Żyroskop – co to jest? Gdzie go znajdziemy?

Przeglądając specyfikację techniczną smartfonów czy smartwatchy, z pewnością natkniemy się na pojęcie „żyroskop”. Ten niewielki czujnik zdobywa coraz większą popularność, a wszystko dzięki temu, że potrafi precyzyjnie określić położenie, w jakim aktualnie znajduje się urządzenie. Z naszego poradnika dowiecie się, czym jest żyroskop i do czego jest wykorzystywany w telefonie.

Co to jest żyroskop?

Według definicji żyroskop to urządzenie, które służy do pomiaru lub utrzymywania orientacji przestrzennej. Żyroskop został wynaleziony w 1852 roku przez francuskiego fizyka – Jeana Foucaulta.

Jak działa żyroskop? Wykorzystuje zasadę zachowania momentu pędu. Żyroskop ma postać krążka, który po wprawieniu w szybki ruch obrotowy zachowuje swoje pierwotne położenie osi obrotu. Natomiast niewielkie ruchy precesyjne służą do określania kierunku tego ruchu. Budowa żyroskopu nie jest skomplikowana. Jednak tym mianem określa się wiele różnych urządzeń i choć ich przeznaczenie jest takie samo, to już budowa może wyglądać nieco inaczej. Żyroskop kierunkowy umożliwia obserwację obrotu ciała, do którego jest przymocowany. Natomiast żyroskop elektroniczny nie ma elementów ruchomych. Informacja dotycząca prędkości obrotowej podawana jest wzdłuż trzech osi. Taki żyroskop może być zbudowany z grupy akcelerometrów, których wskazania są przeliczane na wartości prędkości obrotowej.

Żyroskopy są wykorzystywane do budowy żyrokompasów. Te z kolei znajdują zastosowanie w nawigacji – są wykorzystywane w urządzeniach do wskazywania kierunku na statkach, w samolotach, śmigłowcach itp.

Żyroskop w telefonie – co to jest?

Obecnie żyroskopy wykorzystywane są w różnych urządzeniach mobilnych, m.in. w telefonach. Trafiły do nich dzięki mikroukładom elektromechanicznym (MEMS). Jak wygląda żyroskop w telefonie? Ma postać mikroskopijnej płytki, która wibruje w odpowiednim momencie, przekazując informacje do czujników. Dzięki temu smartfon wie, jak jest ułożony i jak został obrócony.

Do czego służy żyroskop w telefonie?

Żyroskop w smartfonie odpowiada za analizę położenia urządzenia w przestrzeni. Dzięki niemu nie potrzebujemy dodatkowych kontrolerów, które są niezbędne w laptopach, komputerach stacjonarnych czy też konsolach do gier. Możliwości żyroskopu w smartfonie są bardzo duże – pozwala on na:

• automatyczne obracanie się ekranu – treści automatycznie dostosowują się do pozycji, w jakiej aktualnie znajduje się telefon.

• Przesuwanie zdjęć w galerii.

• Wykonywanie zdjęć sferycznych.

• Stabilizację obrazu w kamerze telefonu – bez żyroskopu wykonanie wyraźnych, nierozmytych zdjęć nie byłoby możliwe.

• Odbieranie lub odrzucanie połączeń poprzez odwrócenie smartfona.

• Uruchamianie niektórych funkcji telefonu, np. latarki, za pomocą gestów.

• Sterowanie urządzeniem w grach i aplikacjach – np. możemy sterować kierunkiem jazdy samochodu, przekręcając telefon w lewo lub w prawo albo rozglądać się po wirtualnym świecie poprzez obracanie urządzenia (np. w grze Pokémon Go).

• Monitorowanie ruchu podczas ćwiczeń.

Jak włączyć żyroskop w telefonie?

W większości smartfonów z Androidem żyroskop włącza się automatycznie. Aby móc z niego korzystać, wystarczy włączyć telefon. Jeśli jednak przez pomyłkę wyłączymy żyroskop, z łatwością uruchomimy go ponownie. W tym celu wystarczy przejść do paska powiadomień, tam odnaleźć opcję „Obracanie automatyczne” lub „Autoobrót” (albo podobnie brzmiącą nazwę) i ją zatwierdzić.

W smartfonach z systemem iOS, czyli iPhone’ach żyroskop włącza się ręcznie. Należy przejść do centrum sterowania, a następnie wyszukać przycisk blokady orientacji pionowej. Kliknięcie tej opcji wyłączy blokadę, dzięki czemu ekran będzie automatycznie się obracał.

Czy każdy telefon ma żyroskop?

Obecnie żyroskop jest podstawowym wyposażeniem smartfonów. Znajdziemy go we wszystkich nowych telefonach, a także modelach sprzed kilku lat. Jedynie stare lub budżetowe smartfony mogą nie mieć żyroskopu – można to jednak łatwo sprawdzić, przeglądając specyfikację urządzenia.

Żyroskop w zegarku – do czego służy?

Żyroskop stosowany jest również w smartwatchach i smartbandach. Czujnik ten dokonuje pomiaru urządzenia w przestrzeni. Mierzy ruch w trzech płaszczyznach, co przekłada się na bardzo wysoki poziom dokładności.

Smartwatch Amazfit Balance Czarny

729

00 zł

-

-

Smartwatch Samsung Galaxy Fit3 Różowe złoto

232

77 zł

-

-

Do czego wykorzystywany jest żyroskop w inteligentnym zegarku? Przede wszystkim w aplikacjach sportowych, które śledzą nie tylko dystans liniowy, ale również zmianę położenia „wzwyż”. Przykładem może być wspinaczka górska lub bieg na orientację. Oprócz tego smartwatche wykorzystują żyroskop do analizy naszego snu. Dzięki zmianie pozycji podczas snu potrafią określić, jak długo spaliśmy oraz ustalić, ile trwał krótki oraz głęboki sen.

W smartwatchach i smartbandach żyroskop aktywuje się automatycznie, gdy tylko wykryje ruch użytkownika. Nie ma zatem potrzeby ręcznego uruchamiania tej funkcji.

Gdzie jest jeszcze stosowany żyroskop?

Tak jak wspomnieliśmy wcześniej, żyroskopy mają szerokie zastosowanie. Poza smartfonami, smartwatchami i smartbandami są wykorzystywane również w:

• samolotach, śmigłowcach i statkach – pozwalają określić położenie maszyny względem ziemi i wskazują kierunek w nawigacji,

• kompasach – niezależnie od pola magnetycznego Ziemi, żyroskopy wskazują prawdziwą północ,

• goglach VR – dzięki żyroskopom możemy przenieść ruchy głowy o interaktywnej gry i swobodnie poruszać się po wirtualnym świecie,

• kamerach – żyroskop służy do stabilizacji obrazu,

• tabletach – podobnie jak w przypadku smartfonów, w tabletach żyroskop przydaje się podczas przeglądania zdjęć i stron internetowych na pełnym ekranie oraz w czasie grania w różne gry.

Żyroskop a akcelerometr – różnica

W telefonach, smartwatchach i tabletach producenci montują nie tylko żyroskop, ale również akcelerometr, czyli czujnik, który służy do pomiaru przyspieszenia liniowego oraz odległości, jaką przebyło urządzenie. Z kolei żyroskop dokonuje pomiaru przestrzennego, a nie liniowego.

Obydwa te czujniki mogą być stosowane w smartfonach zamiennie. Jednak dzięki temu, że świetnie się uzupełniają, podając precyzyjne dane, producenci zazwyczaj montują oba czujniki w swoich urządzeniach.

Bibliografia:

• https://fizyka.uniedu.pl/zyroskop/