История создания гироскопа началась в 1817 году, когда Иоанн Боненберг изобрел подвес, рамки в котором рамки вращались в горизонтальной, вертикальной или угловой плоскостях. Далее прибор совершенствовался, и в 1852 году известным ученым-физиком Ж.Фуко был продемонстрирован гироскоп, используемый для определения положения оси Земли. Сегодня гироскоп широко применяется в самых разных приборах для ориентации в пространстве. Особенности устройства и возможности дают возможность использовать его в известных нам устройствах.
Что такое гироскоп
Законы вращения твердых тел лежат в основе создания гироскопа. Прибор позволяет стабилизировать их положение при малейшем отклонении, задействовав обратный момент вращения. Само слово произошло от двух греческих: «гирос» – что значит круг, и «скопео» – означает смотрю, то есть смотрю на вращение или круг.
Сегодня данный термин и однокоренные слова можно услышать везде. Пример – гироскутер. А квадрокоптер для взлета требует наличия минимум трех подобных приспособлений. Смартфон, планшет и популярные смарт часы также оснащены данным устройством.
ГИРОСКОП ПРИНЕСИ ☛ The Elder Scrolls V: Skyrim | Прохождение #72
Как работает гироскоп
Аналогом гироскопа можно назвать известную всем юлу или волчок. В гироскопе вращающейся частью является ротор, который подобен волчку, имеющему утолщенные края. Закрепляется ротор в подвес, рамки в подвесе осуществляют движение в трех плоскостях, называются они подвес Фесселя или карданов подвес.
Специальные датчики, называемые грузиками, реагируют на изменение положения тела в пространстве. Устройство создает гироскопический эффект с помощью обратного момента вращения, придавая телу первоначальное устойчивое положение. А благодаря современной электронике для стабилизации подключаются специальные датчики разгрузки.
Благодаря продуманности прибора и его действительно широким возможностям по стабилизации положения без него не обходится подавляющее большинство современных устройств и аппаратов. Гироскопами снабжены:
- водные судна – чтобы обеспечивать навигацию относительно оси вращения Земли;
- все летательные устройства, требующие навигации и стабилизации;
- всевозможные гаджеты: планшеты, игровые приставки, смартфоны. Здесь уже использованы более усовершенствованные, микроэлектромеханические гироскопы.
Позволяя стабилизировать положение тела в пространстве и определить угол отклонения, гироскопы делают многие приборы более функциональными и удобными в использовании.
Гироскоп в телефонах
В телефонах нет волчка в привычном понимании слова. Смартфоны включают в себя микроэлектромеханическую систему, или МЭМС, в которой имеются микромеханические и микроэлектронные компоненты. И хотя устройство гироскопа в смартфоне существенно отличается от общепринятого и более понятного, целью его остается определение собственного угла наклона относительно земной поверхности.
Преобразование механической энергии в электрическую формирует последовательность битов, или бинарный код. Именно с помощью бинарного кода осуществляется функционирование всех компьютерных систем. В небольших по размеру устройствам типа смартфона волчок в буквальном смысле отсутствует, вместо него внутрь помещены специальные подвижные массы веществ. Смещение подвижных масс веществ провоцирует изменения электрической емкости конденсаторов, что регистрируется микропроцессором.
Конденсаторы могут быть заменены пьезокристаллами, которые широко применяются в датчиках определения положения типа акселерометров. С помощью преобразования давления и скорости в электрический сигнал: он специальным образом обрабатывается микропроцессором. Акселерометры и гироскопы устанавливаются в смартфонах, эти инерционные МЭМС-датчики имеют различающиеся принципы получения информации. Для многих современных смартфонов характерно наличие обоих видов устройств.
Наличие гироскопа в мобильном телефона фиксируется в технической документации. Он представляет собой компактный чип, который можно рассмотреть, лишь разобрав прибор.
Для чего нужен гироскоп в смартфоне
Назначение гироскопа с смартфоне переоценить сложно. Ведь благодаря ему наши телефоны могут:
- использовать функцию встряхивания: раньше, до применения гироскопов в телефонах, для принятия звонка требовалось сделать свайп по экрану. Теперь же достаточно простого встряхивания! Никаких лишних затрат времени и сил, ведь, помимо принятия входящих звонков, встряхивание позволяет активизировать телефон при просматривании фотографий, пролистывании мелодий в плейлисте;
- более полно использовать функцию калькулятора. Теперь стало возможным без использования рук выполнять многие действия, при повороте экрана на 90° появляется панель с дополнительными функциями;
- находить поблизости смартфоны, в которых активизирована функция Bluetooth$
- получить доступ к дополнительным функциям с вычислением угла наклона (например в процессе строительства);
- гораздо лучше ориентироваться на местности с вычислением координат и расположением относительно земной оси, а также определять направление, что важно для полноценной работы навигатора.
Существенно расширяя возможности смартфона, гироскоп делает его удобнейшим и практичным гаджетом для многофункционального применения.
Гироскоп в смарт часах
Смарт часы, или фитнес-браслет, прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Благодаря им во многом упрощаются повседневные дела, появляется дополнительная мотивация для активизации собственной жизни. Поднятие руки, на которую надеты «умные» часы, провоцирует срабатывание экрана – и именно благодаря гироскопу. А изменение положения кисти руки влечет за собой изменение положения картинки на экране смарт часов. Значит, даже во время вождения автомобиля можно безопасно читать текст с часов, который будет поворачиваться вместе с рукой.
В новых Apple Watch имеется даже особая функция распознавания критической ситуации, когда человек упал и лежит без движения: благодаря гироскопу срабатывает вызов в службу спасения!
Именно гироскоп «отвечает» за подсчет сожженных калорий при разнообразных занятиях спортом, считает шаги во время прогулки. Анализируя частоту переворотов во время сна, гироскоп в смарт часах может установить качество отдыха.
