Akcelerometr – co to jest i do czego służy? Dowiedz się wszystkiego o jego działaniu
Akcelerometr czy przyspieszeniomierz?
Rozwój technologii sprawia, że od elektroniki oczekuje się coraz więcej. Telefon nie służy już wyłącznie do wykonywania połączeń, zegarek do odmierzania czasu, a aparat fotograficzny do robienia zdjęć. Urządzenia codziennego użytku wyposaża się w najnowsze rozwiązania gwarantujące wielofunkcyjność tych gadżetów. Poza tym producenci wciąż szukają nowych technologii, które wyróżnią ich produkt.
W najnowszych modelach znajdziesz np. sensor natężenia światła, ruchu lub zbliżeniowy, GPS oraz właśnie akcelerometr. Co to jest? W języku polskim istnieje inne określenie tego elementu – przyspieszeniomierz albo przetwornik przyspieszenia. Jego zadanie to mierzenie przyspieszenia liniowego i kątowego. Gdzie przeciętny człowiek spotka akcelerometr? W telefonie. Co to jest dokładnie i jak działa?
Co to jest akcelerometr?
Akcelerometr to przetwornik dokonujący pomiaru przyśpieszenia liniowego i kątowego, czyli mierzący własny ruch. Może on określać położenie w 1, 2 albo 3 osiach (X/Y/Z). Obecnie najpopularniejsze są sensory 3-osiowe. Te składają się z 3 akcelerometrów – każdy z nich mierzy jedną oś.
Jak działa akcelerometr? Gdy dochodzi do odchyleń albo wibracji, energia drgań zamienia się w sygnał elektryczny, będący wprost proporcjonalny do przyspieszenia urządzenia. Sygnał zostaje przesłany do właściwych podzespołów w celu przedsięwzięcia odpowiednich działań.
Przetwornik przyspieszenia, choć jego opis brzmi skomplikowanie, wcale nie jest najnowszą technologią. Już w latach 90. XX wieku był implementowany w samochodowych poduszkach powietrznych. Aktualnie ma zastosowanie m.in.: w diagnostyce pracy maszyn oraz obiektów budowlanych, w sprzęcie medycznym, sportowym, w systemach nawigacji, aparatach i kamerach oraz smartfonach.
Akcelerometr a żyroskop
Wiele osób myli akcelerometr z żyroskopem. A to dlatego, że oba podzespoły okazują się niezbędne do określenia położenia – z tym że każdy z nich robi to w inny sposób. Przyspieszeniomierz mierzy własny ruch, a żyroskop podaje dokładne położenie danego przedmiotu w przestrzeni. Oba podzespoły mogą pracować razem i się uzupełniać, ale się nie zastąpią. Z tego powodu w elektronice z wyższej półki znajdziesz oba te rozwiązania. Jeśli zatem zależy Ci na dokładności pomiarów, wybierz model zarówno z akcelerometrem, jak i żyroskopem.
Akcelerometr – budowa i rodzaje przetworników
Wyróżnia się 3 podstawowe typy przetworników: pojemnościowe MEMS, piezoelektryczne oraz piezorezystancyjne. Te rodzaje różnią się od siebie pod względem budowy, jednak ich działanie wygląda podobnie.
MEMS
Najpowszechniejsze są akcelerometry MEMS. Ta technologia jest tania i pozwala na konstruowanie mikroprzetworników. Buduje się je z kondensatora grzbietowego, ciężarka oraz łączących je sprężyn. Gdy na czujnik działa jakaś siła, ciężarek przemieszcza się po sprężynach, powodując zmianę pojemności. Wartość zmiany zostaje przekształcona w sygnał elektryczny.
Piezoelektryczne
Droższe, ale równie popularne są akcelerometry wykorzystujące efekt piezoelektryczny. Wewnątrz przetwornika znajdują się mikroskopijne struktury krystaliczne, które pod wpływem siły przyspieszenia naprężają się, co z kolei generuje napięcie. Czujnik odczytuje je i na tej podstawie określa orientację i prędkość ruchu.
