¿Cómo funcionan los giroscopios en los teléfonos inteligentes?

Aquí hay un artículo que encontré útil:
Acelerómetro y giroscopio
Los acelerómetros en los teléfonos móviles se utilizan para detectar la orientación del teléfono. El giroscopio, o giroscopio para abreviar, agrega una dimensión adicional a la información suministrada por el acelerómetro al rastrear la rotación o la torsión.
Un acelerómetro mide la aceleración lineal del movimiento, mientras que un giroscopio, por otro lado, mide la velocidad de rotación angular. Ambos sensores miden la tasa de cambio; solo miden la tasa de cambio para diferentes cosas.
En la práctica, eso significa que un acelerómetro medirá el movimiento direccional de un dispositivo pero no podrá resolver su orientación lateral o inclinación durante ese movimiento con precisión a menos que haya un giroscopio para completar esa información.
Con un acelerómetro, puede obtener una salida de información realmente “ruidosa” que responde, o puede obtener una salida “limpia” que es lenta. Pero cuando combina el acelerómetro de 3 ejes con un giroscopio de 3 ejes, obtiene una salida limpia y receptiva al mismo tiempo “.

Fuente: GSMarena.com

Los teléfonos inteligentes usan un sensor giroscópico para detectar la orientación del dispositivo (teléfono inteligente). Es un giroscopio en forma de un pequeño sensor. Está calibrado para dar una lectura de cero cuando el dispositivo se mantiene en una superficie horizontal plana. Cualquier cambio en la orientación del dispositivo es medido por el sensor giroscópico. Un caso de uso simple: vea una imagen manteniendo su teléfono horizontal, gire el teléfono a la posición vertical, ¿qué observa? verá que la imagen también se gira como su teléfono (siempre que haya mantenido la rotación activada en la configuración del sensor). El fenómeno subyacente que ocurre es que el sensor giroscópico envía constantemente sus datos de orientación al controlador de pantalla y, en función de ciertas condiciones de orientación, el controlador de pantalla prepara el búfer de cuadro de una manera determinada para que la imagen aparezca al usuario de cierta manera (horizontal y vertical).

Referencia adicional:
Giroscopio – learn.sparkfun.com

Espero que ayude 😀

Cuando las cosas giran alrededor de un eje tienen lo que se llama velocidad angular . Una rueda giratoria se puede medir en revoluciones por segundo (RPS) o grados por segundo (° / s).

Tenga en cuenta que el eje z del giroscopio a continuación se alinea con el eje de rotación de la rueda.

Si conecta el sensor a la rueda que se muestra arriba, puede medir la velocidad angular del eje z del giroscopio. Los otros dos ejes no medirían ninguna rotación.

Imagínese si la rueda gira una vez por segundo. Tendría una velocidad angular de 360 ​​grados por segundo. La dirección de giro de la rueda también es importante. ¿Está en sentido horario alrededor del eje, o en sentido antihorario?

Un giroscopio MEMS de triple eje, similar al que se muestra arriba (ITG-3200), puede medir la rotación alrededor de tres ejes: x, y y z. Algunos giroscopios vienen en variedades de eje simple y doble, pero el giroscopio de eje triple en un solo chip se está volviendo más pequeño, menos costoso y más popular.

Los giroscopios a menudo se usan en objetos que no giran muy rápido. Las aeronaves (con suerte) no giran. En cambio, giran unos pocos grados en cada eje. Al detectar estos pequeños cambios, los giroscopios ayudan a estabilizar el vuelo de la aeronave. Además, tenga en cuenta que la aceleración o la velocidad lineal de la aeronave no afecta la medición del giroscopio. Los giroscopios solo miden la velocidad angular.

Ahora, aquí puede venir la pregunta, ¿Cómo detecta el giroscopio MEMS la velocidad angular?

Vista operativa interna de un sensor giroscópico MEMS

El sensor del giroscopio dentro del MEMS es pequeño (entre 1 y 100 micrómetros, del tamaño de un cabello humano). Cuando se gira el giroscopio, se desplaza una pequeña masa resonante a medida que cambia la velocidad angular. Este movimiento se convierte en señales eléctricas de muy baja corriente que pueden ser amplificadas y leídas por un microcontrolador host.

