Что такое акселерометр в смартфоне
Содержание:
- Введение
- Обзор аппаратного обеспечения акселерометра ADXL335
- Акселерометр в телефоне: что это такое, принцип действия
- Включение и отключение датчика
- Настройка и калибровка
- Принцип работы датчика
- Гироскоп в телефоне — что это за датчик?
- Недостатки и преимущества
- Как узнать, есть ли акселерометр в телефоне
- Общие сведения
- Как работает MEMS акселерометр?
- Определение и история
- Зачем это в моём планшете?
- Распиновка акселерометра ADXL335
- Гироскоп: устройство и принцип работы
- Краткий ликбез
- Сравнение
Введение
Акселерометр или датчик инерции измеряет ускорение или, согласно второму закону Ньютона, силу, вызывающую ускорение инерционной массы.
Рабочие принципы датчиков различаются в зависимости от способа получения электрического сигнала при детектировании движения инерционной массы . Сегодня выделяются три следующие категории автомобильных акселерометров (рис. 1) :
- пьезоэлектрические;
- пьезорезистивные;
- емкостные.
Рис. 1. Спектр современных автомобильных акселерометров различного функционального назначения:
а — акселерометры Denso International систем развертывания воздушных подушек; б — датчик Bosch угловой скорости (рыскания или крена) с акселерометром; в — кварцевый акселерометр Q-Flex QA650 Honeywell для задач автомобильного тестирования и детектирования замедления при торможении; г — семейство емкостных датчиков ускорения Texas Instruments (для контроля крена, полуактивной подвески, контроля динамики, 43колесной АБС, сцепления и неровности дороги); д — семейство автомобильных датчиков Entran для крэш-тестов и гоночных машин (Формулы-1); е — пьезорезистивный акселерометр для аварийных испытаний по стандарту SAEJ211 7265AM3 ENDEVCO; ж, з, и — автомобильные емкостные акселерометры, противостоящие высоким ударным нагрузкам ENDEVCO: ж — акселерометр общего назначения 7290A; з — герметизированный акселерометр 7292A3XXM1; и — емкостные акселерометры 7591/2; к — акселерометр CXL3TG Crossbow для автомобильного тестирования и инерциальных измерений; л — датчики ускорения АБС ALEPTH; м — одноосевые емкостные акселерометры для воздушных мешков, активной подвески, адаптивного торможения и систем предупреждения Silicon Designs, в том числе новинка — версия 2220; н — серия SCA100T высокоточных 2-осевых MEMS3инклинометров VTI Technologies; о — автономные акселерометры SCA110/1 VTI Technologies; п — емкостные 3D3MEMS акселерометры VTI Technologies; р — полностью интегрированные трех-, двух- и одноосевые емкостные акселерометры серии KXM52 Kionix; с — двухосевой термический MEMS3 акселерометр Memsic .
Акселерометры включаются в мехатронные системы, чтобы измерять движение, положение, наклон, вибрацию и удар.
Акселерометры широко используются для наблюдения сейсмической активности (обнаружения колебаний зданий и мостов), измерения виброустойчивости оборудования, тестирования механической прочности корпусов, в виртуальной реальности, спортивном оборудовании, сотовых телефонах, компьютерах (PDA, laptop и др.), робототехнике и т. д. .
Автомобильные акселерометры и значительное число электронных систем с их использованием формируют сегодня несколько крупнейших и быстроразвивающихся сегментов рынка автоэлектроники .
Автомобильная сфера применения акселерометров сконцентрирована в области систем безопасности, комфорта пассажиров, динамического контроля автомобиля и включает следующие области задач:
- Обнаружение аварии, активация систем безопасности и контроль развертывания подушек безопасности (Crash detection, Airbag deployment systems, Restraint systems).
- Детектирование крена (Rollover detection), боковых аварий и опрокидываний.
- Аварийные испытания (Crash-tests), в том числе для оснащения манекенов.
- Запись данных об аварии (Crash recording).
- Адаптивный круиз-контроль (Adaptive Cruise Control).
- Защита пешеходов (Pedestrian Protection).
- АБС (4WD ABS — Four Wheel Drive AntiLock Brake System).
- Контроль сцепления (Traction Control System).
