Obecnie akcelerometr posiada każdy kto posiada smartfona. Nie każdy jednak wie w jaki sposób to to działa. W tym artykule postaramy się to wyjaśnić.
Akcelerometry – czym są i jak działają? Np. w telefonie?
Kiedy używasz na smartfonie aplikację typu kompas, w jakiś sposób wie ona, w którą stronę skierowany jest twój telefon. Aplikacja do oglądania gwiazd też wie, w jaką część nieba skierowany masz telefon i którą konstelację chcesz wyświetlić. Smartfony, telefony i inne podobne do nich urządzenia identyfikują swoją orientację za pomocą akceleratora, małego urządzenia zbudowanego z osiowej detekcji ruchu.
Czujniki ruchu w akcelerometrach mogą być wykorzystywane nawet do wykrywania trzęsień ziemi i mogą być używane w urządzeniach medycznych, takich jak bioniczne kończyny i inne sztuczne części ciała.
Akcelerator jest urządzeniem elektromechanicznym służącym do pomiaru sił przyspieszenia. Siły te mogą być statyczne, jak ciągła siła grawitacji lub dynamiczne, które służą do wykrywania ruchu lub wibracji, jak ma to miejsce w przypadku urządzeń mobilnych.
Przyspieszenie wynika z pomiaru zmiany prędkości lub prędkości podzielonej przez czas. Na przykład, samochód przyspieszający od 0 do 60 km/h w ciągu sześciu sekund, ma przyspieszenie 10 k/h na sekundę (60 podzielone przez 6).
Zastosowanie akcelerometrów
Zastosowanie akcelerometrów rozciąga się na wiele dyscyplin, zarówno akademickich jak i konsumenckich. Na przykład akcelerometry w laptopach chronią dyski twarde przed uszkodzeniem. Jeśli laptop nagle spadnie podczas używania, akcelerometr wykryje nagły spadek i natychmiast wyłączy twardy dysk, aby uniknąć uderzenia głowic czytających w talerz dysku twardego. Bez tego uderzałyby one o siebie i powodowały zadrapania na talerzu, uszkadzając zapisane pliki. Akcelerometry są również stosowane w samochodach, jako metoda wykrywania wypadków samochodowych i natychmiastowego używania poduszek powietrznych.
Przyspieszeniomierze pozwalają użytkownikowi lepiej zrozumieć otoczenie przedmiotu. Dzięki temu niewielkiemu urządzeniu możesz określić, czy obiekt porusza się w górę, czy się przewróci, jeśli będzie się dalej przechylał, czy będzie leciał poziomo czy też przechylał się w dół. Na przykład smartfony obracają swój ekran pomiędzy trybem portretu i krajobrazu w zależności od przechylenia telefonu.
Jak działa akcelerometr?
Akcelerator wygląda jak prosty obwód dla większego urządzenia elektronicznego. Pomimo skromnego wyglądu, akcelerometr składa się z wielu różnych części i działa na wiele sposobów. Dwa z tych sposobów to efekt piezoelektryczny i czujnik pojemności. Efekt piezoelektryczny jest najczęstszą formą akcelerometru i wykorzystuje mikroskopijne struktury krystaliczne, które ulegają naprężeniu z powodu sił przyspieszenia. Kryształy te wytwarzają napięcie, a akcelerometr interpretuje napięcie w celu określenia prędkości i orientacji.
Akcelerometr pojemnościowy wykrywa zmiany pojemności między mikrostrukturami znajdującymi się obok urządzenia. Jeśli siła przyspieszenia przesunie jedną z tych struktur, pojemność ulegnie zmianie a akcelerometr przetłumaczy tę pojemność na napięcie w celu interpretacji.
Akcelerometry składają się z wielu różnych komponentów i można je nabyć, jako osobne urządzenie. Dostępne są wyświetlacze analogowe i cyfrowe, jednak w większości urządzeń części te są zintegrowane z główną technologią i są dostępne za pomocą oprogramowania zarządzającego lub systemu operacyjnego.
Typowe akcelerometry składają się z wielu osi, dwóch dla określenia najbardziej dwuwymiarowego ruchu z opcją trzeciego dla pozycjonowania 3D. Większość smartfonów zazwyczaj korzysta z modeli trójosiowych, podczas gdy samochody wykorzystują tylko dwie osie do określenia momentu uderzenia. Czułość tych urządzeń jest dość wysoka, ponieważ są one przeznaczone do pomiaru nawet bardzo niewielkich zmian przyspieszenia. Im bardziej czuły jest akcelerometr, tym łatwiej można zmierzyć przyspieszenie.
Akcelerometry, choć aktywnie wykorzystywane w wielu urządzeniach, są również dostępne do wykorzystania w niestandardowych projektach. Niezależnie od tego, czy jesteś inżynierem, czy technikiem, akcelerometr odgrywa bardzo aktywną rolę w szerokim zakresie funkcjonalności. W wielu przypadkach możesz nawet nie zauważyć obecności tego czujnika, ale istnieje duże prawdopodobieństwo, że korzystasz już z urządzenia, które go posiada.
