Где можно найти гироскоп в Скайриме

Гироскопом называют прибор, действие которого основано на стремительном круговом вращении относительно собственной оси. При этом ось способна менять позицию в пространстве.

Небольшая историческая справка

Изобретателем устройства считают астронома немецкого происхождения Иоганна Боненбергера. В начале ХIХ века приспособление было массивным. Чтобы читатель имел представление, прибор был устроен также, как и простой волчок.

Механизм, элементы которого могут крутиться вокруг 3-х осей, именуют гироскопом с 3-мя степенями свободы. Как работает простейший гироскоп:

• это устройство с устойчивой осью вращения;
• сила, воздействующая на ось, смещает ее в плоскости, расположенной перпендикулярно вектору силы.

В начале прошлого столетия гироскоп получил применение на монорельсовых дорогах. Российский изобретатель П. П. Шиловский решил использовать его в автомобилестроении. Воплотив намерения в жизнь, он создал гирокар — двухколесное авто. Уравновешивал машину гироскопический эффект.

Двемерский гироскоп для Сорин Журар

Механизм в этом транспортном средстве располагался точно посередине, имея возможность отклоняться в обе стороны на 25 градусов. Слева и справа подвешивали пару тяжелых маятников.

Ощутить максимальный гироскопический эффект можно, катаясь на велосипеде.

По принципу работы различают механический и оптический гироскоп. Механические устройства в оригинальной конструкции все реже применяются на практике. Вибрационные датчики — разновидность механических. Эта категория получила значительное распространение в высокотехнологичных портативных устройствах.

Гиродатчик в мобильных телефонах

Гироскоп в смартфоне способен определять расположение устройства в пространстве. Конструктивно механизм имеет заметные отличия по сравнению со своими простыми предшественниками, хотя и выполняет ту же функцию. Крутящихся волчков здесь нет. Скромные размеры мобильных аппаратов исключают такую возможность.

При возникновении угла наклона гироскопический миниатюрный датчик смещает одну из двух своих масс на показатель, прямо пропорциональный скорости воздействия. В этот момент дистанция между электродами меняется, что формирует электрический импульс.

Что такое гироскоп в телефоне? Это датчик, предназначенный для идентификации электрического сигнала. Приспособление определяет угол поворота портативного прибора относительно плоскости и информирует об этом операционную систему.

Не все производители оснащают свою технику микрогироскопами, несмотря на их миниатюрные размеры: 3–5×5×4 мм. Таким образом изготовители ведут борьбу за минимизацию толщины продукта.

Функции гиродатчика в мобильном телефоне

Основные свойства гироскопа позволяют зафиксировать положение смартфона в пространстве. Телефон, оборудованный таким датчиком, предоставляет возможность:

• Владельцам оптики с 3D эффектом смотреть видеоролики в 360 градусов.
• Геймерам выбирать игры с виртуальными поворотами, в которых не предусмотрено касание дисплея. Компьютерный герой или машина управляются путем наклона мобильного устройства в ту или иную сторону. Фирменный датчик гироскоп обладает такой чувствительностью, что в состоянии вычислить смещение на 1–2 градуса. Это позволяет своевременно отреагировать на положение дисплея смартфона или развернуть персонажа в игре.
• Встряхнув аппарат, воспользоваться функцией разблокировки телефона или ответить на звонок.
• Главная функция — это применение навигации. Гиродатчик открыл доступ в смартфоне к GPS и компасу. Этот прибор фиксирует местонахождение человека касательно сторон горизонта и космических спутников.

Если кого-то еще интересует вопрос: “Гироскоп в мобильном телефоне — что это такое?”, то ему следует знать, что без него все вышеперечисленные возможности не стали бы реальностью.

Как узнать о наличии гироскопа в телефоне

Узнать установлен ли гироскоп на телефоне можно на сайте изготовителя устройства. Вся необходимая информация находится в разделе технического описания конкретной модели.

Этот датчик не требует активации. Он по умолчанию уже настроенный. При необходимости можно проверить его исправность. Узнать о работоспособности прибора можно, запустив видео в 360 градусов на YouTube.

Алгоритм действий следующий:

1. В поисковике мобильного приложения YouTube следует написать слова «360 градусов».
2. По результатам поиска нужно запустить видеоролик, соответствующего формата.
3. В процессе воспроизведения следует повернуть смартфон. Если картинка на телефоне перемещается вслед, то гиродатчик в рабочем состоянии. В ситуации, когда на экране ничего не меняется, стоит проверить активность функции автоповорота.