- Контроль динамической стабильности
(Vehicle Stability Control, Electronic Stability Program). - Контроль активной (или полуактивной) подвески (Active Suspension Control).
- Системы охранной сигнализации (Burglar Alarm) в противоугонных системах (Antitheft Systems).
- Электронная парковка тормоза (Electronic Parking Brake).
- Компенсация измерений уровня (Fluid Level Compensation).
- Управление фарами (Headlamp Adjustment).
- Системы транспортной навигации (Vehicle Navigation Systems) и GPS (Global Positioning System).
- OBDII — контроль неровности дороги.
- Управление двигателем и трансмиссией.
- Наблюдение за давлением в шинах (Tire Pressure Monitoring).
- Сенсорный кластер (Sensor Cluster) — блок инерциальных измерений «inertial measurement unit» (IMU) с шестью степенями свободы, располагаемый ориентировочно в центре автомобиля для сбора информации для всех инерционных систем — противоугонной, VSC, навигации, и т. п.
Обзор аппаратного обеспечения акселерометра ADXL335
Основой модуля является небольшой трехосный MEMS акселерометр с низким энергопотреблением и с чрезвычайно низким уровнем шума от Analog Devices – ADXL335. Датчик имеет полный диапазон чувствительности ±3g. Он может измерять статическое ускорение, вызванное силой тяжести в приложениях, чувствительных к наклону, а также динамическое ускорение, вызванное движением, ударом или вибрацией.
Рисунок 5 – Обзор аппаратного обеспечения модуля акселерометра ADXL335
Датчик работает при питании от 1,8 до 3,6 В (оптимально 3,3 В) и обычно потребляет ток всего 350 мкА. Однако встроенный стабилизатор 3,3 В делает его идеальным выбором для взаимодействия с микроконтроллерами 5 В, такими как Arduino.
Эта дружественная макетная плата разводит каждый вывод ADXL335 на 6-выводный разъем с шагом 0,1 дюйма. Сюда входят 3 аналоговых выхода для измерений по осям X, Y и Z, 2 вывода питания и вывод самотестирования, который позволяет проверить работу датчика в конечном приложении.
Аналоговые выходы являются относительными, что означает, что выходной сигнал 0g номинально равен половине напряжения питания 3,3 В (1,65 В), -3g соответствует выходному напряжению 0 В, и 3g соответствует 3,3 В с полным масштабированием между ними.
Ниже приведена таблица с основными характеристиками микросхемы акселерометра ADXL335.
Рабочее напряжение | 1,8 В — 3,6 В |
---|---|
Рабочий ток | 350 мкА (типовой) |
Диапазон чувствительности | ±3g (полная шкала) |
Диапазон температур | от -40° до + 85° C |
Чувствительные оси | 3 оси |
Чувствительность | от 270 до 330 мВ/g (относительно) |
Ударопрочность | до 10000g |
Размер | 4мм х 4мм х 1,45 мм |
Акселерометр в телефоне: что это такое, принцип действия
Наличие таких датчиков на смартфонах и планшетах позволяет изменять ориентацию изображения.
Расположив мобильный гаджет горизонтально, пользователь при помощи акселерометра автоматически получает альбомный формат картинки или текста.
При вертикальном расположении экрана ориентация изменится на книжную.
В других устройствах датчик применяют и для выполнения тех же задач, для чего нужен акселерометр на телефонах, и для других целей. Так, в авиации он необходим для работы навигационных систем, а в промышленности используется в качестве вибропреобразователя.
В системах управления жёсткими дисками HDD акселерометр требуется для компенсации вызываемых ускорениями объекта колебаний и защиты хранящихся на накопителе данных.
Видеорегистраторы с помощью этого датчика способны определять время ускорения и торможения, фиксировать остановки и столкновения. На джойстиках игровой приставке акселерометр необходим для управления игровым процессом.
Включение и отключение датчика
Способ, как узнать есть ли акселерометр на телефоне, заключается в повороте экрана в другое положение. Если изображение при этом не изменилось, значит датчик отсутствует – или на смартфоне просто отключена функция «Автоповорота».
У большинства моделей поворот экрана при изменении положения автоматически включается и выключается с помощью меню настроек или верхней панели на главном экране:
В первом случае следует перейти в «Настройки», выбрать пункт «Экран» и включить поворот изображения.
