อะไรทำให้สมาร์ทโฟนไวต่อการเอียง? พวกเขาจะรักษาความสามารถนี้ไว้ในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงหรือไม่?


61

สมาร์ทโฟนส่วนใหญ่ไวต่อการเอียง แต่อุปกรณ์ใดทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ นอกจากนี้มันทำงานอย่างไร (และเซ็นเซอร์ที่เกี่ยวข้อง)?

นอกจากนี้เนื่องจากการทำงานของเซ็นเซอร์เหล่านี้ดูเหมือนจะเกือบแน่นอนขึ้นอยู่กับการปรากฏตัวของสนามแรงโน้มถ่วงภายนอก (เช่นโลก) ดังนั้นคำถามนี้คำถามที่สอง: มาร์ทโฟนรักษาความไวเอียงของพวกเขาภายใต้แรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ เงื่อนไข?

(เมื่อเร็ว ๆ นี้เล่นเกมจำลองเครื่องบินบนโทรศัพท์ของฉัน ... ความจริงที่ว่าเครื่องบินตอบสนองได้ดีมากในการเอียงพาฉันกลับมาฉันจึงต้องถามคำถามนี้)


พิเศษ:

ฉันใส่ความคิดลงไปในสิ่งนี้ด้วยตัวเองดังนั้นฉันจะเอาไปวางที่นี่ด้วย สำหรับคำถามและจุดประสงค์ทั้งหมดคำถามของฉันสิ้นสุดลงหลังจากย่อหน้าที่สอง แต่สิ่งที่ฉันได้เพิ่มหลังจากนี้อาจช่วยปรับแต่งคำตอบที่เหมาะกับความเข้าใจฟิสิกส์ในปัจจุบันของฉัน

ขณะนี้ฉันอยู่ในโรงเรียนมัธยมและถ้าฉันจำได้อย่างถูกต้องจะมีอิสระในระดับหกองศาสำหรับอนุภาคในระบบ 3D Cartesian จากประสบการณ์ของฉันกับแอพจำลองเครื่องบินดูเหมือนว่าสมาร์ทโฟนจะตรวจจับการเคลื่อนไหวด้วยเสรีภาพเพียงสามองศาเท่านั้น: พิทช์การหมุนและการหันเห

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

การพูดของเซ็นเซอร์ที่ไวต่อการเอียง: วิธีที่ฉันคิดว่าเซ็นเซอร์ / เครื่องแปลงความถี่ทำงานได้คือการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์โน้มถ่วง (ซึ่งอาจแสดงให้เห็นว่าเป็นการเคลื่อนไหวขนาดเล็กของส่วนประกอบเล็ก ๆ ของเซ็นเซอร์) ที่เกี่ยวข้องกับ การเปลี่ยนแปลงของโทรศัพท์ในการวางแนวอวกาศ

วิธีที่ฉันเห็นเซ็นเซอร์ตัวนั้นต้องการชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและไม่สามารถเป็นชิปตัวอื่นบนแผงวงจรได้

ภายใต้สถานการณ์เหล่านี้ถ้าฉันได้รับมอบหมายให้สร้างอุปกรณ์ที่ไวต่อการเอียงที่รับรู้การเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์โน้มถ่วงในนาทีฉันอาจต้องใช้เซ็นเซอร์อย่างน้อย 3 คู่ (คู่ในแกนพิกัดทั้งสาม) นอกจากนี้เมื่อดูว่าสมาร์ทโฟนของฉันมีความไวต่อการเอียงมากแค่ไหนฉันต้องสร้างอุปกรณ์ขนาดใหญ่ที่น่าขันด้วยเซ็นเซอร์แต่ละตัวในแต่ละคู่วางห่างกันหลายเมตรเพื่อให้ได้ความไวในการเอียงเทียบได้กับโทรศัพท์ของฉัน

อย่างไรก็ตามสมาร์ทโฟนมีขนาดเล็กกว่าแซนวิชทั่วไปดังนั้นการมี "เซ็นเซอร์ในคู่อยู่ห่างกันหลายเมตร" นอกเหนือจากการใช้งานไม่ได้อย่างชัดเจน

ฉันไปคุยเรื่องนี้เพื่อที่คุณจะได้รู้สึกถึงความฉงนสนเท่ห์ในคำถามย่อยที่ตามมา:

วิธีการมาเซ็นเซอร์เหล่านี้มีเพื่อให้มีความละเอียดอ่อนแม้จะมีขนาดเล็กของพวกเขา?