Как включить и откалибровать гироскоп на Андроиде

Чтобы окончательно прояснить вопрос, что такое гироскоп в смартфоне, следует сказать – это обособленный механизм, независимый от программных настроек. Датчик или есть, и он постоянно активен, или его нет. Поэтому о включении либо выключении устройства говорить не приходится. Активировать и деактивировать можно работу акселерометра, например, функцию автоповорота.

Но эта манипуляция никак не взаимосвязана с вопросом как включить гироскоп. Большинство юзеров полагают, что гироскоп телефона это акселерометр. Но данное мнение является заблуждением. Датчики имеют разное предназначение.

Калибровка гироскопа также невозможна. Программная настройка существует только для акселерометра. Посредством операционной системы выполнить подобную задачу не получится. Для этого придется воспользоваться дополнительным сервисом. В интернете есть масса алгоритмов по запросу, как откалибровать гироскоп в смартфоне.

Но следует иметь в виду, что авторы описывают процесс управления акселерометром.

Недостатки гиродатчика

Телефоны со свободным гироскопом обладают не только достоинствами. Минусом является высокая чувствительность гироскопа к движениям смартфона. Это затрудняет использование некоторых приложений. Например, пользователь передвинул телефон с чувствительным датчиком в процессе чтения. Это мгновенно изменит положение дисплея.

Потребуется переместить аппарат в противоположном направлении, чтобы вернуть экран в исходное состояние.

Признаки поломки датчика

Если гироскоп вышел из строя, возможны следующие неполадки:

• статичная картинка на дисплее;
• произвольная смена положения;
• погрешности при повороте.

Если портативный электронный прибор не роняли, вероятен программный сбой. Рекомендовано выполнить одно из действий:

• «перепрошить» смартфон;
• вернуться к предыдущей версии ПО;
• установить обновление операционной системы;
• удалить ненужные приложения.

Владелец в состоянии справиться с системными ошибками телефона не прибегая к помощи профессионалов.

Если мобильное устройство падало, то починить гироскоп своими руками не получится. В этой ситуации стоит посетить сервисный центр, где проведут диагностику и в случае необходимости заменят датчик.

Как работает шагомер в телефоне на Андроид и в айфонах

Для работы шагомера применяется отдельное приложение. Многие телефоны оснащены этой функцией для отслеживания показателей организма. Гироскоп нужен процессору, чтобы лучше «понять» смысл перемещения — был ли это шаг или мобильное устройство положили в карман.

Принцип работы шагомера в фитнес-браслете

Если смартфон в процессе ходьбы чаще всего лежит в кармане, сумочке или рюкзаке, фитнес-браслет или «умные» часы надеты на руку. Чтобы техника могла «уловить» смысл движений, устройство должно быть оснащено гироскопом. Только тогда гаджет идентифицирует бег и не станет реагировать на иные виды действий. В фитнес-часах шагомер может функционировать при помощи акселерометра, но эффективность расчетов будет ниже, нежели при работе в тандеме с гиродатчиком.

Благодаря прибору микропроцессор в часах способен распознавать не только ходьбу и бег, но и другие физические нагрузки, например:

• отжимания;
• плавание (для влагонепроницаемых устройств);
• прыжки;
• езда на велосипеде.

У некоторых браслетов при повороте руки к лицу происходит активация экрана. За эту функцию тоже отвечает устройство высокоточного гироскопа.

Где еще применяют гироскоп

Прибор получил применение:

• в навигационной системе;
• для стабилизации оборудования, подверженного вибрациям;
• в автоэлектронике: видеорегистраторах, охранной сигнализации, беспилотных механизмах;
• в спутниковых тарелках;
• в офисной технике;
• в бытовых электронных устройствах (например, диск СВЧ вращается с помощью гироскопа);
• в системах реагирования на опасности.

Гиродатчик применяют и в стабилизаторах для камеры. Предназначены они для компенсирования движений во время съемки фото и видео по двум или трем осям. В основе принципа работы стабилизатора камеры лежат сложные электромеханические гироскопы.

Принцип действия приспособления предполагает применение его в авиации, судоходстве и космонавтике. Любое судно, которое ходит на далекие расстояния, оснащено гирокомпасом. Для чего он нужен? Для автоматизированного управления на борту или работы в ручном режиме.