Включение через настройки
Во второй ситуации достаточно потянуть пальцем за верхнюю панель, увеличив её размер на весь экран, и включить соответствующую функцию.
Включение через верхнюю панель
Настройка и калибровка
Практически все новые телефоны с гироскопом имеют и встроенный датчик контроля ускорения.
При наличии датчика, если он не работает или неправильно реагирует на изменение положения устройства, можно выполнить его калибровку.
Автоматическая настройка Андроид акселерометра выполняется в три этапа:
Скачайте с гугл плей бесплатное приложения для калибровки (например, GPS Status & Toolbox). Установите телефон с акселерометром на ровную поверхность. Перейдите в меню настроек утилиты и выберите пункт калибровка акселерометра.
Меню приложения
На дисплее гаджета появится сообщение о необходимости установки на ровную поверхность. После подтверждения запускается калибровка. Завершение процесса сопровождается появлением соответствующей надписи.
Работа приложения GPS Status & Toolbox
Принцип работы датчика
При воздействии на подвижный элемент сенсора массой mсилы F = ma возникает смещение x, пропорциональное ускорению:
где β — жесткость подвески, a — ускорение смещения сенсора, ω — собственная частота колебаний сенсора, определяющая чувствительность механической части системы.
На балки, зафиксированные на подложке, подаются электрические сигналы — прямоугольные импульсы различной полярности в противофазе (рис. 4). При отсутствии ускорения смещение механики отсутствует и емкости равны, поэтому выходной сигнал переменного напряжения, снимаемый с подвижной пластины, также практически равен нулю (всегда присутствует малое ненулевое смещение). При наличии ускорения баланс емкостей нарушается, и появляется переменный сигнал.
Рис. 4. Схема обработки сигнала датчика
При малых смещениях подвижной части электрический сигнал пропорционален величине смещения, которое, в свою очередь, пропорционально ускорению. В акселерометрах ADI полученный сигнал, как правило, детектируется в схеме синхронного демодулятора и усиливается. Необходимо учитывать, что при подаче напряжения между балками возникают электростатические силы, которые тем больше, чем больше разбаланс емкостей. Поэтому для предотвращения нежелательного возбуждения сенсора и уменьшения шумов частота электрического сигнала, подаваемого на емкости, выбирается существенно больше собственной частоты колебаний сенсора.
Типичное значение резонансной частоты акселерометра редко превышает 10 кГц, частоты подаваемого сигнала — 100 кГц. Выходным сигналом преобразователя после соответствующей обработки сигнала с сенсорной части является напряжение, линейно связанное с величиной ускорения или сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ), при котором ускорение также пропорционально отношению длительности импульса к периоду последовательности. В линейке интеллектуальных датчиков семейства ADIS существуют также варианты с цифровым выходным сигналом, передаваемым по последовательному SPI-интерфейсу.
Гироскоп в телефоне — что это за датчик?
Здравствуйте. Практически любой смартфон, выпущенный после 2010 года, оснащается разными полезными сенсорами. Сегодня хочу рассказать про гироскоп в телефоне. Что это за датчик, для чего нужен, и как включить?
Дополнительные возможности гаджета
Ранее я рассказывал о датчиках Холла, приближения. Помимо них девайс может иметь акселерометр, температурный сенсор, магнитный и т.д. Все эти микросистемы позволяют существенно расширить функционал устройств, чтобы их можно было использовать в качестве строительного уровня, компаса, термометра, измерителя расстояний до объектов.
Стоит отметить, что многие путают понятие «G-sensor» и «гиродатчик», или же считаю, что это одно и то же. Несмотря на похожий принцип действия, всё же, это совершено разные вещи.
Гироскоп является сложным приспособлением, состоящим из нескольких обручей, закрепленных на подставке. А внутри них располагается подвижный диск, реагирующий на изменение вектора гравитационной силы.
На самом деле, в компактных гаджетах применяется чуть другой механизм, габариты которого не превышают десяти миллиметров, а высота – около 3 мм.
Для чего нужен гироскоп в смартфоне?
Этот датчик позволяет определять пространственное положение телефона, относительно 3-х плоскостей (вспоминаем школьный курс геометрии – оси X, Y и Z). А вот акселерометр предназначен для измерения направления ускорения, что полезно для автоматического поворота изображения на экране.
