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Was ist ein Gyroskop und ein Beschleunigungsmesser?

 

In viele moderne Geräte und Gadgets sind Gyroskope und Beschleunigungsmesser eingebaut. Smartphones, Videos und Kameras, Tablets, Lesegeräte usw. - diese Geräte sind fast überall zu finden, obwohl ihre Anwesenheit bei Betrachtung des Geräts von außen überhaupt nicht erkennbar ist. Das Gyroskop wird auch als Kreiselsensor bezeichnet, und der Beschleunigungsmesser wird als G-Sensor bezeichnet. Diese Geräte arbeiten paarweise und ergänzen sich perfekt. Sie bieten Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität der Gadget-Funktionen.

Was ist ein Gyroskop und ein Beschleunigungsmesser?

Beschleunigungsmesser

Der Beschleunigungsmesser in seiner einfachsten Form ist ein Gewicht, das auf einer Feder montiert ist und in einem eigenen Gehäuse installiert ist. Beim Schütteln oder Drehen des Körpers bewegt sich das Gewicht durch Trägheit in ihm. Und da sich das Gewicht während des Beschleunigens in die entsprechende Richtung bewegt, zieht es unweigerlich die Feder mit, deren Schwingungen berücksichtigt werden können, um die Richtung zu bestimmen und die Änderung der Position des gesamten Körpers zu beschleunigen.

Mit drei Federn mit Gewichten, die entlang drei Raumachsen installiert sind, erhalten Sie ein vollständiges Bild der Richtung und Größe der Beschleunigung relativ zum Boden des Objekts, an dem sie befestigt sind.

In einem Smartphone zum Beispiel befindet sich diese gesamte Struktur in einem kleinen Mikrokreislauf, und alle Bewegungen der "Gewichte" finden darin statt. Dadurch wird es jedoch möglich, die Beschleunigung des gesamten Smartphones im Weltraum zu bestimmen.


Gyroskop

Das Gyroskop verhält sich sehr unterschiedlich. Das Oberteil ist im ersten Rahmen auf einer Achse befestigt und dreht sich mit hoher Geschwindigkeit. Der erste Rahmen hat Rotationsfreiheit und ist auf einer Achse (senkrecht zur Achse der Oberseite) innerhalb des zweiten Rahmens fixiert. Der dritte Rahmen trägt die Drehachse für den zweiten Rahmen (senkrecht zu den Drehachsen des oberen und des ersten Rahmens).

Unabhängig davon, wie Sie dieses Design drehen, behält der Kreisel in der Regel eine vertikale Position bei, obwohl sich die Ringe drehen.

Gyroskop

Um die Parameter der Bewegung eines Objekts im Raum genauer zu bestimmen, arbeitet das Gyroskop normalerweise in Verbindung mit einem Beschleunigungsmesser, sodass Sie ein vollständiges Bild der physischen Bewegung des Körpers eines Geräts erhalten.


Funktionieren

Der Beschleunigungsmesser misst also die Projektion der resultierenden scheinbaren Beschleunigung und ermöglicht es Ihnen, den Neigungswinkel des Geräts relativ zum Boden zu bestimmen, und das Programm kann beispielsweise das Bild auf dem Bildschirm des Geräts drehen, in dem dieser Beschleunigungsmesser installiert ist. Drehen Sie den Leser aus einer vertikalen Position - auf die Seite, und die Seitenausrichtung auf dem Display ändert sich sofort in Querformat.

Die aktuelle Ausrichtung des Geräts im Raum wird vom Kreiselsensor bestimmt. Das Programm reagiert auf Bewegungen und kann schnell den Moment verfolgen, in dem das Gerät beispielsweise abstürzt. Der Laptop kippt um - das System zur Befestigung der Festplatte ist im Inneren aktiviert.

Arduino Kreiselsensor

Durch früheres Spielen von Computerspielen kann eine Person den Spielprozess mithilfe des Joysticks, der Maus oder der Tastatur steuern. Heute können Sie Rennen auf einem Smartphone spielen und es einfach bewegen, schütteln oder in verschiedene Richtungen neigen, um das Gameplay vollständig zu steuern - fahren Sie ein virtuelles Auto.

Im Moment wurden viele interaktive Spiele erfunden, unter Berücksichtigung der Steuerungsmöglichkeiten, die dank eines Paares Beschleunigungsmesser und Gyroskop eröffnet wurden. Spiele haben mehr Spaß gemacht, da sie fast real sind.

Das Funktionsprinzip des Gyroskops und des Beschleunigungsmessers

Ein Beschleunigungsmesser mit einem Gyroskop steuert überall die Ausrichtung des Bildes auf dem Bildschirm. Wenn Sie Ihr Smartphone neigen, wird die Ausrichtung im Querformat (praktisch zum Ansehen von Videos) und bringt es wieder in eine vertikale Position - es wird wieder zu einem Standard, der zum Lesen von Webseiten geeignet ist.

In ähnlicher Weise wird die Ansicht in Anwendungen automatisch angepasst - die Ansicht des Players ändert sich, das Cover des gerade angehörten Albums wird sichtbar, wenn die Bildschirmausrichtung horizontal ist, aber nur die grundlegenden Musiksteuerungstasten bleiben in aufrechter Position.

In GPS-Navigatoren dreht sich die Karte auf dem Bildschirm wie ein Kompasspfeil, wenn Sie sie herumdrehen und sich in den Händen bewegen, aber der Pfeil, der die Richtung angibt, bleibt entsprechend der Position im Raum Ihrer Hände gerichtet.

Automatische Bilddrehung je nach Ausrichtung

Ein Schrittzähler ist eine weitere einfache, aber nützliche Anwendung des Beschleunigungsmessers. Sie können individuelle Einstellungen vornehmen und nicht nur die Anzahl der durchgeführten Schritte erfahren, sondern auch die ungefähre Entfernung schätzen, die Sie gelaufen oder zurückgelegt haben.

Bei einem Gerät mit Gyroskop und Beschleunigungsmesser ist natürlich zu berücksichtigen, dass diese Sensoren nicht nur auf bewusst gemachte, sondern auch auf zufällige Bewegungen reagieren.

Manchmal ist dies schädlich, zum Beispiel, wenn Sie sich mit einem Leser auf das Sofa legen, ein Buch lesen möchten, eine Weile werfen und sich umdrehen. Er reagiert empfindlich auf zufällige Bewegungen, blättert die Seite um und übersetzt sie in eine Landschaftsansicht.

In solchen Situationen ist es sehr nützlich, die Empfindlichkeit des Sensors anzupassen, wenn der Winkel des Geräts eingestellt ist, in dem der Sensor versteht, ob es notwendig ist, die Ausrichtung genau zu drehen, oder ob es sich nur um eine unangenehme Bewegung handelt.

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