7
พวกเขามี accelerometers สำหรับมาตรวัดความเร่งนั้นแรงโน้มถ่วงมีลักษณะเหมือนกับการเร่งความเร็ว นี่คือวิธีที่พวกเขารู้สึกถึงการวางแนว คุณลักษณะนี้จะทำงานไม่ถูกต้องในแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ คุณถูกต้องแล้วว่ามาตรวัดความเร่งมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้อย่างไรก็ตามชิ้นส่วนนั้นมีขนาดเล็กมาก Google accelerometer สมาร์ทโฟนจำนวนมากมีบางอย่างที่คล้ายกับไจโรเพื่อตรวจจับอัตราพิทซ์ม้วนและหันเห บางครั้งเซ็นเซอร์เหล่านี้เรียกว่า "เซ็นเซอร์อัตราเชิงมุม" มาตรความเร่งไม่ดีในการตรวจจับพิทช์ม้วนและหันเห แต่มันก็ดีในการตรวจจับทิศทางในสนามแรงโน้มถ่วง
mkeith

2
ดูเหมือนว่าคนอื่นสองสามคนจะตอบคำถามได้ดี แต่ถ้าฉันรู้สึกว่าฉันยังมีสิ่งที่จะให้หลังจากพวกเขาตอบฉันจะเขียนคำตอบหรือแสดงความคิดเห็นในคำตอบของพวกเขา
mkeith

2
@mkeith หากซอฟต์แวร์โทรศัพท์มีรหัสเฉพาะสำหรับสถานการณ์ที่มีแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ซอฟต์แวร์จะถือว่าโทรศัพท์ของคุณตกลงมา แล็ปท็อปบางเครื่องที่มี HDD เชิงกลจะจอดไดรฟ์ในสถานการณ์นี้เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียข้อมูล HDDs จะสามารถต้านทานแรง G สูงเมื่อจอด มีโทรศัพท์ไม่มากที่สามารถช่วยปกป้องตัวเองได้เมื่อตกดังนั้นฉันสงสัยว่าพวกเขาเพิ่มอะไรเป็นพิเศษเพื่อรับมือกับสถานการณ์
แอนดรู

2
@JorenVaes ฉันจะใช้ SSD แทน :)
Eugene Sh

5
ฉันให้ +1 คำถามของคุณเพื่อสะกดคำว่า "สำหรับทุกเจตนาและวัตถุประสงค์" อย่างถูกต้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในฐานะนักเรียนมัธยมปลาย! ส่วนที่เหลือดี แต่เด็กผู้ชายคนนั้นกระโดดออกมาพร้อมกับฉันแสดงความยินดี!
FreeMan

คำตอบ:


96

คุณพูดถูก เซ็นเซอร์เหล่านี้ต้องการส่วนประกอบที่เคลื่อนไหว อย่างไรก็ตามพวกเขาเป็นชิปบนบอร์ดของคุณ

Tiltsensors (อันที่จริง accelerometers) และ gyroscopes (และ pressuresensors, ... ) เป็นส่วนหนึ่งของครอบครัวที่เรียกว่า MEMS: ระบบไมโคร - ระบบเครื่องกลไฟฟ้า

การใช้เทคนิคคล้าย ๆ กับที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตวงจรรวมเราสามารถสร้างอุปกรณ์เล็ก ๆ ที่น่าทึ่งได้ เราใช้กระบวนการเดียวกันในการแกะสลักสิ่งต่าง ๆ วางเลเยอร์ใหม่โครงสร้างที่กำลังเติบโต ฯลฯ

อุปกรณ์เหล่านี้มีขนาดเล็กอย่างไม่น่าเชื่อ นี่คือตัวอย่างของการหมุนวน:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

เชื่อมโยงไปยังเว็บไซต์เดิม

งานส่วนใหญ่โดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความจุ ไจโรจะรับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงอันเนื่องมาจากการหมุน (สิ่งใหญ่ในภาพจะหมุนรอบแกนกลางซึ่งจะทำให้ฟันซี่เล็ก ๆ ที่แทรกเข้ามาใกล้กันมากขึ้นและเพิ่มความสามารถในการทำงาน Accelerometers ทำงานภายใต้หลักการเดียวกัน พบที่มุมขวาด้านล่างของภาพที่สอง

สิ่งที่เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์?

มันจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนักในแง่ของการทำงานของอุปกรณ์ คุณเห็นแล้วว่าเครื่องวัดความเร่งทำงานโดยการตรวจจับการเร่งความเร็ว กุญแจสำคัญคือแรงโน้มถ่วงที่เหมือนกันกับพวกเขา - มันแค่รู้สึกว่าคุณกำลังเร่งที่ 1G ตลอดเวลา พวกเขาใช้สิ่งนี้ "คงที่" เพื่อให้ได้แนวคิดว่า "ลง" คืออะไร นี่ก็หมายความว่าในขณะที่ชิปจะทำงานได้ดีในแรงโน้มถ่วงขนาดเล็กโทรศัพท์ของคุณจะไม่ - มันจะสับสนเพราะดูเหมือนว่าจะไม่ "ลง"

การเพิ่มที่อยู่อย่างรวดเร็วเป็นจุด (ดีมาก) ที่ผู้ใช้ GreenAsJade แสดงขึ้น:เมื่อคุณดูคำจำกัดความทั่วไปของลูกข่างในแหล่งเช่นวิกิพีเดียพวกเขามักจะอธิบายว่าเป็นสิ่งที่อยู่ในแนวของดิสก์หมุน ภาพด้านบนดูเหมือนจะไม่มีส่วนหมุนใด ๆ เกิดอะไรขึ้นกับสิ่งนั้น

วิธีที่พวกเขาแก้ปัญหานี้คือการเปลี่ยนการหมุนที่มีการสั่นสะเทือน วัตถุรูปดิสก์ในรูปภาพที่นี่เชื่อมต่อกับโครงสร้างที่บางมากและยืดหยุ่นกับแกนกลางเท่านั้น แผ่นดิสก์นี้ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อสั่นสะเทือนรอบแกนของมันที่ความถี่สูง เมื่อคุณย้ายโครงสร้างทั้งหมดไปตามมุมสิ่งนี้จะทำให้ดิสก์ทดลองและต่อต้านสิ่งนี้อย่างต่อเนื่อง - คล้ายกับไจโรสโคปแบบดั้งเดิม ผลกระทบนี้จะเรียกว่าผล Coriolis โดยการตรวจจับปริมาณการเอียงของดิสก์เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่เป็นของแข็งโดยรอบมันสามารถวัดความเร็วในการหมุนของมัน


4
มวลของเซ็นเซอร์ดังกล่าวมีค่าต่ำอย่างไม่น่าเชื่อจึงไม่มีความเฉื่อยในการตรวจจับที่ช้าลง iPhone สามารถกำหนดรอบต่อนาทีของเครื่องยนต์ได้สูงถึง 3,000 รอบต่อนาทีโดยใช้เซ็นเซอร์เหล่านี้ เหลือเชื่อ
Jeroen3

16
กฎหมายสี่เหลี่ยมจัตุรัสช่วยให้มีความทนทานอย่างมากเช่นเดียวกับแมลง
pjc50

8
@eroen หนึ่งจะอ่าน iPhone ได้อย่างไรเมื่อมันหมุนที่ 3000 รอบต่อนาที
Octopus

3
ไจโรสโคปไม่ได้เป็นเครื่องเร่งความเร็วเชิงมุม - พวกมันขับ (สั่น) ล้อรอบแกนและวัดความเอียงของล้อ
Spehro Pefhany

4
@FreeMan จริง ๆ แล้วมีเซ็นเซอร์ทั้งหมด 6 ตัว, ไจโร 3 อันและมาตรวัดความเร่ง 3 ตัวและอาจมีชุดสำรองอีกด้วย พวกมันถูกวางตัวตามแนวแกนต่าง ๆ นี้ผลิตเป็นชิปตัวเดียว ฉันเคยใช้อันนี้มาก่อนซึ่งประกอบด้วย 3 gyros, 3 accelerometers และเข็มทิศ 3 แกน (magnetometer): sparkfun.com/products/11028
Jasmine