Piezorezystancyjne
Akcelerometr piezorezystancyjny działa na zasadzie tensometru, czyli czujnika mierzącego naprężenie. W środku przyspieszeniomierza znajduje się materiał piezorezystancyjny. Ten pod wpływem zewnętrznej siły odkształca się, powodując zmianę rezystancji. Następnie owa zmiana zostaje przetworzona w sygnał elektryczny.
Sprawdź, jak działa akcelerometr w różnych sprzętach
We wszystkich urządzeniach, w których implementuje się akcelerometr, zasada działania jest taka sama. Sensor mierzy pochylenie i przekręcenie, wysyła sygnał do procesora, a ten wykonuje odpowiednie działanie. Obecnie przetwornik przyspieszenia montuje się we wszystkich gadżetach, gdzie liczą się wahania położenia – od smartwatchy po drony, laptopy i poduszki powietrzne.
Jak działa akcelerometr w smartwatchu?
Smartwatch został stworzony z myślą o mierzeniu aktywności fizycznej. Bez czujników reagujących na ruch albo położenie inteligentny zegarek nie miałby racji bytu. Dlatego praktycznie każdy smartwatch ma akcelerometr. Co to oznacza dla posiadacza zegarka? Przyspieszeniomierz w tym sprzęcie jest wyczulony na ruch nadgarstka. Wykorzystują go różne aplikacje mierzące przebyty dystans. Najbardziej powszechna to krokomierz. Akcelerometr każdy ruch ręką interpretuje jako krok. Ten zostaje potem zliczony przez program. Wynik oglądasz na ekranie swojego zegarka.
Czujnik okazuje się niezbędny również do mierzenia liczby pokonanych kilometrów. Po wprowadzeniu danych personalnych, takich jak wiek, wzrost oraz waga, aplikacja oblicza standardową długość kroku. Sensor informuje ją o ruchach, by ta mogła przeliczyć kroki na metry. W podobny sposób wylicza się liczbę spalonych kalorii. Możesz się zdziwić, ale do monitorowania snu również wykorzystuje się akcelerometr. Zasada działania jest taka sama jak w przypadku poprzednich opcji. Program wykrywa aktywność użytkownika poprzez ruchy ręki i na tej podstawie w przybliżeniu określa długość snu.
Innymi funkcjami, do których działania niezbędny będzie przyspieszeniomierz, są sterowanie aplikacjami za pomocą ruchów nadgarstka oraz podświetlanie tarczy przy podniesieniu ręki na daną wysokość.
Smartwatch Huawei Watch GT 2 czarny B19S
Jeśli interesuje Cię inteligentny zegarek z akcelerometrem, sprawdź Huawei WATCH GT 2 czarny B19S. Ten model wyposażono też w barometr, żyroskop, wysokościomierz, czynnik światła, GPS oraz stoper. Zegarek rejestruje tętno w czasie rzeczywistym oraz mierzy poziom nasycenia krwi tlenem (SpO2). Do tego obsługuje 15 dyscyplin sportowych, m.in.: biegi, kolarstwo, pływanie, triathlon, wspinaczkę, rower stacjonarny, a także fitness. Huawei WATCH GT 2 charakteryzuje się minimalistycznym designem. Wygląd zegarka łatwo dostosujesz do swojego stylu, wymieniając w nim tarcze oraz paski.
Akcelerometr w telefonie – co to jest?
Nowoczesny smartfon to kolejne urządzenie posiadające akcelerometr. Zasada działania wygląda tak samo jak w smartwatchu. Podstawową funkcję omawianego czujnika stanowi automatyczne obracanie obrazu. Gdy przekręcasz telefon z pozycji pionowej w poziomą i odwrotnie, czujnik wykrywa ruch i obraz dostosowuje się do położenia sprzętu. Tę opcję najczęściej aktywuje się od razu po pierwszej konfiguracji telefonu, jednak zawsze możesz ją wyłączyć w ustawieniach.
