Кручу, верчу, автоповорот экрана хочу, или Что такое акселерометр в 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.

Одноосевой акселерометр

Для начала рассмотрим
идеальный случай, в котором ось X объекта всегда находится в плоскости действия
силы гравитации. Воспользовавшись школьным курсом элементарной тригонометрии,
получим выражение для вычисления проекции силы гравитации на ось Х:

(1)

где
—
угол между осью акселерометра и горизонтом. Обычно за горизонт
принимают плоскость, ортогональную силе гравитации (Рисунок 1). Из-за
того что выходное значение акселерометра пропорционально
синусу угла наклона в поле гравитации, для определения угла наклона получим
формулу:

(2)

Изучим
характер зависимости проекции
от
угла наклона. По определению чувствительность инклинометра выражается
отношением изменения его выходного сигнала к связанному с этим изменению угла.
В одноосевом случае, если угол наклона близок к значению 90º,
большое изменение угла приводит к маленькому изменению измеряемого
ускорения. Таким образом, чувствительность измерения угла наклона будет
стремиться к нулю с приближением значения угла к 90º.

Важной характеристикой инклинометра является величина его порога
чувствительности. Эта характеристика определяет минимальную разность между двумя
углами, которую прибор может измерить

Порог чувствительности акселерометра есть
постоянная величина, значит для инклинометра он должен меняться подобно его
чувствительности: наилучшее значение в районе угла наклона 0º и наихудшее
при 90º.

Как подобрать акселерометр, который позволит нам получить желаемый
порог чувствительности инклинометра на заданном интервале измеряемых
углов? Акселерометр должен определить величину, на которую меняется
проекция силы гравитации при изменении наклона на угол равный порогу
чувствительности инклинометра. Разность двух показаний акселерометра
при смене угла наклона представляется формулой:

(3)

где — текущий угол,
а —
шаг приращения угла. Построим зависимость разности от угла
наклона и величины приращения (Рисунок 2). Построенные кривые могут
быть в дальнейшем использованы для определения минимального
необходимого разрешения акселерометра, достаточного для того чтобы
получить заданный порог чувствительности. По графику видно, например,
для того чтобы получить порог чувствительности равным в 0.5º
на диапазоне измеряемых углов ±55º, необходимо выбрать акселерометр с
разрешающей способностью как минимум 5мg/LSB.

Достижение высокой разрешающей способности на широком диапазоне
измерений, в одноосевом случае, возможно лишь с применением
акселерометра обладающего высокой разрешающей способностью. Кроме
того, такая схема не может работать в полном диапазоне углов
0º-360º так как значения синуса совпадают для углов Nº и 180º-Nº.

Что такое циклическая запись в автомобильном видеорегистраторе

Автомобильные регистраторы обычно поддерживают два режима записи видео: непрерывный и циклический. Непрерывный режим обеспечивает запись видео одним файлом большого размера. Ограничением этого размера может служить только ресурс доступной памяти устройства (внутренней или внешней). При заполнении свободной памяти запись видео в непрерывном режиме заканчивается.

Достоинством данного вида видеофиксации является отсутствие пропусков в видео даже на незначительные промежутки времени. Очевидным недостатком непрерывной записи является её прекращение при заполнении памяти. В некоторых случаях водитель даже лишён возможности оперативно перенастроить видеорегистратор для продолжения съёмки.

Гораздо более функциональным на этом фоне выглядит циклический режим записи видео. Он имеет две существенные особенности:

1. Запись осуществляется не сплошным файлом, а небольшими по объёму и продолжительности фрагментами.
2. Как только происходит заполнение памяти устройства, начинают удаляться самые старые (по времени записи) файлы. На освободившееся место записывается новое видео, и весь цикл повторяется заново.

Циклический способ видеозаписи также имеет свои положительные и отрицательные стороны. К положительным сторонам можно отнести независимость самого факта съёмки от наличия свободного места в памяти. Видеофиксация будет осуществляться в любом случае, даже, если память переполнена.

Отрицательным моментом циклической записи является невозможность сохранения видео большой продолжительности и объёма. Сохраняться будут только самые свежие файлы небольшого размера.