Гиродатчик улавливает даже самые незначительные движения в любом направлении – наклоны устройства, его повороты. Но заем это нужно? К слову, впервые этот сенсор начали использовать в Айфонах, владельцы которых сразу же ощутили преимущества. Самый простой пример – это возможность принять входящий звонок («взять трубку»), просто встряхнув смартфон. Также, можно с легкостью листать картинки в галерее, переворачивать страницы в процессе чтения книг, переключаться с одного трека да другой в музыкальном проигрывателе.
Но самым важным аспектом использования гироскопа является игровая индустрия. То есть, некоторые игры позволяют управлять персонажем с помощью поворотов корпуса. Особенно это актуально для гоночных симуляторов, где смартфон превращается в руль, а если его наклонять вперед/назад, то можно таким образом увеличивать скорость/тормозить.
Существует огромное количество интересных игр, которые датчик гироскоп превращает в настоящие шедевры, увлекающие не на один час. Я не буду перечислять их в этом посте, думаю, Гугл поможет Вам найти интересные варианты.
Как узнать, есть ли на телефоне гироскоп?
В случае со смартфонами iPhone можно запросто ответить на этот вопрос. У всех моделей версии 4 и выше этот датчик присутствует. А вот для устройств на базе Андроид ситуация чуть запутаннее, ведь производителей намного больше. Проверить можно двумя способами:
- Ознакомившись с детальными характеристиками на официальном сайте (или в комплектной документации);
- Установить любое приложение, которое тестирует возможности девайса. Лучшими утилитами являются Aida64 и AnTuTu. Но лично мне больше нравиться софт Sensor Kinetics, который специализируется на проверке работоспособности всех датчиков.
Недостатки и преимущества
Гироскоп и акселерометр похожи по возможностям, тем не менее, отличаются определяемой характеристикой. В первом случае — положение, для второго — направление воздействия силы. Поэтому функциональность их востребована немного в разных жизненных областях. Рассмотрим их возможности, в разрезе плюсов и минусов.
Акселерометр
Плюсы:
- Быстрое определение изменения действия вектора силы. Хорош в качестве датчика ускорения.
- Проще конструктивно и дешевле гироскопа.
Минусы:
- Положение относительно земли определяет неточно. Сильно зависит от воздействия гравитации. Дает показания, требующие введения коэффициента поправки в зависимости от текущего места и воздействия внешних факторов.
- Чувствителен к сторонней вибрации.
- Не может производить измерение угла наклона при ускорении. Требует для получения данных момент покоя.
Наиболее часто используется в обыденной жизни для автомобильных регистраторов, систем безопасности хрупкого оборудования, мобильных телефонов и планшетов, игровых контроллеров, фитнес-браслетов. Популярен за счет низкой цены, малого размера и надежности.
Гироскоп
Плюсы:
- Точен в определении углов наклона по всем трем осям XYZ, или как их еще называют — крена, тангажа и рысканья.
- Нулевое направление, от которого и выполняются измерения, не зависит от притяжения земли и может быть любым.
- Практически не подвержен влиянию внешних факторов или сторонних сил. К примеру, работа устройства полностью, или по большей части, игнорирует вектор и состояние окружающего магнитного поля.
Минусы:
- Не может определять ускорение.
- Сложность конструкции увеличивает конечную стоимость устройства.
- Время определения смены положения выше, чем в случае акселерометра.
Для гироскопов характерной нишей применения становятся системы равновесия транспортных средств, включая водные, воздушные и космические. Ими же оснащают качественные мобильные аппараты и всю электронику контролирующую изначальное положение в пространстве механизмов или производственных линий.
Как узнать, есть ли акселерометр в телефоне
Практически во всех смартфонах и планшетах, выпущенных в эпоху Android и iOS, этот датчик есть. Даже в самом первом айфоне, выпущенном в 2007 году, и в первом Samsung Galaxy S, вышедшем в 2010-м.