16

อุปกรณ์ทางประสาทสัมผัสมีน้ำหนักในฤดูใบไม้ผลิ มันคือ "การเคลื่อนไหวขนาดเล็กของส่วนประกอบเล็ก ๆ ของเซ็นเซอร์" และยังเป็น "ชิปอีกอันบนแผงวงจร"

คำสำคัญนี่คือMEMS เป็นไปได้ที่จะสร้างโครงสร้างซิลิกอนขนาดเล็กแล้วกัดลงไปด้านล่างทิ้งชิ้นส่วนที่ลอยได้ฟรี หากชิ้นส่วนมีความยาวและบางชิ้นส่วนจะเปลี่ยนรูปภายใต้แรงโน้มถ่วง (หรือความเร่งใด ๆ ) ตามสัดส่วนกับโมดูลัสของ Young การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งส่งผลกระทบต่อความจุระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและชิ้นส่วนที่อยู่รอบตัวซึ่งสามารถวัดได้ด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์

โดยทั่วไปแล้วพวกเขามี accelerometer สามแกนเดียวเท่านั้น ความแม่นยำที่ดีขึ้นสามารถทำได้โดยการเพิ่มไจโรหรือ accelerometer อื่นคั่นด้วยระยะทาง; Nintendo ทำสิ่งนี้ด้วยส่วนเสริม Wiimote

โทรศัพท์จำนวนมากนอกจากนี้ยังมีสนามแม่เหล็กซึ่งจะบอกคุณรางที่ทิศเหนือแม่เหล็กเป็นญาติกับโทรศัพท์แม้ว่าการสอบเทียบมีแนวโน้มที่จะเลวร้ายเหล่านี้

การระบุบางส่วนของคำถาม:

  • อะไรทำให้สมาร์ทโฟนไวต่อการเอียง?

มาตรวัดความเร็ว MEMS แพคเกจชิปสี่เหลี่ยมไม่กี่มม. ปริมาณ $ 0.50 หรือน้อยกว่า

  • พวกเขาจะรักษาความสามารถนี้ไว้ในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงหรือไม่?

ไม่แน่นอน พวกเขาไม่มีเวกเตอร์อ้างอิงที่สะดวกอีกต่อไป อย่างไรก็ตามพวกเขายังคงสามารถตรวจจับความเร่งได้ดังนั้นหากคุณมีหนึ่งในแอพ "lightsaber" เหล่านั้นและโบกมันไปรอบ ๆ มันจะยังคงทำงานบนสถานีอวกาศนานาชาติ แต่คุณและโทรศัพท์ไม่มีความคิดที่ชัดเจนว่า "up"

(ชุด Raspberry Pi ที่ส่งมามี accelerometer และโปรแกรมมากมายที่เขียนโดยเด็กนักเรียนดังนั้นจึงมีวิดีโอที่แสดงให้เห็นถึงที่นี่)

เอาท์พุทดิบของ accelerometer 3 แกนเป็นเวกเตอร์ของ 3 ค่าที่วัดได้ใน m / s ^ 2 ขนาดของเวกเตอร์นี้มักจะประมาณ 1 กรัม แต่ทิศทางจะแตกต่างกัน สำหรับโทรศัพท์ที่อยู่กับที่มันจะชี้ลง ถ้าคุณเลื่อนมันเวกเตอร์ความเร่งจะเปลี่ยนทิศทาง หากคุณวางโทรศัพท์นั่นคือมันจะตกลงไปในเหวที่เหมือนกับโทรศัพท์บนยานที่กำลังโคจรอยู่ดังนั้นขนาดก็จะเข้าใกล้ศูนย์ ทำให้ทิศทางของเวกเตอร์แกว่งไปมาอย่างดุเดือดและส่งเสียง

การใช้ accelerometers เป็นตัวตรวจจับการตกเพื่อความปลอดภัยของฮาร์ดดิสก์ได้รับความนิยมโดย Macbooks เมื่อสิบปีก่อน คนพบใช้อื่น ๆ สำหรับพวกเขา

  • มันทำงานยังไง?