Gracias.

Un giroscopio permite que un teléfono inteligente mida y mantenga la orientación. Los sensores giroscópicos pueden monitorear y controlar las posiciones, orientación, dirección, movimiento angular y rotación del dispositivo. Cuando se aplica a un teléfono inteligente, un sensor giroscópico comúnmente realiza funciones de reconocimiento de gestos. Además, los giroscopios en los teléfonos inteligentes ayudan a determinar la posición y la orientación del teléfono. Puede detectar el movimiento, incluida la rotación vertical y horizontal. Hay muchos usos prácticos del giroscopio, especialmente en juegos móviles.

Considere un juego móvil como “Counter-Strike” por un instante. En tales juegos, estamos obligados a movernos en todas las direcciones, lo que también implica rotación alrededor de la gravedad. Una vez más, sin el soporte del giroscopio, necesitamos arrastrar un dedo en la pantalla táctil para poder movernos en la dirección deseada y tenemos que estar de acuerdo en que después de un tiempo comenzaremos a darnos cuenta de la hostilidad del sistema, en resumen lo hará. ponerse molesto

Con la inclusión de un giroscopio, el usuario puede jugar estos juegos sin problemas simplemente moviendo el teléfono o incluso girando alrededor de la gravedad. El giroscopio detectará su movimiento y el sistema sabrá lo que quiere hacer. Con sus dedos aliviados de apuntar y dirigir, pueden hacer otras cosas como disparar simplemente tocando la pantalla. Esto también podría hacerse utilizando la combinación de acelerómetro y brújula incorporada, pero nos gustaría tener tanta suavidad y precisión como podamos obtener en nuestra vida.

Usos de un giroscopio o acelerómetro

La principal diferencia entre los dos dispositivos es simple: uno puede detectar la rotación, mientras que el otro no. En cierto modo, el acelerómetro puede medir la orientación de un elemento estacionario en relación con la superficie de la Tierra. Al acelerar en una dirección particular, el acelerómetro no puede distinguir entre eso y la aceleración proporcionada por la fuerza gravitacional de la Tierra. Si tuviera en cuenta esta desventaja cuando se utiliza en un avión, el acelerómetro pierde rápidamente gran parte de su atractivo.

El giroscopio mantiene su nivel de efectividad al poder medir la velocidad de rotación alrededor de un eje particular. Al medir la velocidad de rotación alrededor del eje de balanceo de una aeronave, identifica un valor real hasta que el objeto se estabiliza. Utilizando los principios clave del momento angular, el giroscopio ayuda a indicar la orientación. En comparación, el acelerómetro mide la aceleración lineal basada en la vibración.

El típico acelerómetro de dos ejes brinda a los usuarios una dirección de gravedad en un avión, teléfono inteligente, automóvil u otro dispositivo. En comparación, un giroscopio está destinado a determinar una posición angular basada en el principio de rigidez del espacio. Las aplicaciones de cada dispositivo varían drásticamente a pesar de su propósito similar. Un giroscopio, por ejemplo, se utiliza en la navegación en vehículos aéreos no tripulados, brújulas y barcos grandes, lo que en última instancia ayuda a la estabilidad en la navegación. Los acelerómetros tienen un uso igualmente extendido y se pueden encontrar en ingeniería, maquinaria, monitoreo de hardware, monitoreo de edificios y estructuras, navegación, transporte e incluso electrónica de consumo.

La aparición del acelerómetro en el mercado de la electrónica de consumo, con la introducción de dispositivos tan extendidos como el iPhone que lo usa para la aplicación de brújula incorporada, ha facilitado su popularidad general en todas las vías del software. Determinar la orientación de la pantalla, actuar como una brújula y deshacer acciones simplemente sacudiendo el teléfono inteligente son algunas de las funciones básicas que dependen de la presencia de un acelerómetro. En los últimos años, su aplicación entre la electrónica de consumo se extiende ahora a las computadoras portátiles personales.