Некоторые видеорегистраторы (особенно их устаревшие модели) не в состоянии обеспечить непрерывность видео при циклической записи. Имеются в виду пропуски картинки на стыках смежных по времени записи фрагментов. Современные видеорегистраторы, как правило, этого недостатка лишены. Фрагменты записываются таким образом, что запись каждого последующего файла начинается, когда ещё не закончилась запись предыдущего. Именно это наложение файлов видео и обеспечивает отсутствие пропусков.

Продолжительность фрагментов при циклической записи, как правило, не превышает десяти минут. Стандартных значений продолжительности видеофрагментов не существует, и каждый производитель регистраторов устанавливает их самостоятельно. Установка времени, в течение которого будет осуществляться запись одного фрагмента, происходит в настройках видеорегистратора. Пользователь может выбрать ту продолжительность, которую сочтёт нужной.

Работа видеорегистратора в режиме циклической записи позволяет реализовывать ещё одну важную для безопасности и полезную функцию. Речь идёт о защите видеофайлов от уничтожения или перезаписи в результате срабатывания G-сенсора (или датчика удара). Данный датчик отслеживает положение транспортного средства в пространстве и плавность его перемещения. При любом резком изменений этих параметров датчик помечает файлы видео, которое снимается в данный момент, защищая тем самыми их от возможного уничтожения. Водитель может не беспокоиться о сохранности видеофайлов и в то же время он имеет полный доступ к ним.

При сохранении фрагментов в памяти видеорегистратора им присваиваются имена, содержащие числительные в порядке их записи. Этим обеспечивается быстрый поиск нужного места видео в случае необходимости его просмотра.

Циклический способ записи пользуется наибольшей популярностью у автовладельцев. Он обеспечивает бесперебойную фиксацию событий в память любого объёма. К тому же обеспечивается сохранность видеофайлов, полученных в экстренных дорожных ситуациях.

На этом видео вы увидите живой пример данной функции на устройстве.

ravid.ru

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.

Применение новых возможностей

В связи со всем сказанным ранее остается только один вопрос: зачем телефонному акселерометру измерять силу толчков, если уже существует датчик землетрясений? Ученые решили создать в будущем сеть из смартфонов в сейсмически активных районах. Теория такова, что все сигналы с этих устройств будут поступать при землетрясении в аналитический центр, благодаря чему можно будет определить районы, больше всего пострадавшие от стихии, чтобы координировать спасательные операции более эффективно. Идея не просто очень интересная, а довольно востребованная в некоторых уголках планеты, но сейчас пока еще сложно представить ее реализацию на практике.

Акселерометр в смартфонах

По техническим и иным причинам описанная выше конструкция датчика неприменима в мобильных устройствах. Она заменяется миниатюрным чипом, внутри которого находится инертная масса.

Принцип действия чипа схож с классическим датчиком: инертная масса меняет свою позицию во время ускорения. Благодаря этому смартфон и получает данные о положении в пространстве. Но между классическими приборами и чипами существует огромная разница не только в конструкции, но и в методе производства.

Изготовление подобных датчиков – полностью автоматизированный процесс. Чтобы получить рабочий экземпляр, используется химическая реакция между силиконом и другими элементами. Процесс требует высочайшей точности в расчетах и пропорциях. Вручную, при помощи физического воздействия на материалы сделать это фактически невозможно.

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

Устройство

Если рассматривать акселерометр, что это, станет понятно после изучения его конструкции. В зависимости от архитектуры на данный момент существует несколько типов устройств. Работа акселерометра вполне может базироваться на конденсаторном принципе. В такой системе подвижная часть выполнена в виде обычного грузика, смещаемого в зависимости от того, в какую сторону наклонено устройство. По мере его смещения происходит изменение а конкретнее, напряжения. Эти данные позволяют получить смещение грузика, а вместе с ним и искомое ускорение. Именно так и работает акселерометр гироскоп.

Наиболее распространенным типом являются пьезоэлектрические системы. В их основе лежит грузик, воздействующий под давлением на пьезокристалл. В ответ на это он вырабатывает электрический ток, благодаря чему можно рассчитать искомое ускорение, если известны параметры всей системы.

Акселерометры представлены еще в одном варианте, который в корне отличен от описанных выше. Их называют термальными. В их архитектуре предусмотрено использование воздушного пузырька. Ускорение приводит к его отклонению от начального положения, что фиксируют специальные датчики. Величину ускорения можно рассчитать, если знать, на сколько воздушный пузырек сместился при движении.