ตอบในรายละเอียดเพิ่มเติมโดยคำตอบอื่น ๆ


2
นั่นคือ ... โดยย่อ;) ฉันจะรอคำตอบสุดท้าย นอกจากนี้ ... "หน้าต่างปิด" คืออะไร?
พาราเซตามอล

2
SE ไม่ชอบคำถามอภิปรายปลายเปิดดังนั้นคำตอบของคุณอาจถูกปิดเป็น "ปิดหัวข้อ" หรือ "กว้างเกินไป" หากเกิดขึ้น (และสามารถเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว) ไม่มีใครสามารถเพิ่มคำตอบสำหรับคำถามของคุณ
Chris M.

2
@paracetamol "ทำงานอย่างไร" และ "ทำไมจึงเป็นเช่นนี้" เป็นแบบปลายเปิดที่ค่อนข้างเป็นธรรมและโดยทั่วไปแล้วพวกเขาไม่ชอบให้คุณถามคำถามเกี่ยวกับเครื่องมือค้นหาที่นี่ หากมีสิ่งที่เฉพาะเจาะจงที่น่างงงวยวิธีที่ดีกว่าคือการนำเราผ่านสิ่งที่การวิจัยของคุณแสดงให้เห็นแล้วถามว่าคุณไม่เข้าใจเป็นพิเศษ
Chris M.

2
ฉันขอแนะนำให้แก้ไขคำถามของคุณและถามเกี่ยวกับเงื่อนไขแรงโน้มถ่วงต่ำโดยเฉพาะ ข้อมูลใหม่ / ความกระจ่างควรอยู่ในโพสต์หลักเพื่อให้ผู้ตอบในอนาคตอ่าน ฉันคิดว่ามันจะเฉพาะเจาะจงมากพอที่จะเปิดคำถามของคุณ
Chris M.

2
จุดเล็ก ๆ แต่สถานีอวกาศนานาชาติไม่ได้อยู่ในศูนย์แรงโน้มถ่วง - มันอยู่ในวงโคจร
Christian Palmer

10

ในทางทฤษฎีแล้วใช่ว่าโทรศัพท์หรือแท็บเล็ตสามารถใช้งานได้เช่นกันในการพูดสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เหมือนกับที่ทำบนพื้นดิน

เรามาทำลายสิ่งนี้กันหน่อย

การเคลื่อนที่มีสองประเภทที่อุปกรณ์ต้องตรวจจับ

การเคลื่อนที่เชิงเส้น

มาตรวัดความเร่งที่มีอยู่ในตัวเองใช้การเบี่ยงเบนของมวลสปริงคู่จากจุดพักปกติเป็นการวัดแรงเร่งในแกนนั้น เห็นได้ชัดว่าคุณต้องการสามสิ่งเหล่านี้เพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวในแกนใด ๆ

การรู้จักและติดตามกองกำลังเหล่านั้นคุณสามารถ "คำนวณความตาย" ความเร็วและทิศทางการเดินทางของอุปกรณ์จากตำแหน่ง "เปิดเครื่อง" ดั้งเดิม ปัจจัยในนาฬิกาที่ถูกต้องและคุณยังสามารถคิดตำแหน่งปัจจุบัน

ฟังดูง่าย แต่คณิตศาสตร์นั้นค่อนข้างซับซ้อนและมีข้อผิดพลาดในระบบทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

การหมุน

การหมุนนั้นหมุนรอบแกนใด ๆ อย่างเห็นได้ชัด

เซ็นเซอร์หมุน

สามารถวัดการหมุนได้โดยใช้เครื่องวัดการหมุนวนหรือเซ็นเซอร์หมุน อุปกรณ์เหล่านี้มีมวลรวมกันอย่างหลวม ๆ ซึ่งสามารถหมุนหรือขับเคลื่อนได้ในแกนใดแกนหนึ่งโดยเฉพาะ เมื่อเนื้อความของอุปกรณ์ของคุณหมุนความแตกต่างระหว่างการหมุนจะบอกคุณว่าอุปกรณ์นั้นกำลังหมุน

เซ็นเซอร์หมุนและลูกข่างไม่สนใจเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงอื่น ๆ ที่อาจมีความแตกต่างเสียดทาน