Военные корабли оборудованы целой системой гироскопов. Она координирует боеготовность морской артиллерии. В обязательном порядке этими механизмами оснащаются воздушные судна. В летательном аппарате датчики отвечают за информированность экипажа о работе навигации, а также системы стабилизации.

При покупке VR-шлема для дальнейшего сопряжения со смартфоном, наличие свободного гироскопа в нем — самая нужная позиция. Датчик в состоянии следить за поворотами головы, перемещая виртуальный взгляд в том направлении, в котором смотрят глаза пользователя.

Гироскоп на Андроиде применяется для изучения звездного неба. Если в телефоне осуществлена настройка специального приложения, то смартфон посредством камеры будет ориентироваться в сторонах света. Приложение отобразит наименования созвездий в поле зрения телефона.

Гироскоп – полезное изобретение, функционал которого расширяется вместе с техническим прогрессом.

Видео по теме

Источник: osensorax.ru

Гироскоп: применение в технике

Данная статья является вводной теорией к уроку «Механический гироскоп. Авиагоризонт из Lego EV3» для кружка робототехники.

«Я увидел вращение Земли под микроскопом»

В 1852 году в Парижской академии наук французский физик, механик и астроном Леон Фуко (1819 — 1868) продемонстрировал прибор, позволяющий обнаружить вращение Земли. Гироскоп — так он назвал это устройство. «Гирос» — от греческого «вращение». «Скопео» — от греческого «вижу, наблюдаю». Гироскоп был придуман ранее другим изобретателем, но название этого прибора пошло именно от Фуко.

Оригинальную конструкцию продемонстрированного в Парижской академии гироскопа со специальной шкалой Фуко изобрел сам. Постройку гироскопа ученый заказал у известного изобретателя Генриха Румкорфа (1803 — 1877), создателя катушки Румкорфа — устройства для получения электрических высоковольтных импульсов.

Гироскоп Фуко представлял из себя вращающийся ротор (волчок) подвешенный так, что его ось могла поворачиваться в любом направлении относительно некоторой центральной неподвижной точки. Такой гироскоп имел наружную и внутреннюю рамку, которые могли вращаться относительно друг друга, и ротор, который концами оси крепился на внутренней рамке.

Оси вращения двух рамок и ротора пересекаются в точке О — он же центр масс этих тел.

Как бы не поворачивалось основание гироскопа, ось ротора сохраняет неизменное положение. Почему это так, нужно знать физические законы. Самые любознательные могут посмотреть видео по ссылкам в конце документа. Это свойство гироскопа было использовано Фуко для доказательства вращения Земли.

Фуко установил гороскоп в подвале дома на тяжелом столе, чтобы никакая внешняя сила не повлияла на его вращение. Ученый раскручивал ротор до большой скорости с помощью специальной машины и возвращал на подставку.

Чтобы увидеть мельчайшее смещение оси вращения ротора относительно метки, Фуко производил наблюдения в микроскоп. И вскоре увидел смещение, которое повторялось из опыта к опыту.

— Я увидел вращение Земли под микроскопом, — сказал Фуко.

Кстати, Леону Фуко принадлежит другой опыт, доказывающий вращение нашей планеты. В 1851 году каждый парижанин мог «увидеть» вращение планеты во французском Пантеоне. В этом высоком храме Фуко построил огромный маятник с высотой подвеса в 67 метров и шаром массой 28 кг на конце. Позже в СССР в 1931 году маятник Фуко был установлен в Исаакиевском соборе, где демонстрировался до 1986 года. Прочитать о маятнике Фуко подробней можно по этой ссылке.

Применение гироскопа в технике

Игрушечный волчок — это простейший гироскоп, который вращается вокруг точки опоры. Гироскопические свойства проявляются во всех быстровращающихся устройствах — лопастях вертолета, турбине двигателя самолета.

При повороте основания гироскопа ось вращения ротора сохраняет свое изначальное положение. И это свойство гироскопа нашло отражение в приборах, созданных для навигации самолетов, ракет, кораблей. Гироскоп может быть установлен даже в ваш смартфон, только он будет не механический, а электронный.

Приборы, использующие гироскоп, получили название гироскопических. Кроме карданова подвеса в механических гироскопах может использоваться аэродинамический подвес (ротор плавает на воздушной подушке) или электромагнитный подвес (ротор подвешивается в магнитом поле).

