Kiedy używasz aplikacji kompasu na swoim smartfonie, w jakiś sposób wie ona, w którym kierunku wskazuje telefon. W przypadku aplikacji do oglądania gwiazd, aplikacja w jakiś sposób wie, gdzie na niebie patrzysz, aby prawidłowo wyświetlić konstelacje. Smartfony i inne technologie mobilne identyfikują swoją orientację za pomocą akcelerometru, małego urządzenia składającego się z czujników ruchu opartych na osiach.
Czujniki ruchu w akcelerometrach mogą być nawet wykorzystywane do wykrywania trzęsień ziemi i mogą być stosowane w urządzeniach medycznych, takich jak bioniczne kończyny i inne sztuczne części ciała. Kilka urządzeń, będących częścią kwantyfikowanego ruchu selfie, wykorzystuje akcelerometry.
Akcelerometr jest urządzeniem elektromechanicznym służącym do pomiaru sił przyspieszenia. Takie siły mogą być statyczne, jak ciągła siła grawitacji lub, jak w przypadku wielu urządzeń mobilnych, dynamiczne, aby wykryć ruch lub wibracje.
Przyspieszenie jest pomiarem zmiany prędkości lub prędkości podzielonej przez czas. Na przykład, samochód przyspieszający ze stanu spoczynku do 60 mph w ciągu sześciu sekund ma przyspieszenie 10 mph na sekundę (60 podzielone przez 6).
Cel akcelerometru
Zastosowanie akcelerometrów rozciąga się na wiele dyscyplin, zarówno akademickich jak i konsumenckich. Na przykład, akcelerometry w laptopach chronią dyski twarde przed uszkodzeniem. Jeśli laptop miałby nagle upaść podczas użytkowania, akcelerometr wykryłby nagły swobodny spadek i natychmiast wyłączyłby dysk twardy, aby uniknąć uderzenia głowic odczytujących w talerz dysku twardego. W przeciwnym razie głowica uderzyłaby w talerz i spowodowała jego zarysowanie, co doprowadziłoby do znacznego uszkodzenia plików i odczytu. Akcelerometry są również wykorzystywane w samochodach jako metoda przemysłowa wykrywania zderzeń samochodów i wdrażania poduszek powietrznych prawie natychmiast.
W innym przykładzie, dynamiczny akcelerometr mierzy przyciąganie grawitacyjne w celu określenia kąta, pod jakim urządzenie jest przechylone w stosunku do Ziemi. Odczuwając wielkość przyspieszenia, użytkownicy analizują, jak urządzenie się porusza.
Akcelerometry pozwalają użytkownikowi lepiej zrozumieć otoczenie przedmiotu. Za pomocą tego małego urządzenia można określić, czy obiekt porusza się pod górę, czy przewróci się, jeśli przechyli się jeszcze bardziej, czy leci poziomo czy pod kątem w dół. Na przykład smartfony obracają swój wyświetlacz między trybem pionowym a poziomym w zależności od tego, jak przechylisz telefon.
Jak działają
Akcelerator wygląda jak prosty obwód dla jakiegoś większego urządzenia elektronicznego. Pomimo swojego skromnego wyglądu, akcelerometr składa się z wielu różnych części i działa na wiele sposobów, z których dwa to efekt piezoelektryczny i czujnik pojemnościowy. Efekt piezoelektryczny jest najbardziej powszechną formą akcelerometru i wykorzystuje mikroskopijne struktury kryształów, które ulegają naprężeniu pod wpływem sił przyspieszenia. Kryształy te wytwarzają napięcie w wyniku naprężenia, a akcelerometr interpretuje to napięcie w celu określenia prędkości i orientacji.
Akcelerometr pojemnościowy wykrywa zmiany pojemności pomiędzy mikrostrukturami znajdującymi się obok urządzenia. Jeśli siła przyspieszająca poruszy jedną z tych struktur, pojemność zmieni się, a akcelerometr przełoży tę pojemność na napięcie do interpretacji.
Akcelerometry składają się z wielu różnych komponentów i można je kupić jako oddzielne urządzenia. Dostępne są wyświetlacze analogowe i cyfrowe, choć w przypadku większości urządzeń technologicznych komponenty te są zintegrowane z główną technologią i dostępne za pomocą oprogramowania zarządzającego lub systemu operacyjnego.
Typowe akcelerometry składają się z wielu osi, dwóch do określenia większości ruchów dwuwymiarowych z opcją trzeciej do pozycjonowania 3D. Większość smartfonów zazwyczaj korzysta z modeli trzyosiowych, podczas gdy samochody po prostu używają tylko dwóch osi do określenia momentu uderzenia. Czułość tych urządzeń jest dość wysoka, ponieważ są one przeznaczone do pomiaru nawet bardzo niewielkich zmian przyspieszenia. Im większa czułość akcelerometru, tym łatwiej może on mierzyć przyspieszenie.
Akcelerometry, podczas gdy aktywnie wykorzystywane w wielu urządzeniach elektronicznych w dzisiejszym świecie, są również dostępne do użytku w niestandardowych projektach. Niezależnie od tego, czy jesteś inżynierem czy maniakiem technologii, akcelerometr odgrywa bardzo aktywną rolę w szerokim zakresie funkcjonalności. W wielu przypadkach możesz nie zauważyć obecności tego prostego czujnika, ale istnieje prawdopodobieństwo, że już używasz urządzenia z nim wyposażonego.
Ostatnie wiadomości