Sensores en uso

El uso en el mundo real ilustra mejor las diferencias entre estos sensores. Los acelerómetros se utilizan para determinar la aceleración, aunque un acelerómetro de tres ejes podría identificar la orientación de una plataforma en relación con la superficie de la Tierra. Sin embargo, una vez que la plataforma comienza a moverse, sus lecturas se vuelven más complicadas de interpretar. Por ejemplo, en una caída libre, el acelerómetro mostraría una aceleración cero. En una aeronave que realiza un ángulo de inclinación de 60 grados durante un giro, un acelerómetro de tres ejes registraría una aceleración vertical de 2 G, ignorando por completo la inclinación. Finalmente, un acelerómetro no se puede usar solo para ayudar a mantener las aeronaves correctamente orientadas.

Los acelerómetros en cambio encuentran uso en una variedad de artículos electrónicos de consumo. Por ejemplo, uno de los primeros teléfonos inteligentes en utilizarlo fue el iPhone 3GS de Apple con la introducción de características como la aplicación de brújula y agitar para deshacer.

Se usaría un giroscopio en un avión para ayudar a indicar la velocidad de rotación alrededor del eje de giro del avión. A medida que una aeronave rueda, el giroscopio medirá valores distintos de cero hasta que la plataforma se nivele, con lo cual leería un valor cero para indicar la dirección de “bajada”. El mejor ejemplo de lectura de un giroscopio es el indicador de altitud típico. Aviones. Está representado por una pantalla circular con la pantalla dividida por la mitad, la mitad superior es de color azul para indicar el cielo y la parte inferior es roja para indicar el suelo. A medida que un avión se inclina por un giro, la orientación de la pantalla cambiará con el banco para tener en cuenta la dirección real del terreno.

El uso previsto de cada dispositivo influye en última instancia en su practicidad en cada plataforma utilizada. Muchos dispositivos se benefician de la presencia de ambos sensores, aunque muchos confían en el uso de uno solo. Según el tipo de información que necesite recopilar (aceleración u orientación), cada dispositivo proporcionará resultados diferentes.

sí, es lo mismo que el Prabhash Kumar Jha, en teoría. Solo estoy agregando a su respuesta, en los teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos, normalmente usan lo que se llama máquina MEMS (sistemas microelectromecánicos), de hecho, el verdadero origen del giroscopio es la ley de conservación del momento angular, por lo que definitivamente algo debería moverse en orden tener un impulso El giroscopio Morden usa esta estructura MEMS para vibrar en una frecuencia particular y en la dirección necesaria. y el impacto del cambio de orientación se mide a partir de la variación de la vibración, y generalmente se transmite en los protocolos I2C o SPI.

giroscopio viejo
Giroscopio
MEMS

Sistemas micro electromecánicos

Giroscopio MEMS

Estructura vibratoria giroscopio

Un giroscopio es un dispositivo utilizado principalmente para la navegación y la medición de la velocidad angular.

. Hay giroscopios disponibles que pueden medir la velocidad de rotación en 1, 2 o 3 direcciones. Los giroscopios de 3 ejes a menudo se implementan con un acelerómetro de 3 ejes para proporcionar un sistema completo de seguimiento de movimiento de 6 grados de libertad (DoF).

Los giroscopios han evolucionado desde dispositivos de hilatura mecánico-inerciales que consisten en rotores, ejes y gimbals hasta diversas encarnaciones de dispositivos electrónicos y ópticos. Cada uno explota alguna propiedad física del sistema que le permite detectar la velocidad de rotación alrededor de algún eje. Hay tres tipos básicos de giroscopio:

  • Giroscopios rotativos (clásicos)
  • Estructura vibrante giroscopio
  • Giroscopios ópticos

Funciona según el principio de conservación del momento angular, y consiste en una rueda giratoria apoyada en un eje que es libre de moverse por sí misma. La rueda giratoria, o rotor, está montada sobre un soporte giratorio que permite la rotación alrededor de un solo eje, llamado cardán. Al usar dos gimbals a la vez, uno montado dentro del otro, el giroscopio le da al rotor tres grados de libertad de rotación.

Mientras el rotor del giroscopio esté girando, el giroscopio seguirá apuntando en la misma dirección. Los giroscopios se utilizan principalmente como base para los sistemas de navegación inercial, lo que significa que con la ayuda de tres acelerómetros muy sensibles se puede detectar el movimiento del vehículo en el que está montado el giroscopio, en los tres ejes.