การหมุน Accelerometer อ้างอิงแรงโน้มถ่วง

เนื่องจากมาตรวัดความเร่งจะวัดแรงที่กระทำต่อมวลที่แขวนอยู่อย่างหลวม ๆ เมื่อเซ็นเซอร์นั้นเป็นแนวตั้งที่สัมพันธ์กับโลกแน่นอนว่าจะมีการเบี่ยงเบนในฤดูใบไม้ผลิเนื่องจากน้ำหนักของมวลเนื่องจากแรงโน้มถ่วง อ็อฟเซ็ตนี้ถูกลบออกทางคณิตศาสตร์โดยซอฟต์แวร์เพื่อแยกส่วนการเร่งความเร็ว

อย่างไรก็ตามเนื่องจากเครื่องวัดความเร่งแบบสามแกนจะผลิตออฟเซ็ตต่างกันขึ้นอยู่กับทิศทางของมันจึงเป็นไปได้ที่จะตรวจจับการหมุนทางคณิตศาสตร์จากความแตกต่างในออฟเซ็ต

อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าวิธีนี้ใช้งานได้ แต่ก็ขึ้นอยู่กับความแปรปรวนใน G มันจะไม่ทำงานในอวกาศ มันจะทำงานได้น้อยลงอย่างมีนัยสำคัญในเครื่องบินเคลื่อนที่ แม้แต่รถที่วิ่งด้วยความเร็วสูงก็อาจเป็นปัญหาได้

ระบบตรวจจับการหมุนรอบตัว

มีความเป็นไปได้ที่จะมีเครื่องวัดความเร่งที่ไวต่อความรู้สึกเพียงพอสองชุดเพื่อตรวจจับการหมุนจากความแตกต่างของการเร่งความเร็วระหว่างเครื่องเร่งความเร็ว

เนื่องจากแต่ละ accelerometer ต้องย้ายสัมพันธ์กับอื่น ๆ จะมีความแตกต่างในการเร่งความเร็วในแกนนั้นระหว่างแต่ละ ค่าเหล่านั้นสามารถนำมาใช้ทางคณิตศาสตร์อีกครั้งเพื่อทำนายการหมุน

ถ้าคุณสามารถบอกได้จากเครื่องเร่งความเร็วที่อยู่ตรงปลายด้านหนึ่งของโทรศัพท์ว่าจุดกึ่งกลางได้ย้ายไปที่และปลายอีกด้านหนึ่งอยู่ที่คำนวณทั้งสามมุมนั้นเป็นเรื่องเล็กน้อยX 2 , Y 2 , Z 2X1,Y1,Z1X2,Y2,Z2

วิธีการนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง

โทรศัพท์หรือแท็บเล็ตของคุณจะทำงานบนสถานีอวกาศนานาชาติหรือไม่

อย่างที่คุณเห็นจากด้านบนมันขึ้นอยู่กับวิธีการที่อุปกรณ์ของคุณใช้

ในทางเทคนิคมันสามารถสร้างและตั้งโปรแกรมให้ทำ คุณอาจต้องปิดเครื่องและเปิดเครื่องใหม่อีกครั้งเพื่อปรับเทียบใหม่ แต่ด้วยระบบที่ถูกต้องจึงควรใช้งานได้ดี อย่างน้อยสำหรับการเล่น "เกมจำลองเครื่องบิน"

การดริฟท์อาจเป็นปัญหาใหญ่ในสถานีอวกาศนานาชาติ เนื่องจากโทรศัพท์ใน G ปกติมีความสามารถในการรู้ว่าทางใดที่ "ลง" ในช่วงเวลานั้นจึงสามารถปรับใหม่ได้ตลอดเวลา หน่วยตามพื้นที่จะต้องมีการรีเซ็ตด้วยตนเองเป็นครั้งคราวเพื่อระบุทิศทาง "ปกติ"


9

ความคิดเห็นและคำตอบทั้งหมดนั้นยอดเยี่ยมเพื่อช่วยให้คุณเข้าใจว่ามันเป็นไปได้อย่างไร แต่นี่คือสิ่งที่จะช่วยให้คุณเข้าใจว่ามันเกิดขึ้นจริงในผลิตภัณฑ์จริงได้อย่างไร

ปฐมนิเทศ(แหล่งรูปภาพ)

