Акселерометр - це електронний пристрій, який вимірює прискорення, що діє на нього. Він зазвичай вбудовується в різноманітні пристрої, такі як смартфони, планшети, ноутбуки та інші електронні пристрої.
Основним призначенням акселерометра є визначення змін прискорення, руху та орієнтації пристрою в просторі. Він здатний виявляти рух у трьох взаємно перпендикулярних напрямках - вперед/назад (ось X), вліво/вправо (ось Y) та вгору/вниз (ось Z).
Акселерометр використовується для багатьох різних цілей. В мобільних пристроях він може використовуватися для автоматичного повороту екрану в залежності від положення пристрою, визначення кроків при використанні фітнес-додатків, виявлення потрясін для автоматичного вимикання дисплея та багатьох інших функцій.
Промислові акселерометри використовуються у науці, автомобільній промисловості, літакобудуванні та інших сферах. Вони можуть використовуватися для визначення вібрацій, відслідковування руху та відхилення об'єктів, контролю стабільності та безпеки руху та багатьох інших застосувань.
Акселерометр - Історія
Заснування акселерометру пов'язане з розвитком фізики та електроніки. Вже у 18 столітті було відомо про прискорення, і багато вчених витрачали зусилля на його вимірювання. Однак справжній розквіт акселерометру настав у 20 столітті.
Перший прототип акселерометру був створений у 1917 році Юріем Борісовичем Вольковим-Гарденом, що був російським інженером. Він розробив прилад, який використовувався для вимірювання прискорення літаків. Цей прилад використовував систему важкого тіла та пружини для вимірювання прискорення.
У 1953 році молекулярний фізик Мартін Пеарлмуттер разом з Рудолфом Холмом винайшли першу пружинно-масову систему акселерометра. Цей акселерометр був здатний вимірювати прискорення по трьом осях одночасно і був використаний в різних наукових дослідженнях та промислових застосуваннях.
В подальшому розвиток акселерометрів привело до появи багатьох нових технологій та поступового зменшення їх розмірів. Сучасні акселерометри зазвичай базуються на принципах мікроелектромеханічних систем (MEMS) або п'єзоелектричних кристалів та знаходять широке застосування в пристроях, що вимагають вимірювання прискорення та орієнтації.
Акселерометр - Плюси та мінуси
Плюси акселерометра:
- Висока точність вимірювання прискорення
- Можливість використання в різних пристроях, таких як смартфони, планшети, автомобілі, аероплани тощо
- Маленькі розміри та низька вага, що дозволяє легко вбудовувати їх в електронні пристрої
- Доступність технології та низька вартість виробництва
- Можливість використання акселерометра для вимірювання нахилу та орієнтації пристрою в просторі
Мінуси акселерометра:
- Залежність виміряних значень від зовнішніх впливів, таких як вібрації, удари, похибки в калібруванні тощо
- Обмежений діапазон вимірювання прискорення
- Необхідність додаткового обчислення та фільтрації сигналу для отримання корисної інформації
- Потребує енергозабезпечення для роботи, що може вплинути на тривалість автономної роботи пристрою
Акселерометр - Де застосовується
Акселерометр є детектором, який вимірює прискорення вільного падіння, що діє на нього. Використовується у багатьох пристроях, які мають можливість вимірювання прискорення.
Одне з основних застосувань акселерометра - визначення орієнтації пристрою у просторі. Наприклад, у смартфонах він допомагає автоматично повертати екран, коли користувач повертає пристрій з портретної у ландшафтну або навпаки. Також він використовується для розпізнавання забиття екрана, коли користувач тапає на нього.
Акселерометри також використовуються у спортивних гаджетах, наприклад в пультах від PlayStation або Xbox, для вимірювання сили зіткнення або руху користувача під час гри. В автомобілях вони допомагають визначати нахил або прискорення автомобіля, що важливо для систем безпеки та регулювання ходу.
Акселерометри також використовуються в медичній техніці. Наприклад, вони можуть вимірювати рухи пацієнта під час сну для діагностики розладів сну, або використовуються в стоматології для визначення сили, з якою пацієнт щільно затискає щелепи під час жування.