Wyciszanie dźwięku to kolejna kwestia, przy której wymagany będzie akcelerometr w telefonie. Co to jest za funkcjonalność? Gdy otrzymujesz połączenie przychodzące, ale nie chcesz go odebrać, wystarczy, że obrócisz aparat do góry nogami, a sygnał zostanie wyciszony. Twórcy gier również wykorzystują przyspieszeniomierz. W grach wyścigowych dasz radę sterować pojazdem poprzez przechylenie smartfonem. Jeśli Twój aparat ma aplikacje mierzące dystans albo kroki, to one także działają na takiej samej zasadzie.
Samsung G991B Galaxy S21 5G szary
Szukasz telefonu z akcelerometrem? Jeżeli jesteś fanem najnowszych gadżetów, to rekomendujemy model Samsung G991B Galaxy S21 5G szary. Urządzenie oprócz przyspieszeniomierza ma wbudowane klasyczne czujniki, czyli barometr, Halla, magnetometr, światła, zbliżenia oraz żyroskop.
Galaxy S21 to przede wszystkim sprzęt multimedialny. Obecność 4 różnych obiektywów oraz sposobność nagrywania w rozdzielczości 8K sprawiają, że na wakacje nie musisz już brać profesjonalnego, ciężkiego aparatu fotograficznego. Lubisz grać albo oglądać filmy? Wyświetlacz Dynamic AMOLED 2X z odświeżaniem adaptacyjnym 120 Hz gwarantuje obraz bez smug i zacięć, z czystymi kolorami i głęboką czernią.
Hammer Explorer Pro 6/128GB LTE pomarańczowy
Osobom preferującym nieco masywniejsze modele proponujemy smartfon Hammer Explorer Pro 6/128GB LTE pomarańczowy. To telefon do zadań specjalnych, spełniający normę MIL-STD-810G i wymagania certyfikacji IP69 oraz IK07. Co oznacza, że wytrzyma niemal każde warunki, w tym upadek z wysokości 1,2 m, zanurzenie w wodzie na głębokości 1,2 m. Ponadto może pracować w temperaturze od -20° do 55°C.
Smartfon wyposażono w 8-rdzeniowy procesor oraz wyświetlacz 5,7". Takie parametry przekładają się na swobodne przeglądanie internetu, oglądanie filmów czy uczestniczenie w wirtualnych rozgrywkach. Oprócz akcelerometru w telefonie znajdziesz także czujniki jakości powietrza, grawitacyjny, zbliżeniowy, światła, czytnik linii papilarnych, magnetometr oraz żyroskop.
Samsung M515F Galaxy M51 czarny
Jeśli interesuje Cię uniwersalny sprzęt, sprawdź smartfon Samsung M515F Galaxy M51 czarny. Dzięki pojemnej baterii 7000 mAh będziesz używać telefonu cały dzień bez konieczności ładowania. Jeżeli zabraknie Ci mocy, to funkcja super szybkiego ładowania 25 W uzupełni poziom baterii do maksimum już w 97 minut!
Smartfonem tym zrobisz też dobre zdjęcia. Zamontowano tu 4 aparaty oraz Zoom Cyfrowy do 8x. Dzięki 8-rdzeniowemu procesorowi Snapdragon 730 oraz 6 GB pamięci RAM – bez zakłóceń skorzystasz z wielu aplikacji jednocześnie. Oczywiście i ten model oferuje standardowe funkcjonalności, takie jak akcelerometr, żyroskop, czujnik światła otoczenia i zbliżeniowy, kompas oraz sensor odcisków palców.
Akcelerometr w aparacie fotograficznym
Obecnie nie ma mowy o dobrym aparacie bez wbudowanej stabilizacji obrazu. Sprzęt staje się coraz mniejszy, a korzystanie ze statywu lub gimbala nie zawsze okazuje się możliwe. Dlatego producenci starają się implementować technologie pozwalające na wykonanie nieporuszonych ujęć.