Акселерометр что это

В планшете и смартфоне этот датчик используется чаще всего для реакции устройства на поворот и иные манипуляции. Это позволяет экрану тоже поворачиваться. В играх акселерометры тоже используются весьма активно, ведь управление в данном случае осуществляется посредством наклонов смартфона или планшета.

Если вас интересует ответ на вопрос Акселерометр в телефоне что это? Значит вы попали по адресу.

Все обладатели современных мобильных устройств наверняка знают, что такое автоповорот экрана. А те, кто любит игры на мобильных платформах ценят возможность управления ими при помощи поворотов .

А обеспечивает такую возможность небольшое устройство – акселерометр.

Именно эта небольшая деталь позволяет использовать телефон в качестве уровня, использовать приложения, наслаждаться играми, которым необходима информация о положении телефона в пространстве.

Что же собой представляет это устройство?

Что представляет собой акселерометр в телефоне

Наверняка многие слышали о таком понятии как акселерометр. Смартфоны иногда запрашивают его настройку, салоны по обслуживанию техники предлагают услуги ремонта акселерометра и так далее.

Но на самом деле мало кто знает, что это за механизм и какие функции в современном смартфоне он выполняет.

Прежде, чем разобраться с принципом работы этого механизма, посмотрим, в каких именно сферах функционирования телефона он применяется:

• Игры таких жанров, как аркада, квест или гонка.
• Автоматический поворот экрана при изменении положения телефона.
• Ориентирование местоположения смартфона в пространстве.
• Дополнительный контроллер в некоторых типах приложений.

Как работает акселерометр?

На самом деле, спектр применения акселерометра не ограничивается списком, приведенным выше, но основное его применение — именно здесь. Вообще, представляет он из себя очень маленький, всего несколько миллиметров в размере прямоугольничек, обычно располагаемый в специальном месте под аккумулятором телефона. Внутри же его находится пружина. К этой пружине присоединен тяжелый грузик, а соединен он с другой стороны с чувствительным датчиком. При изменении положения телефона в пространстве грузик будет оттягивать пружину вниз, так как на него в любом случае будет действовать сила тяжести.

То, насколько сильно пружина растянута под действием отвисающего груза и в какую сторону направлено это натяжение, этот датчик и улавливает. В современных телефонах используется сразу три таких акселерометра, каждый из которых отвечает за свою ось координат — X, Y и Z. Именно подобная система и позволяет обеспечить точность передачи данных. 

Зачем он нужен?

Теперь же подробнее рассмотрим применение акселерометра в телефоне, иначе говоря, зачем же он все-таки нужен. Первый пункт в списке — игры. Наверное, довольно часто пользователям приходилось видеть гонки, где управление машиной происходит с помощью поворота телефона, словно рулевого колеса. Именно акселерометр, улавливающий угол расположения телефона относительно поверхности земли позволяет производить управление в игре.

То же самое относится и к аркадам — закатить мячик в нужную лунку с помощью поворотов телефона, пройти лабиринт или сбить банки – неисчисляемое количество игр используют технику считывания данных акселерометра. Автоматический поворот экрана — не менее значимая функция. Акселерометр отвечает за формат воспроизводимого видео — то есть, если ваш телефон повернут относительно земли вертикально, видео будет воспроизводиться в небольшом окошечке, а если вы повернете его на 90 градусов, то видео развернется в полный формат.

Применение акселерометра

Все же важнейшим качеством акселерометра, используемого в телефоне, должен быть его маленький размер, чтобы в компактном и тонком стильном телефоне мог поместиться и он, и все остальные необходимые детали. Естественно, даже роботы, предназначенные для работы над микроскопическими деталями, не способны собрать столь маленький механизм. Для производства акселерометра нужно использовать специальные химические реакции с участием силикона. Производство контролируется автоматически.

Первый в мире акселерометр был использован в телефоне марки Нокиа 5500, и в сущности являлся лишь шагомером, однако уже очень скоро на его основе компания Apple разработала привычный нам трехосевой акселерометр, способный выполнять свои базовые функции.

Где еще используется?

