Żyroskop w smartfonach obecnie jest już standardem. Moduł ten, choć niewielki, ma ogromne znaczenie dla poprawnego działania nowoczesnych telefonów. Jak działa żyroskop i czemu jest tak ważny?
Co to jest żyroskop?
Definicja słowa „żyroskop” nie jest jednoznaczna, gdyż nazwy tej używa się w dwóch przypadkach:
- W odniesieniu do przyrządu umożliwiającego obserwowanie efektu żyroskopowego (utrzymywania poziomu kątowego przez znajdujący się w ruchu obrotowym obiekt), zazwyczaj pod postacią wirującego dysku.
- W odniesieniu do urządzenia służącego do pomiaru prędkości kątowej.
Żyroskop w telefonie występuje właśnie w tej drugiej formie. Jest on jednym z najważniejszych czujników umożliwiających działanie modułów czy aplikacji wykorzystujących dane o aktualnej orientacji przestrzennej urządzenia.
Jak działa żyroskop i do czego jest wykorzystywany?
Żyroskop służący do pomiaru prędkości kątowej sczytuje informacje dotyczące zmiany położenia w przestrzeni, a więc czy dany przedmiot został obrócony, a jeśli tak, to pod jakim kątem i wokół której osi. Znajdująca się w telefonach wersja tego modułu jest bardzo mała i składa się z drobnych płytek. Elementy te wprawiane są w ruch (wibrują), gdy obiekt zmieni położenie. Z żyroskopem w smartfonach współpracują także inne czujniki, takie jak akcelerometr.
Żyroskopy stosuje się obecnie w bardzo wielu rodzajach urządzeń i różnych gałęziach technologii – od użytkowej aż po militarną. Bez tworzonych z nich żyrokompasów trudno byłoby o skutecznie działające lotnicze lub morskie systemy nawigacyjne. Czujniki coraz częściej znajdują się w elektronice, z którą mamy styczność na co dzień, a więc w smartfonach, smartwatchach lub technologiach rozszerzonej rzeczywistości. Dzieje się tak za sprawą upowszechnienia się technologii MEMS, która ograniczyła ilość komponentów potrzebnych do wyprodukowania efektywnego układu sensorów, pozwalając tym samym na tworzenie niewielkich, ale skutecznych żyroskopów. Ze względu na swoje małe rozmiary oraz niezawodność, czujniki te okazały się wręcz doskonałe do zastosowania w urządzeniach elektroniki użytkowej.
Czym żyroskop różni się od akcelerometru?
Zarówno żyroskop, jak i akcelerometr to czujniki wchodzące w skład urządzeń codziennego użytku. Często bywają ze sobą mylone, ponieważ zadaniem obu elementów jest dostarczanie informacji o ruchu obiektu, w którym się znajdują. Akcelerometr służy do mierzenia przyspieszenia liniowego (przede wszystkim) i kątowego obiektu. Pozwala także mierzyć odległość, jaką przebył użytkownik smartfona z tym sensorem.
Podobnie jak żyroskop, on także dostarcza informacji na temat położenia urządzenia w przestrzeni, jednak w tej kwestii jest on o wiele mniej precyzyjny. Dlatego też wzbogacenie akcelerometru o moduł żyroskopowy to doskonały sposób na uzyskanie wielowymiarowego odczytu na temat wszystkich trzech osi obrotu.
Żyroskop w smartfonie – jaką funkcję pełni?
Żyroskop w telefonie ma ogromne znaczenie dla wysokiego poziomu komfortu użytkowania i rozmaitych funkcjonalności, do jakich przyzwyczaiły nas nowoczesne urządzenia. Smartfony stale mierzą ruch oraz kierunek i kąt obrotu, co pozwala na działanie różnych funkcji oprogramowania, na przykład aktywowanie latarki poprzez potrząśnięcie telefonem lub szybką zmianę orientacji interfejsu.
Z żyroskopu korzystają również różnego rodzaju aplikacje, dla których dane na temat położenia smartfona w przestrzeni mają znaczenie. Mogą to być na przykład galerie zdjęć 3D lub panoramicznych, w których możemy niejako rozglądać się po danej grafice tylko za pomocą ruchu telefonu. Współpracujący z akcelerometrem żyroskop może także pełnić funkcję korygującą lub stabilizującą podczas robienia zdjęć i kręcenia filmów.
Jedną z popularnych funkcji wykorzystujących działanie żyroskopu jest obrót ekranu, wykorzystywany w celu poprawienia widoczności lub dostosowania jej do konkretnej rozdzielczości wyświetlanej zawartości. Ta prosta, lecz niezwykle użyteczna mechanik a przydaje się na przykład w momencie, gdy chcemy lepiej przyjrzeć się zdjęciu w orientacji poziomej, obejrzeć film lub zagrać w grę na pełnym ekranie.