Если вы сомневаетесь, есть ли он в вашем устройстве, то просто почитайте официальное описание. В ранних Андроид-смартфонах поворот экрана не обязательно включался по умолчанию, поэтому, если вы повернули свой телефон и дисплей не отреагировал, это ещё ни говорит об отсутствии акселерометра. Вероятнее всего, что он отключен в настройках телефона. Найдите похожую иконку, как на рисунке ниже и активируйте.
Общие сведения
Акселерометры представляют собой датчики линейного ускорения и в этом качестве широко используются для измерения углов наклона тел, сил инерции, ударных нагрузок и вибрации. Они находят широкое применение на транспорте, в медицине, в промышленных системах измерения и управления, в инерциальных системах навигации. Промышленность изготавливает много разновидностей акселерометров, имеющих различные принципы действия, диапазоны измерения ускорений, массу, габариты и цены. Сравнение основных типов акселерометров дано в табл. 1.На рис. 1 показаны области, занимаемые акселерометрами различного типа на диаграмме «цена–качество».
Рис. 1. Диаграмма «цена–качество» для различных типов акселерометров
Современные технологии микрообработки позволяют изготовить интегральные акселерометры, имеющие малые габариты и низкую цену. В настоящее время изготавливаются ИМС акселерометров трех типов: пьезопленочные, объемные и поверхностные.
Таблица 1. Сравнительные характеристики акселерометров
Как работает MEMS акселерометр?
Акселерометр MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) состоит из микромеханической структуры, построенной поверх кремниевой пластины.
Рисунок 4 – Внутренняя работа MEMS акселерометра ADXL335
Эта конструкция подвешена на поликремниевых пружинах. Это позволяет конструкции отклоняться, когда к определенной оси применяется ускорение.
Из-за прогиба емкость между неподвижными пластинами и пластинами, прикрепленными к подвешенной конструкции, изменяется. Это изменение емкости пропорционально ускорению по этой оси.
Датчик обрабатывает это изменение емкости и преобразует его в аналоговое выходное напряжение.
Определение и история
Основной функцией данного прибора является измерение ускорения наземного транспорта, летательных аппаратов, ракет и другой техники. Впервые он появился в конце XIX века. Устройство устанавливали на поезда и автомобили, чтобы иметь возможность отслеживать скорость, с которой они передвигаются.
Шкала отображала все возможные и максимально допустимые значения для конкретного вида транспорта. Такое строение позволяло предотвратить превышение скоростного режима и не допустить разрушения двигателя. Но был у этого помощника и один недостаток. Что это? Акселерометр был крайне громоздким. Так что впоследствии конструкция все время изменялась.
В Россию первые такие устройства попали уже в комплекте автомобилей Ford и Mercedes-Benz. Также они шли вместе с паровозами, произведенными в Германии. Была лишь одна проблема. Она заключалась в том, что эти акселерометры не выдерживали холодный климат. А потому предприятиям транспортного машиностроения России пришлось разрабатывать собственные модели.
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:
- Запустить установленное приложение.
- Перейти в меню Tools.
- Выбрать «Калибровка акселерометра».
- Утилита попросит положить устройство на ровную горизонтальную поверхность для корректной калибровки. Лучшим вариантом станет стол.
- 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.
Распиновка акселерометра ADXL335
Прежде чем погрузиться в подключения и примеры кода, давайте сначала взглянем на распиновку модуля акселерометра.
Рисунок 6 – Распиновка модуля акселерометра ADXL335
Вывод VCC обеспечивает питание для акселерометра, который может быть подключен к 5 В на Arduino.
Вывод Выход X выводит аналоговое напряжение, пропорциональное ускорению, приложенному к оси X.
Вывод Выход Y выводит аналоговое напряжение, пропорциональное ускорению на оси Y.
Вывод Выход Z выводит аналоговое напряжение, пропорциональное ускорению на оси Z.
Вывод GND подключается к выводу GND на Arduino
Вывод ST (Self-Test) контролирует функцию самопроверки. Эта функция подробно обсуждается в конце.
Гироскоп: устройство и принцип работы
Гироскоп – это устройство, позволяющее определить положение тела, на котором он установлен в пространстве. С самого появления он стал применяться в военной промышленности, авиации, автомобильном производстве и мореплавании. Первые модели были ориентированы на магнитное поле земли и стали отличным аналогом компасу.
