать двумя способами:

1. Посредством перехода в меню настроек, где необходимо выбрать пункт «Экран» и просто включить автоматический поворот экрана при изменении положения устройства.
2. Путем активации нужной пиктограммы через шторку уведомлений, где находятся иконки для быстрого доступа к определенным функциям. Автоповорот экрана изображен в виде чуть склоненного смартфона и стилизованных штрихов, обозначающих движение.

Вторым способом активации акселерометра является выбор соответствующей пиктограммы в панели уведомлений

В некоторых моментах автоматическое изменение изображения будет мешать. Для отключения этой функции можно воспользоваться указанными выше способами.

Для калибровки датчика телефон следует поместить на ровную поверхность

Двухосевой акселерометр

Избавиться от перечисленных недостатков поможет введение в систему
измерения дополнительной оси чувствительности y, ортогональной оси x и
также находящейся в плоскости действия силы гравитации (Рисунок 3).

Подобно ситуации с одним сенсором, значение ускорения измеренное акселерометром по оси
X будет пропорционально синусу угла наклона, а значение ускорения измеренное
акселерометром по оси Y– косинусу угла наклона. Из свойств функций синуса и косинуса следует,
что в то время как чувствительность по одной оси будет уменьшаться, она же по
другой будет увеличиваться. Расчет угла наклона можно провести
воспользовавшись следующей формулой:

(4),(5)

В отличие от одноосевого случая, применение отношения проекций для вычисления угла
наклона, делает аналитическое определение порога чувствительности непростой задачей.
Учитывая что чувствительность по одной оси растет в то время как по другой она падает,
можно грубо считать общую чувствительность постоянной величиной. Такое поведение
характеристики значительно упрощает выбор акселерометра, обладающего необходимой разрешающей
способностью. Расчет порога чувствительности, выполненный для одного
угла, будет справедлив для всего интервала измеряемых углов.

Любой наклон не по оси чувствительности приведет к значительным ошибкам измерения угла наклона одноосевым
акселерометром. Введение дополнительной оси чувствительности позволяет получить довольно точные
результаты, даже если присутствует наклон по третьей оси. Так происходит благодаря тому, что эффективная
чувствительность инклинометра пропорциональна квадратному корню из суммы квадратов проекций силы
гравитации на чувствительные оси.

Когда сила гравитации действует только в плоскости XY значение ускорения, которое измерит акселерометр,
будет строго равно 1g. Наклон в плоскости XZ или YZ уменьшит измеряемое ускорение, что в свою
очередь снизит чувствительность инклинометра. Но несмотря на это, все еще можно получить точные результаты,
относящиеся к углу наклона в плоскости XY. Эти рассуждения справедливы только для не больших углов наклона
в плоскости XZ и YZ. С ростом угла наклона влияние силы гравитации на оси X и Y будет уменьшаться,
в итоге невозможно будет вообще рассчитать угол наклона.

Кроме того, дополнительная ось дает нам возможность измерять углы в диапазоне 0-360 градусов. Достигается
это благодаря смене знака в зависимости от принадлежности угла к тому или иному квадранту.

Принадлежность угла к тому или иному квадранту,
может быть определена в результате анализа значений, полученных для
каждой из чувствительных осей.

1Принцип действияцифрового акселерометра

Акселерометры используют для определения вектора ускорения. Акселерометр ADXL335 имеет три оси, и благодаря этому он может определять вектор ускорения в трёхмерном пространстве.

Ввиду того, что сила земного притяжения – это тоже вектор, мы можем определять ориентацию акселерометра в трёхмерном пространстве относительно центра Земли.

На иллюстрации приведены рисунки из паспорта на акселерометр ADXL335. Здесь изображены координатные оси чувствительности акселерометра по отношению к геометрическому размещению корпуса устройства в пространстве, а также значения ускорений, принимаемые с 3-х каналов акселерометра в зависимости от его ориентации в пространстве. Данные приводятся для находящегося в состоянии покоя датчика, на который действует только сила земного тяготения.

Принцип снятия измерений с аналогового акселерометра ADXL335

Рассмотрим подробнее, что же показывает нам акселерометр. Пусть датчик лежит горизонтально, например, на столе. Тогда проекция вектора ускорения будет равна «1g» по оси Z, или Z_out = 1g. По остальным двум осям будут нули: X_out = 0 и Y_out = 0. При повороте датчика «на спину», он будет направлен в противоположную сторону относительно вектора силы тяжести, т.е. Z_out = −1g. Аналогично измерения снимаются по всем трём осям. Понятно, что акселерометр может быть расположен как угодно в пространстве, поэтому со всех трёх каналов мы будем снимать отличные от нуля показания.