Гирокомпас. Из-за вращения Земли вокруг своей оси ось ротора гироскопа автоматически выравнивается относительно южного и северного полюса. Такой компас не подвержен влиянию намагниченных масс металла или электрической проводки, имеющихся на кораблях и самолетах.

Гиротахометр измеряет угловую скорость объекта, например, скорость и направление поворота самолета.

Авиагоризонт — гироскопический бортовой прибор самолета, который используется для определения углов тангажа (нос-хвост) и крена (левое-правое крыло) летательного аппарата. Это важнейшее устройство, с помощью которого опытный летчик может управлять самолетом с нулевой видимостью, не имея ориентиров в пространстве.

Гиростабилизатор на ракете, космическом корабле или спутнике дает понять электронной системе управления, в каком положении находится корабль относительно Земли или другого объекта. И с помощью такого гироскопа система управления может дать автоматический сигнал на запуск соответствующих корректирующих двигателей.

Гиродины (сontrol moment gyroscope) — это силовые гиростабилизаторы, которые устанавливаются на космические корабли или ракеты для их выравнивания в пространстве. Свойство крутящегося волчка оставаться в вертикальном положении можно использовать для отталкивания от него. Гиродины намного больше и тяжелее гироскопов, использующихся для навигации в пространстве.

Их большая скорость вращения и большая масса дает большой момент инерции, который используется для изменения положения космического корабля. Космический корабль может оттолкнуться от такого гироскопа без использования двигателей ориентации. Так, четыре гиродина находится на МКС и позволяют поворачивать станцию без использования реактивных двигателей.

Литература:

1. Творцы машин. Гироскоп Фуко
2. Habr. Как опереться на пустоту?
3. 1sept.ru. Как это устроено: Гироскопы
4. ИНЕРЦИЯ И МОМЕНТ ИНЕРЦИИ: базовые сведения

Видео:

1. Научфильм СССР. Гироскоп и его применение. 2 части
2. НИЯУ МИФИ. Опыт с большим гироскопом. Гирокомпас
3. НИЯУ МИФИ. Гироскоп (гирокомпас) в карданном подвесе
4. GetAClass — Физика в опытах и экспериментах. Гироскоп
5. GetAClass — Физика в опытах и экспериментах. Прецессия гироскопа
6. Гироскоп . Вычисляется угловая скорость регулярной прецессии гироскопа
7. Gyroscope Tricks and Physics Stunts

Источник: robo-wiki.ru

Как это работает. Гироскоп

Механизм, изобретенный в начале XIX века, сегодня находит применение практически повсеместно. Гироскопы используются в системах навигации кораблей и самолетов, в мобильных устройствах, игровых приставках и квадрокоптерах. Рассказываем об удивительном гироскопе – его истории, устройстве и принципе действия.

От детского волчка до полетов в космос

В основе многих научных открытий лежит наблюдение за простыми повседневными вещами. Так и один из важных приборов, применяющихся в составе современных устройств, – гироскоп – родился из старинной детской игрушки, известной как волчок. Сильно раскрученный волчок, удерживающий вертикальное положение даже при воздействии на него внешних сил, привлек внимание ученых. Изучая его свойства, люди науки задумывались о практическом применении эффекта. Волчком интересовались англичанин Исаак Ньютон, российский академик Леонард Эйлер, опубликовавший в 1765 году труд «Теория движения твердых тел», и другие ученые.

Первые механические гироскопы появились в начале XIX века. Но только в 1852 году французский физик Леон Фуко предложил использовать устройство для контроля изменения направления и дал ему название «гироскоп». Первый промышленный гироскоп был создан в конце XIX века − австрийский инженер Людвиг Обри придумал использовать его для стабилизации курса торпеды.

Следующим шагом в истории гироскопии стало создание лазерного гироскопа. Подготовка к его «рождению» заняла практически весь XX век, ведь для этого нужно было подтянуть квантовую физику и создать новые методы обработки материалов. Разработка лазерных гироскопов началась в 1970-х годах, а массовое применение пришлось на 2000-е. Сегодня мы находимся на этапе развития нового поколения гироскопов – волновых твердотельных и микромеханических.

В наше время гироскопы применяются в самых разных областях: для стабилизации фото- и видеокамер, в мобильных устройствах и игровых контроллерах, в огнестрельном оружии и робототехнике, в гироскутерах и квадрокоптерах, в системах навигации и управления в авиации, на кораблях и в космосе. Современные гироскопы на МЭМС-технологиях могут достигать миллиметровых размеров.