นี่คือ IC ขนาดเล็ก (3x3x1 มม.) โดย InvenSense มันมี accelerometer สามแกน (สำหรับการเคลื่อนไหวด้านข้าง), ไจโรสโคปสามแกน (สำหรับการหมุน) และ magnetometer สามแกน (เช่นเข็มเข็มทิศ) มันมีรหัสภายในที่จะทำคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนทั้งหมด มันแทบไม่ใช้พลังงานเลย ทั้งหมดนี้สำหรับ $ 10 ในปริมาณเดียว

นี่เป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น มีหลาย บริษัท ที่ทำผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน บางอันมีความแม่นยำมากกว่าบางอันบางอันถูกกว่าส่วนใหญ่ไม่มี magnetometer ฯลฯ ...

มีความสุข!


ฉันล้างความคิดเห็นที่ล้าสมัยหลังจากโพสต์ได้รับการแก้ไขแล้ว
JDługosz

7

นี่เป็นกรณีที่เกิดขึ้นได้ยากบนไซต์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่มีคำตอบอย่างชัดเจนและชัดเจนตอบคำถาม!

โทรศัพท์มือถือยังคงความสามารถในการตรวจจับการเอียงในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงหรือไม่?

คำตอบคือ:

พวกเขารักษาความสามารถในการตรวจจับการเอียง (ในระดับฮาร์ดแวร์) แต่ไม่สามารถตรวจจับการเอียงได้อีก

เพิ่มเติม

ในระดับซอฟต์แวร์แอพในความเป็นจริงเกือบทั้งหมด (เป็นไปได้มาก "ทั้งหมด") ผู้เขียนซอฟต์แวร์แอพจะไม่อนุญาตให้ใช้ในกรณีที่มุมของแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ดังนั้นฟังก์ชั่นไจโร - อักเซล แอปส่วนใหญ่ / ทั้งหมดที่แท้จริง

เกี่ยวกับการทำงานของไจโร / แอคเซลในโทรศัพท์คุณสามารถ google APIs สำหรับทั้งสองแพลตฟอร์มได้อย่างง่ายดาย ( ตัวอย่าง )

อย่างไรก็ตามโปรดทราบว่าระบบปฏิบัติการทั้งหมดของการเขียนในทางปฏิบัติห่อฟังก์ชั่น gyro / accel ระดับล่างในตัวจัดการการเคลื่อนไหวระดับสูงที่สะดวกกว่า :

ในความเป็นจริงแล้ว Accels / gyros นั้นถูกรวมเข้าด้วยกันในระดับระบบปฏิบัติการ

ดังนั้นในความเป็นจริง ...

ในทางปฏิบัติสำหรับแอพที่เขียนขึ้นใหม่ ๆ (จำได้ว่าสมมติว่าประมาณ 25% ของแอพในร้านจะมีการสลายตัว / ไม่อัพเดทเป็นประจำ) มันจะเกิดขึ้นกับวิธีที่ทีมที่ Appleเขียน (ในกรณีของพวกเขา) "Coremotion" จัดการ (ถ้าเป็นอย่างนั้น!) กรณีสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ (มีสถานการณ์คล้ายกันสำหรับ Android)

และสำหรับเกมเช่นนี้ ...

วันนี้เกือบทุกเกมที่คุณรับและเล่นบนโทรศัพท์ถูกสร้างขึ้นใน Unity3D แทนที่จะเป็นแอปที่เป็นเจ้าของภาษา (ตามกฎแล้วถ้าคุณดูชุด "แอพที่ใช้ accel / ไจโร" 90% (มากกว่านั้น) เป็นแค่เกม) ดังนั้นในความเป็นจริง (ในทุกแพลตฟอร์ม) ผู้เขียนซอฟต์แวร์เป็นจริง ใช้ของระดับของความสามัคคีของห่อซอฟแวร์

ดังนั้นพฤติกรรมที่เกิดขึ้นจริงในกรณีมุมสุดขั้วของวงโคจรโลกจะขึ้นอยู่กับสิ่งที่ผู้คนทำเมื่อเขียนสิ่งนั้น

จุดหนึ่งที่ทำให้เกิดความสับสน ...