Если датчик сильно тряхнуть вдоль вертикальной оси Z, то значение Z_out будет больше, чем «1g». Максимальное измеряемое ускорение составляет «±3g» по каждой из осей («плюс» и «минус» тут обозначают направление ускорения).

Думаю, с принципом работы акселерометра разобрались. Теперь рассмотрим схему подключения.

Зачем это в моём планшете

Вы являетесь счастливым обладателем . Акселерометр играет важную роль в вашем повседневном взаимодействии с гаджетом, хотя вы можете даже не замечать этого или не придавать значения. Каждый раз, когда вы крутите своё устройство, разворачивая его для более удобного просмотра видеоролика на YouYube или сёрфинга в интернете, именно этот датчик определяет положение в пространстве и даёт команду на поворот экрана.

Когда в какой-то игре вы управляете персонажем или гоночным болидом, не прикасаясь к экрану, а лишь поворачивая планшет, то это тоже работа акселерометра. Кроме того, акселерометр участвует в подсчёте количества пройденных шагов, хотя это больше относится к смартфонам, так как вряд ли много людей используют планшет в качестве шагомера.

Иногда случаются неприятные ситуации, в которых датчик начинает работать некорректно или вовсе прекращает работать, из-за чего управление в играх не функционирует, экран не поворачивается в удобное и привычное вам положение для сёрфинга или . Что делать в таком случае, как настроить акселерометр на планшете?

Первым делом, конечно, стоит проверить в настройках гаджета, не отключен ли датчик, возможно, вы сами по какой-то причине отключили автоповорот дисплея и забыли об этом. Если же в настройках всё нормально, но в работе акселерометра наблюдаются проблемы, то следует откалибровать датчик при помощи утилиты GPS Status & Toolbox, которую можно загрузить в магазине приложений Google Play.

Несмотря на своё название, приложение позволяет работать не только с GPS, но и с другими датчиками вашего гаджета. Для калибровки необходимо произвести несколько простых шагов:

1. Запустить установленное приложение.
2. Перейти в меню Tools.
3. Выбрать «Калибровка акселерометра».
4. Утилита попросит положить устройство на ровную горизонтальную поверхность для корректной калибровки. Лучшим вариантом станет стол.
5. Нажимаем «Ок», после чего произойдёт настройка датчика и приложение сообщит об окончании калибровки.

Если после всех этих манипуляций в работе акселерометра всё равно наблюдаются проблемы, то можно сделать (не забываем, что при хард-резете вся информация с гаджета сотрётся, так что делаем бэкап). Если и этот вариант не поможет, значит, проблема носит аппаратный характер и вам прямая дорога в ближайший сервисный центр, так как ремонт и калибровка акселерометра в домашних условиях без специального оборудования невозможны.

Калибровка акселерометра

Приведенные выше рассуждения
для всех трех вариантов сенсора, выполнены с предположением о том,
что используется идеальный акселерометр. А значит, он обладает
идеальной чувствительностью и у него отсутствует какое-либо смещение
нуля. В реальности же MEMS-акселерометр
представляет собой механическое устройство и, несмотря на то, что он
отрегулирован, после установки его в инклинометр, на него будет
действовать статичная «нагрузка». В свою очередь это
приведет к изменению чувствительности и смещению уровня нуля
инклинометра. Как результат инклинометр будет выдавать значения углов
наклона с точностью значительно хуже заданной. Снизить ошибку определения
угла наклона поможет калибровка нулевого значения акселерометра и его
чувствительности.

Для калибровки акселерометра можно избежать применения дорогостоящего
оборудования. Достаточно снять несколько показаний акселерометра, в случае
если на него действует только сила тяжести.

С учетом начального смещения и чувствительности сенсора, все
получаемые значения от акселерометра можно представить в таком виде:

(9)

где —
начальное смещение; K – коэффициент чувствительности;
—
действительное значение ускорения, действующего на сенсор, равно 1g; — угол между действующим ускорением и чувствительной осью
сенсора. Задача начальной калибровки сводится к нахождению величин и K. Для нахождения указанных величин, снимем показания с акселерометра, в
положениях, когда ось чувствительности последовательно повернута на
угол 0º, 90º, 180º и 270º относительно начального. Математически полученные значения можно записать в
такой форме:

(10)(11)(12)

Учитывая что , а , после сложения выражений (9), (10), (11) и (12) получим:

(13)

Для нахождения коэффициента чувствительности воспользуемся следующими
тригонометрическими тождествами: и .