El enlace adjunto tiene un video de cómo funciona visualmente.

sensores: giroscopio · SensorWiki.org

https://www.google.co.in/url?sa=…

Hola, gracias por A2A.
GIROSCOPIO:
Se utiliza para detectar la orientación del móvil. Funciona en función de las posiciones de 3 ejes. Proporciona la información sobre el seguimiento de la rotación del dispositivo. Mide la velocidad de rotación angular del dispositivo para decir con precisión. En realidad se usa con la combinación de acelerómetro.
Sin giroscopio, hay algunas pérdidas de funciones en su teléfono:
1. No puedes jugar un juego que implique movimiento circular, por ejemplo, contraataque.
2. Sin giroscopio Orientación del teléfono La orientación horizontal y vertical del dispositivo puede no ser sensible.
3. Su teléfono inteligente no puede medir el ángulo de inclinación.
4. El acelerómetro solo no proporcionará la orientación del teléfono inteligente precisamente sin la ayuda del giroscopio.
5. Las imágenes en su teléfono no se pueden ver en inclinación debido a que no hay giroscopio.
6. No puede usar aplicaciones que funcionan basadas en giroscopio.
¡Espero que entiendas!

Un giroscopio es un dispositivo que utiliza la gravedad de la Tierra para ayudar a determinar la orientación. Su diseño consiste en un disco de rotación libre llamado rotor, montado en un eje giratorio en el centro de una rueda más grande y más estable. A medida que el eje gira, el rotor permanece estacionario para indicar el tirón gravitacional central y, por lo tanto, en qué dirección está “hacia abajo”.

El giroscopio mantiene su nivel de efectividad al poder medir la velocidad de rotación alrededor de un eje particular. Al medir la velocidad de rotación alrededor del eje de balanceo de una aeronave, identifica un valor real hasta que el objeto se estabiliza. Utilizando los principios clave del momento angular, el giroscopio ayuda a indicar la orientación.

Sensor de giroscopio

Este es el sensor que se utiliza para mantener y controlar la posición, el nivel o la orientación según el principio del momento angular. Funciona con un acelerómetro para detectar la rotación del teléfono y características como la inclinación del teléfono para jugar juegos de carreras mejoran la experiencia de juego en general.

fuente: Sensores principales dentro del teléfono inteligente que desea saber

Los giroscopios primero analizan la orientación original provista por el desarrollador móvil con la orientación original de la que tenemos su mano:

El uso de sensores de vibración giroscópicos detecta la velocidad angular de la fuerza de Coriolis aplicada a un elemento vibratorio. Por esta razón, la precisión con la que se mide la velocidad angular difiere significativamente dependiendo del material del elemento y las diferencias estructurales. Aquí, describimos brevemente los principales tipos de elementos utilizados en los sensores giroscópicos de vibración.

El giroscopio, o giroscopio para abreviar, agrega una dimensión adicional a la información suministrada por el acelerómetro al rastrear la rotación o la torsión, mientras que un giroscopio, por otro lado, mide la velocidad de rotación angular. Ambos sensores miden la tasa de cambio; solo miden la tasa de cambio para diferentes cosas.

Los giroscopios, también conocidos como sensores de velocidad angular o sensores de velocidad angular, son dispositivos que detectan la velocidad angular. En términos simples, la velocidad angular es el cambio en el ángulo de rotación por unidad de tiempo.


La velocidad angular generalmente se expresa en grados / s (grados por segundo).

Los giroscopios, también conocidos como sensores de velocidad angular o sensores de velocidad angular, son dispositivos que detectan la velocidad angular. En términos simples, la velocidad angular es el cambio en el ángulo de rotación por unidad de tiempo.


La velocidad angular generalmente se expresa en grados / s (grados por segundo).

en teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos, normalmente usan lo que se llama MEMS (Microelectromechanic

Todos los sistemas), de hecho, el verdadero origen del giroscopio es el de la ley de conservación del momento angular, por lo que definitivamente algo debería moverse para tener un impulso. El giroscopio Morden utiliza esta estructura MEMS para vibrar en una frecuencia particular y en la dirección necesaria. y el impacto del cambio de orientación se mide a partir de la variación de la vibración, y generalmente se transmite en los protocolos I2C o SPI. 🙂