Гироскоп мог работать практически в любом положении, невзирая на плохую видимость, тряску и прочие негативные условия. Постепенно размер устройства менялся, и его функционал значительно расширился. Например, в автомобилях стало возможно распределить нагрузку в зависимости от наклона рамы, выбрать оптимальное место для парковки. Со временем производители умных гаджетов и телефонов взяли его себе на вооружение.
Установленный в смартфоне миниатюрный прибор значительно расширил возможности устройства и облегчил использование. Ранее, чтобы посмотреть фото в полноэкранном режиме, нужно было установить соответствующую галочку в настройках или нажать кнопку, сейчас достаточно повернуть устройство, и смартфон сам адаптирует изображение, если в нем включена такая возможность.
Включение гироскопа (функция “Автоповорот” в телефоне) производится из меню настроек или из выдвижной шторки быстрого доступа в верхней части экрана телефона. В зависимости от модели, название может отличаться. Значок обычно символизирует смену положения и понятен пользователю даже с минимальными знаниями о возможностях устройства. При желании функцию можно так же просто деактивировать.
Самый простой вариант гироскопа, позволяющий передать физическое положение тела в электронном виде по необходимым координатам, выглядит как две подвижные единицы, которые постоянно находятся в контакте с активными датчиками, фиксирующими их положение. При повороте устройства двигается и весь гироскоп, посылая сигнал об изменившемся местоположении.
Современные устройства учитывают скорость движения подвижной части, силу давления. Именно поэтому в играх с гироскопическим управлением можно резко совершить движение в сторону, повернув устройство в желаемую сторону.
Краткий ликбез
Выбор параметров акселерометра из даташита
- Смещение нуля акселерометра — Zero-G Initial Calibration Tolerance ( для компонент , для компоненты ) — для расчётов переводим в единицы домножив на
- Погрешность масштабного коэффициента — Initial Tolerance () — выражается в процентах. Для расчётов надо перевести в разы, домножив на
- Перекосы осей — Cross Axis Sensitivity () — также умножаем на
- Спектральная плотность мощности шума акселерометра — Noise Power Spectral Density — переводим числитель в домножая все на
- Полоса пропускания — Low Pass Filter Response — приведены границы, в пределах которых её можно изменять. Установим максимальную полосу. Все равно ошибки будут определяться не шумами;
Зная спектральную плотность мощности шума и полосу пропускания датчика можно рассчитать СКО шума на выходе датчика:
- Смещение нуля — Bias Repeatability () — переводим в домножая на
- Погрешность масштабного коэффициента — (Sensitivity) Repeatability () — переводим из процентов в разы;
- Перекосы осей — Misalignment Axis to frame () — в градусах, переводим в разы (радианы, поскольку величины малые);
- Спектральная плотность мощности шума — Noise Density — переводим числитель в
- Полоса пропускания — — выберем такой же, как у MPU-9250;
Выбор параметров магнитометра из даташита
В даташите нужных нам параметров нет, поэтому предположим, что магнитометр откалиброван и возьмем следующие числа:
- смещение нуля —
- погрешность масштабных коэффициентов —
- перекосы осей — предположим, что они такие же, как у акселерометров —
- шум на выходе —
- Смещение нуля — Initial Bias Error — будем считать, что мы его откалибровали до ;
- Погрешность масштабного коэффициента — Initial Sensitivity Tolerance
- Перекосы осей — Misalignment Axis to axis — в градусах, переводим в разы (радианы, так как величина маленькая);
- Спектральная плотность мощности шума — Noise Density — переводим в
- Полоса пропускания — возьмем для модели значение
Сравнение
Главное отличие гироскопа от акселерометра — в принципах работы данных аппаратных компонентов. Первый вычисляет свой угол наклона относительно земли, второй подсчитывает собственное ускорение — но, опять же, относительно земной поверхности. На практике обе функции могут в ряде случаев заменять друг друга или же удачно дополнять. Поэтому многие мобильные девайсы оснащаются как акселерометром, так и гироскопом.
Вместе с тем у акселерометра есть ряд возможностей, недоступных для гироскопа. В частности — формирование сигналов, позволяющих определить расстояние, пройденное пользователем мобильного устройства.
Определив то, в чем разница между гироскопом и акселерометром, зафиксируем ее ключевые критерии в таблице.