Jednym z rozwiązań jest właśnie akcelerometr. Jak działa w aparacie? Kiedy tylko czujnik wykryje wibracje, przesyła sygnał do miniaturowych silników, a te natychmiast stabilizują obraz. Dzięki temu nawet zdjęcia zrobione w biegu będą ostre. Co więcej, jeżeli nagrywasz film, drgania Twojej ręki nie wpłyną na jakość rejestrowanego obrazu.
Drony i akcelerometr
Drony to sprzęt zyskujący coraz większą popularność. Sprawdzają się w monitorowaniu ulic, robieniu ujęć z lotu ptaka i rejestrowaniu obrazu ze znacznej wysokości. Urządzenia są niewielkie i bardzo lekkie, stąd potrzebują dobrego systemu stabilizującego je w powietrzu. Bez tego nie uda się zrobić ostrych fotografii. Jednym z niezbędnych elementów okazuje się przyspieszeniomierz. Jego zadanie to precyzyjny pomiar przyspieszenia liniowego i kątowego. Przekazywane na bieżąco odczyty powodują, że dron da radę stabilnie latać czy nawet zawisnąć w miejscu w bardzo wietrzne dni.
Jak działa akcelerometr w laptopie?
Wiesz, co to jest akcelerometr i jak działa w produktach foto i smartfonach. A jakie ma zastosowanie w laptopie? Przetwornik przyspieszenia wykorzystuje się do zabezpieczania dysku HDD. Talerzowy dysk twardy to element bardzo wrażliwy na wstrząsy i wibracje. Aby uniknąć jego uszkodzenia, montuje się w nim akcelerometr. Główne zadanie czujnika to wysyłanie sygnałów o wszelkich odchyleniach w położeniu laptopa prosto do procesora.
Przykładowo gdy sprzęt upadnie, system sterujący dyskiem dostanie natychmiast informację o konieczności zatrzymania pracy. W ten sposób dochodzi do ograniczenia ryzyka utraty danych.
Gdzie jeszcze ma zastosowanie akcelerometr?
Akcelerometr sprawdzi się wszędzie tam, gdzie niezbędne będzie zachowanie stabilności. Omawiane czujniki powszechnie stosuje się np. w robotyce. Wszystkie samodzielnie poruszające się maszyny muszą być wyposażone w akcelerometr precyzyjnie mierzący przyspieszenie we wszystkich 3 osiach. Pozwala to uniknąć przewrócenia się robotów. Taką samą rolę odgrywa także czujnik zainstalowany w deskorolce elektrycznej.
Akcelerometr – przydatna funkcja w smartwatchu lub telefonie
Gdy kupujesz smartfona albo inteligentny zegarek, na pewno sprawdzasz, czy wybrany model ma dobry aparat i jest odporny na wilgoć. Jednak mało kto patrzy na tajemnicze nazwy, właśnie takie jak żyroskop lub akcelerometr. Budowa tego drugiego komponentu to kwestia już dobrze Ci znana, ale niestety nie każdy zastanawia, co oznacza obecność akcelerometru w danym gadżecie. A przecież bez wbudowanego w urządzenie przyspieszeniomierza nawet ściągnięta z internetu aplikacja nie policzy kroków albo spalonych kalorii.
Sprawa wygląda podobnie w przypadku aparatów fotograficznych, gdzie akcelerometr montuje się w systemie stabilizacji obrazu. Bez niego nie da się zrobić idealnie ostrych zdjęć. Pamiętaj jednak, że nie wszystkie sprzęty posiadają omawiany element. Z drugiej strony obecnie w najnowszych modelach akcelerometr staje się standardem.
Chcesz poznać inne funkcjonalne gadżety wyposażone w akcelerometr? Sprawdź ofertę sklepu Neonet i wybierz niezawodny, funkcjonalny smartwatch lub smartfon!