Żyroskop w telefonie posiada także inne, ciekawsze zastosowanie – różnego rodzaju gry. Ich twórcy nie szczędzą dodawania do rozgrywki mechanik wykorzystujących zmiany położenia telefonu. Taki zabieg pozwala graczowi na lepszą immersję oraz czerpanie jeszcze lepszych wrażeń w ciągu rozgrywki. Najczęstsze zastosowanie żyroskopu w tym przypadku to chociażby sterowanie kierunkiem samochodu w grach wyścigowych poprzez przekręcanie smartfona w prawo lub w lewo albo możliwość rozglądania się po wirtualnym świecie za pomocą ruchu urządzenia (wykorzystywane np. w Pokémon Go).
Sprawdź: USB OTG – Pendrive, klawiatura i mysz do telefonu? Co to jest USB OTG – wszystkie informacje!
Możliwości wykorzystania żyroskopu w smartfonie do rozrywki wcale nie kończą się jednak na grach. W ostatnich latach popularność zyskują aplikacje na telefony pełne filmów, gier i obrazów implementujących mechaniki znane z wirtualnej rzeczywistości. Użytkownik nie musi kupować drogich gogli VR, by móc czerpać przyjemność z przebywania w wygenerowanym komputerowo świecie – za wyświetlacz może posłużyć mu jego własny telefon. Dzięki żyroskopowi w smartfonie rozszerzona rzeczywistość szybko i bezproblemowo reaguje na ruchy głowy, pozwalając czerpać z wirtualnej przygody jeszcze lepsze doznania.
Żyroskopy to nieoceniona pomoc dla osób wprowadzających w życie nowe plany treningowe i pragnących monitorować swoje postępy. Sensor ten wraz z akcelerometrem wchodzi w skład modułów wykorzystywanych przez liczne aplikacje dedykowane amatorom sportu. Monitorowanie ruchów w czasie ćwiczeń fizycznych przydaje się, by móc efektywnie mierzyć swoje osiągi. Dzięki żyroskopom informacje dostarczane przez takie urządzenia jak smartwatche czy smartbandy mogą być jeszcze dokładniejsze.
Jak możesz sprawdzić, czy masz żyroskop w telefonie?
Żyroskop w smartfonie to już standard i szansa, że nie masz w swoim telefonie tego modułu, jest naprawdę niewielka. Informacja na temat obecności tego sensora powinna znajdować się w specyfikacji technicznej Twojego urządzenia. Czujnika nie musisz w żaden sposób uruchamiać ręcznie – jest on domyślnie aktywny w każdym smartfonie.
Jeśli chcesz wykryć lub przetestować swój żyroskop, możesz pobrać którąś z przeznaczonych do tego celu aplikacji, na przykład Sensor Box dla telefonów z systemem Android dostępny w Sklepie Play lub jego iOS-owy odpowiednik, Sensor Kinetics, możliwy do pobrania z App Store. Jeżeli jednak Twój telefon nie wykazuje działania czujników, mimo że powinien je posiadać, wina może leżeć po stronie wadliwego oprogramowania lub uszkodzeń mechanicznych smartfona. Telefon warto wówczas poddać diagnozie w profesjonalnym serwisie.
Zastosowania żyroskopu w innych urządzeniach technologii użytkowej
Żyroskop w telefonie to niejedyny przykład na zastosowanie tego sensora w elektronice użytkowej. Jest również wykorzystywany przez najnowsze systemy i urządzenia rozszerzonej rzeczywistości, na przykład gogle VR. Precyzyjnie śledzą one ruchy głowy użytkownika, umożliwiając mu wykonanie tego samego ruchu w świecie wirtualnym prawie dokładnie w tym samym momencie.
Żyroskopy wykorzystuje się też do stabilizowania lotu dronów. Czujnik służy dodatkowo do korygowania pozycji maszyny w zawisie. Żyroskopy w tych urządzeniach są nieocenioną pomocą dla osób zajmujących się filmowaniem lub fotografią lotniczą, gdyż dzięki stabilnemu torowi poruszania się dron może wykonywać ujęcia jeszcze lepszej jakości.
Akcesoria do smartfonów – bogaty wybór
Żyroskopy na szeroką skalę używane są także w przypadku drobnej elektroniki użytkowej, takiej jak smartwatche. Pod kątem istotności stosowanych w zegarkach czujników prym wiedzie mierzący przyspieszenie akcelerometr – nie znaczy to jednak, że moduł określający położenie w przestrzeni będzie w tym przypadku całkiem bezużyteczny. Żyroskop w smartwatchu służy użytkownikowi do nawigacji, na przykład w wymagających biegach na orientację czy różnego rodzaju grach terenowych. Korzyści z obecności tego sensora w zegarku odczują także osoby chętnie podróżujące leśnymi lub górskimi szlakami, gdzie łatwo o zgubienie się lub zejście z wyznaczonej trasy.
Bez żyroskopu współczesne smartfony byłyby znacznie bardziej ubogie w użyteczne funkcje, których często nie zauważamy, a które potrafią znacząco podnieść komfort korzystania z urządzenia. Choć technologia nieustannie idzie do przodu, raczej nieprędko pożegnamy się z żyroskopem w nowoczesnych telefonach – to sprawdzone i skuteczne rozwiązanie, które przetrwało próbę czasu i do dziś pozwala na implementowanie do urządzeń nowych, jeszcze ciekawszych funkcji.