Записав сумму квадратов разностей
и получим что:

,

откуда:

(14)

Рассмотренный способ калибровки акселерометра не требователен к начальной
ориентации оси чувствительности, что значительно упрощает его
выполнение. Описанную последовательность действий необходимо провести
для каждой из осей чувствительности акселерометра.

Литература

1. Using an Accelerometer for Inclination Sensing by Christopher J.Fisher. (AN-1057.pdf)
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Клинометр
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Чувствительность_(техника)

Датчик G-shock что это в автомобильном видеорегистраторе

Датчик удара (иногда ещё его называют g-shock, от английского слова «shock», что собственно и переводится, как удар) уже давно стал неотъемлемым атрибутом автомобильных видеорегистраторов. Он является компонентом не только дорогих устройств, но и чисто бюджетных гаджетов с минимальным набором дополнительных функций.

Основной задачей, стоящей перед данным датчиком, является обеспечение сохранности файлов видео, которые получены при резких изменениях движения автомобиля.

Понятие «резкое изменение движения» не обязательно подразумевает удар по кузову автомобиля в результате ДТП. Это может быть и резкое торможение, и сильная встряска на плохой дороге, и занос, и опрокидывание, и так далее

Но для любого водителя важно, чтобы было сохранено видео именно при экстренных дорожных ситуациях, поскольку во многих случаях только оно может служить доказательством невиновности

Необходимость автоматической защиты видео объясняется и тем, что обычно сразу после ДТП водитель, находясь в состоянии эмоционального потрясения, может забыть сделать это вручную. А продолжающаяся циклическая видеозапись уничтожит нужные файлы.

Датчик g-shock осуществляет постоянный контроль над положением транспортного средства в пространстве. Каждое резкое изменение движения в любой из плоскостей им фиксируется. Одновременно с этим на файл видео, запись которого осуществляется в данный момент, наносится специальная электронная метка, не позволяющая видеорегистратору удалить его при перезаписи.

В настройках видеорегистратора можно установить время до и после события, и видео, которое осуществлялось в эти временные интервалы, также будет защищено от уничтожения. Как правило, все видеофайлы, полученные при срабатывании датчика удара, помещаются в специальную папку (название папки может быть разным «Событие», «Sobytie», «Event» и так далее). При циклическом режиме видеозаписи файлы из этой папки не будут перезаписаны.

Также водитель может настроить и чувствительность датчика g-shock. Как правило, доступны три степени чувствительности: высокая, средняя и низкая. Выбор степени осуществляется водителем в меню настроек видеорегистратора.

Для большей достоверности всё видео, полученное при срабатывании датчика удара, автоматически снабжается штампом даты и времени. Это произойдёт даже в том случае, если это не было выставлено в настройках видеорегистратора.

В некоторых видеорегистраторах реализована функция записи характера движения в каждой из трёх плоскостей. Эти данные можно просмотреть на ПК или ноутбуке в виде графиков. Графическое представление информации поможет точно определить, с какой стороны автомобиля произошёл удар по его кузову.

Ещё одной задачей, стоящей перед датчиком удара, является активация видеозаписи в экстренных ситуациях на стоянках или парковках. Если автомобиль находится в состоянии покоя, то любой удар (а при активации высокой чувствительности – даже простое касание кузова) заставит сработать датчик и соответственно начать видеозапись.

Наличие датчика g-shock давно перестало быть дополнительной опцией в автомобильных видеорегистраторах. Этот датчик является необходимым элементом системы обеспечения безопасности транспортного средства. Защита от случайного уничтожения важных видеофайлов, осуществляемая с помощью датчика удара, помогает установить истинные причины того или иного происшествия, а в некоторых случаях и доказать невиновность водителя.

Пример съемки регистратором с встроенным датчиком G-shock.

ravid.ru

Альтернативные сферы применения

Аналогичный принцип используется в автомобильном видеорегистраторе. В моменты резкого торможения, перестроения и ускорения транспортного средства на видеозаписи остается специальный маркер, защищающий ее от стирания и перезаписи, благодаря чему существенно облегчается разбор ДТП в дальнейшем. Если рассматривать акселерометр, что это такое и где он используется, то стоит сказать, что наиболее перспективным рынком для этих приспособлений является автомобильный. В игровых консолях и мобильных телефонах он используется исключительно в развлекательных целях, а вот в автомобилях на их работе основываются все системы безопасности. Датчик акселерометр обеспечивает работу систем развертывания подушек безопасности, АБС, адаптивного круиз-контроля, системы стабилизации, адаптивной подвески и прочих важных систем

Если учесть, что внимание производителей автомобилей на данный момент больше всего направлено в сторону обеспечения безопасности, то сфер применения акселерометров будет становиться все больше и больше