Устройство механического гироскопа

Как мы уже выяснили, гироскопы различаются в зависимости от принципа действия. Волчок, или юла – это простейший вариант механического гироскопа. Если массивный волчок раскрутить до достаточно высокой скорости, он сможет долго простоять в вертикальном положении, пока не затормозится, а также практически не отклоняться по вертикальной оси при применении к нему силы.

Волчок не падает благодаря тому, что вращающееся тело стремится сохранить величину своей угловой скорости и направление оси вращения. Свободно вращающийся волчок под воздействием внешней силы отклоняется не в направлении этой силы, а перпендикулярно ей. Это явление называется прецессией.

Рассмотрим устройство на примере чуть более сложного роторного гироскопа с тремя степенями свободы. Подобный гироскоп, способный выполнять роль гирокомпаса, демонстрировал Леон Фуко. Три степени свободы гироскопа обеспечиваются с помощью карданового подвеса.

Он состоит из двух колец: большого кольца, которое может вращаться вокруг вертикальной оси, и малого кольца, вращающегося вокруг горизонтальной оси. Внутри малого кольца закрепляется вращающееся тело – ротор. В результате благодаря кардановой системе подвеса ось ротора может иметь любое направление.

Механический гироскоп в движении

Для начала работы ротор раскручивается: чем быстрее раскручено колесо ротора, тем выше его сопротивление изменениям направления оси вращения. Как бы мы ни вращали все устройство, движущийся внутри него ротор сохраняет направление оси вращения в пространстве.

На этих свойствах вращающегося гироскопа основана работа гирокомпаса. Например, в авиации гирокомпас позволяет определять положение самолета в отсутствие ориентиров. Если самолет кренится в продольной или поперечной плоскости, с помощью гирокомпаса пилот увидит это отклонение по приборам. Кроме того, гирокомпас необходим в работе автопилота.

При очевидной полезности у механического гироскопа есть ряд недостатков. Для его стабильной работы нужны уникальные подшипники и предельная балансировка. Кроме того, на точность показаний влияет неизбежное трение в осях устройства.

Лазерный гироскоп − до сих пор на высоте

Избавиться от перечисленных слабых мест механики удалось в гироскопах следующего поколения − лазерных. В основе работы лазерного гироскопа – эффект Саньяка, открытый еще в 1913 году. Его суть заключается в том, что время прохождения светового луча по замкнутому контуру зависит от того, покоится или вращается данный контур, а также от направления его вращения. Применить этот эффект в гироскопии удалось только с появлением лазеров.

Первые работы по созданию лазерного гироскопа были начаты практически одновременно в США и СССР. В 1962 году американские ученые В. Мацек и Д. Девис создали и запустили первый макетный образец лазерного гироскопа на базе кольцевого газового He-Ne-лазера. В середине 1963 года аналогичный результат был достигнут советскими учеными Л.Н. Курбатовым (НИИПФ) и В.Н. Курятовым (НИИ «Полюс» им.

М.Ф. Стельмаха, сегодня входит в холдинг «Швабе» Ростеха).

Бесплатформенная навигационная система БИНС-СП-1 с лазерным гироскопом

Впоследствии наиболее значимые разработки лазерных гироскопов были организованы в НИИ «Полюс» под руководством его основателя М.Ф. Стельмаха, а начиная с 1969 года запущено промышленное производство и поставки серийных образцов.

Сегодня применяются лазерные гироскопы трех основных типов – вибрационный, фарадеевский и зеемановский. У первого частотная подставка основана на механическом реальном вращении гироскопа путем угловых вибраций, у второго и третьего – на искусственном, электрически управляемом расщеплении частот встречных волн в гироскопе. Лазерные гироскопы используются в составе инерциальных навигационных систем, позволяющих определять местоположение самолета без опоры на внешние источники информации.

Помимо НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха на сегодняшний день масштабными производителями лазерных гироскопов являются Раменский приборостроительный завод и Тамбовский завод «Электроприбор», входящие в «Концерн Радиоэлектронные технологии». Их гироскопы применяются в навигационных устройствах, которые устанавливаются на десятки моделей российских самолетов и вертолетов. Несмотря на общую тенденцию к миниатюризации техники и на совершенствование гироскопов на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС-технологии), лазерные гироскопы в силу своей высокой точности продолжают доминировать на рынке навигационных устройств.

События, связанные с этим

Как это работает. Высотомер

Ка-62: из военных в гражданские

Источник: rostec.ru