ที่ไม่ได้รับการชี้แจง เมื่อคุณกำลังเขียนซอฟแวร์สำหรับโทรศัพท์มือถือก็เป็นเรื่องธรรมดาที่จะมีทั้งหมดที่จะจัดการกับ "ศูนย์แรงโน้มถ่วง" ... สำหรับช่วงเวลาสั้น ๆ นั่นคือเมื่อโทรศัพท์อยู่ในฤดูใบไม้ร่วงฟรี ดังนั้นหากคุณกำลังทำหนึ่งในแอพ (100 ของ) สำหรับนักสเก็ตบอร์ดนักเล่นสกีหรือสิ่งที่คล้ายกันซึ่งเป็นการวัดเวลาแฮงเอาท์และอื่น ๆ คุณต้องจัดการกับเรื่องนี้อย่างแน่นอน

ไจโรได้รับการแนะนำให้รู้จักกับโทรศัพท์ประมาณปี 2010; accels อยู่ในพวกเขาตั้งแต่เริ่มต้น

บริษัทฝรั่งเศส / อิตาลีชื่อ STMicroelectronicsนั้นทำไจโรส่วนใหญ่สำหรับทั้งแอปเปิ้ลและซัมซุง

เกี่ยวกับมาตรวัดความเร็วโทรศัพท์ส่วนใหญ่ตอนนี้มีสองรุ่นเพราะมันใช้งานได้ดีกว่า ฉันได้ยินมาว่ามีซัพพลายเออร์เครื่องวัดความเร่ง (Bosch ฯลฯ ) ที่หลากหลายมากขึ้น

แท้จริงคุณสามารถซื้อ MEMS ไจโรหรือแอคเซลได้ตัวอย่างเช่นคุณกำลังทำของเล่นอิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณสมบัติดังกล่าว

เพียงทำซ้ำคำตอบด่วนพื้นฐานสำหรับคำถามที่ถูกวางคือ

ใน "ศูนย์ g" พวกเขารักษาความสามารถในการตรวจจับการเอียง (ที่ระดับฮาร์ดแวร์) แต่พวกเขาไม่สามารถตรวจจับการเอียงได้อีก

ในแง่ของซอฟต์แวร์

  1. มันเกือบจะแน่นอน "ล้มเหลวโดยสิ้นเชิง!" ในกรณีที่ "คุณกำลังโคจร" เนื่องจากไม่มี gane หรือวิศวกรแอป (ฉันรู้) จะเป็น OCD เพื่อครอบคลุมกรณีนี้ แต่อย่าลืม ...

  2. เป็นเรื่องธรรมดาที่จะมี "แรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์" .. ในช่วงเวลาสั้น ๆ ของการเหวี่ยงเหวี่ยง (สิ่งนี้เป็นเรื่องธรรมดาถ้าคุณกำลังทำหนึ่งใน


คำตอบที่ดี; +1 เมื่อคุณพูดว่า "โทรศัพท์ส่วนใหญ่ตอนนี้ (2017) มีไจโรแกนหกแกน" คุณไม่ได้หมายถึงเซ็นเซอร์ 6 แกน (หรือ "IMU", หน่วยวัดแรงเฉื่อย) ซึ่งประกอบด้วย accelerometer 3 แกนและ 3- แกนไจโร?
bitsmack

ขอบคุณมากคุณค่อนข้างถูกที่เป็นวลีที่แย่มาก แก้ไข ไชโย!
Fattie

1

ฉันคิดว่าพวกเขาอาจใช้ sagnac interferometer ในสมาร์ทโฟน Sagnac Interferometer เป็นอุปกรณ์ที่สร้างรูปแบบการรบกวนคงที่ในขณะที่พักผ่อนและรูปแบบของมันจะแตกต่างกันไปเมื่อมีการหมุนการตั้งค่า

ดังนั้นเมื่อวางอินเทอร์เฟอเรเตอร์ 3 ตัวเราจึงสามารถวัดการหมุนรอบแกนทั้งสามได้

Sagnac interferometers มีขนาดที่เล็กมากประกอบไปด้วยเส้นใยนำแสงไปจนถึงช่องแสงแหล่งกำเนิดแสง (สอดคล้องกัน) และอุปกรณ์ตรวจจับ

แน่นอนควรปรับเทียบก่อนใช้งาน

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.