Помимо сферы производства смартфонов, акселерометр используется и в других областях промышленности. В частности, он служит для навигационной системы летательных аппаратов, показывая наклон корпуса относительно поверхности земли. Даже привычные всем спидометры, установленные в автомобиле, используют акселерометры для демонстрации скорости движения. Конечно, не обойдется и без защитных механизмов, предназначенных для того, чтобы обезопасить от падения жесткие диски персональных компьютеров. Ну и, конечно, промышленность — всевозможные станки не обходятся без этой технологии.

Введенный в эксплуатацию уже давно, такой маленький и незаметный акселерометр уже очень прочно вошел в нашу жизнь, предоставляя массу удобств в пользовании телефоном и не только. При его поломке необходимо его оперативно заменять, ведь без автоповорота экрана пользоваться телефоном бывает очень тяжело. Столь важный для нормальной работы смартфона, акселерометр остаётся лишь небольшой деталью в корпусе, за сохранностью которой необходимо следить, если вы не хотите отдавать свой телефон в ремонт.

Что такое WDR автомобильных в видеорегистраторах

Видео, снимаемое даже самым качественным автомобильным регистратором, не лишено некоторых изъянов. Те участки кадра, на которые во время съёмки попал более интенсивный световой поток, будут выглядеть чересчур светлыми. Наоборот, участки кадра с недостаточным освещением могут быть сильно затемнены. Это связано с тем, при одной и той же выдержке камера вынуждена фиксировать и освещённые, и затемнённые участки.

Испортить видео может как излишек интенсивности светового потока, который попадает на матрицу камеры, так и недостаток. Учитывая, что работа автомобильного видеорегистратора осуществляется чаще всего в сложных условиях внешнего освещения, количество некачественных кадров видео должно быть большим.

Справиться с этой проблемой (или хотя бы значительно уменьшить её проявление) помогает имеющаяся в большинстве современных видеорегистрирующих устройств функция WDR. Функция WDR (Wide Dynamic Range – расширенный динамический диапазон) обеспечивает особый режим съёмки, при котором камера одновременно делает два кадра с разной выдержкой.

Какие преимущества даёт подобная технология? Первый кадр видеокамера делает с минимальным временем выдержки, благодаря чему чересчур сильный световой поток не успевает засветить участки картинки. Второй кадр камера делает с максимальной выдержкой и за это время матрица успевает запечатлеть изображение самых затенённых участков.

Таким образом получаются два кадра: один максимально адаптирован для просмотра освещённых предметов, другой позволяет детально рассмотреть чересчур тёмные предметы. Дальше происходит совмещение этих двух кадров в один. Получающийся кадр обладает положительными сторонами каждого из двух исходных и в то же время лишён их недостатков.

Контрастность кадра видео получается сбалансированной на всей площади.

Функция расширенного динамического диапазона WDR способна улучшить видео, снятое в яркий солнечный день при попадании света в объектив камеры. В видеорегистраторах без функции WDR это видео, скорее всего, было бы сильно засвечено и малопригодно для детального изучения.

Ещё одной ситуацией, способной испортить видеокартинку, является съёмка дороги в вечернее или ночное время и ослепление камеры регистратора фарами встречных автомобилей. Обычные видеорегистраторы не способны сделать качественное видео в подобных условиях. Видеорегистраторы, снабжённые функцией WDR, максимально сбалансируют кадры видео и сделают возможным их просмотр.

Неравномерное освещение участков, подлежащих видеосъёмке, не будет помехой для видеорегистраторов с функцией WDR. Видео в таких условиях будет максимально сбалансированным по контрастности, без слишком светлых или чересчур затемнённых участков.

Ещё недавно технологию расширенного динамического диапазона использовали только профессиональные системы видеонаблюдения и автомобильные видеорегистраторы премиум-класса. Сейчас этой функцией снабжаются практически все регистрирующие устройства, включая их недорогие модели.

Некоторые современные автомобильные видеорегистраторы одновременно с функцией WDR используют гамма коррекцию. Такая гамма коррекция улучшает визуальное восприятие исходных кадров с разной выдержкой и получающееся видео выглядит ещё лучше и максимально комфортно для просмотра.

Камера с функцией WDR и без.

Сравнение записи на видео с функцией ВДР и без нее в ночное время суток.

ravid.ru