Гироскоп следует отнести к разряду устройств, которые делают многие наши дела более удобными, а также преподносить большой объем информации. Гаджеты становятся неотъемлемой частью нашего быта, наличие в них гироскопа облегчает процесс пользования.
Источник: fitnessbraslet.com
Скарабей в Genshin Impact: где найти и купить в пустыне Сумеру
Собираем Скарабеев по готовым маршрутам на интерактивной карте Сумеру.
Reading Time: 2 mins read
Скарабей в Genshin Impact – это местная диковинка Сумеру, которая встречается только на территории пустынной части региона. Этих жуков можно назвать сводными братьями Оникабуто, но, в отличие от последних, Скарабеи передвигаются, хоть и достаточно медленно. Однако фарм все равно сложный, т. к. насекомые незаметны и часто прячутся в руинах.
Мы подготовили гайд, где найти скарабеев и можно ли их купить, а также карту с пустынными жуками и маршрутами их сбора.
Подготовка к фарму Скарабея
Чтобы упростить сбор, смените состав отряда: это даст ощутимую прибавку к скорости передвижения. Для максимального комфорта можно заготовить блюда с баффами на выносливость.
Рекомендуемые персонажи для сбора
С фармом хорошо справляются герои, у которых есть пассивный бонус на скорость перемещения или сокращение затрат выносливости. Также желательно использовать Анемо резонанс. Список подходящих для сбора ресурсов персонажей можно увидеть ниже.
Кли Янь Фэй ![]() |
Горо Тигнари |
Благодаря пассивным талантам показывают диковины на миникарте: Кли в Мондштадте, Янь Фэй и Ци Ци в Ли Юэ, Горо в Инадзуме, Тигнари в Сумеру. |
![]() |
Пассивный талант «Осмысление всего сущего» позволяет собирать ресурсы поблизости, используя долгое нажатие Ешки. Не работает на скарабеях, кристальном костном мозге. | |
Венти | Коллеи |
Предпочтение отдайте повышению общей скорости. Также придется много бегать и летать.
Лучшая еда
Блюда для путешествий сокращают затраты выносливости и восстанавливают стамину. Желательно заготовить первые: они дают долгосрочный бафф. Со списком подходящих блюд можно ознакомиться ниже.
Солянка Архонта ⭐⭐⭐ |
Лук х4 | Морковь х4 | Картофель х4 | Снижает затраты выносливости всеми членами команда при полете и спринте на 15%-20% в течение 900 секунд |
Сливочное рагу ⭐⭐ |
Львиный зев х1 | Сырое мясо х2 | Сметана х2 | Снижает затраты выносливости всеми членами команда при полете и спринте на 15%-20% в течение 900 секунд |
Яичный суп из лотоса ⭐⭐ |
Сахар х1 | Чашечка лотоса х1 | Яйцо х1 | Снижает затраты выносливости всеми членами команда при полете и спринте на 15%-20% в течение 900 секунд |
Копченый цыпленочек ⭐⭐ |
Капуста х1 | Копченая птица х1 | Лук х1 | Моментально восстанавливает 40-60 единиц выносливости |
Лапша «Дары гор» ⭐⭐ |
Мука х2 | Гриб х3 | Сырое мясо х2 | Моментально восстанавливает 40-60 единиц выносливости |
Настоятельно рекомендуем повысить запас выносливости до максимума, чтобы дольше спринтовать, летать и карабкаться.
Время восстановления Скарабея
Время восстановления Скарабея – 48 часов. Таймер не синхронизируется с общим обновлением мира, т. е. коричневые жуки появляются ровно через 2 суток с момента сбора. Если все насекомые в своем мире уже были пойманы, найти Скарабеев можно у других игроков. Обязательно заранее уточните, что хотите пофармить ресурсы.
Где найти Скарабея в Genshin Impact на карте
Скарабеев можно найти только в Сумеру, в других регионах их нет. Жуки находятся в пустынной части королевства. Обитают они преимущественно в руинах. Заметить их сложно, в том числе из-за сливающегося с окружением коричневого окраса, поэтому лучше воспользоваться готовыми маршрутами фарма Скарабея на карте.
Земля верхнего Сетеха
Маршрут в этой области дробится на три крупные области с небольшим количеством скарабеев.
Деревня Аару
Первый жук маршрута катает шары прямо на дороге по пути в деревню из Караван-рибата, встретить его можно под природной аркой.
На скале рядом с деревней тоже есть несколько мест с жуками. Начинать их собирать проще с вершины, чтобы не лезть по скалам, но автор поднимался с самых низов.
Рядом с более северной точкой телепорта сразу обнаружатся две особи.
Далее следуйте маршруту, чтобы найти оставшихся здесь жуков. Один встретится на скалах на пути к вершине.
Последнюю пару скарабеев здесь можно найти под природной аркой рядом с точкой телепорта. Лезть на скалу не нужно.
Дар аль-Шифа
Отправляйтесь в заброшенное поселение до самой метки дендрокула. Прыгайте в разлом в земле и примените атаку в падении или элементальный навык Чжун Ли, чтобы разбить камни. Это откроет подземную пещеру, в которой при исследовании пространства найдется два скарабея.
Источник: wotpack.ru
Учебное пособие по акселерометру и гироскопу MPU6050. Подключение к Ардуино
MPU6050 имеет 3-осевой акселерометр и 3-осевой гироскоп, интегрированные в один чип. Гироскоп измеряет скорость вращения или скорость изменения углового положения во времени по осям X, Y и Z. Для измерения используется технология MEMS и эффект Кориолиса.
Выходные данные гироскопа измеряются в градусах в секунду, поэтому для получения углового положения нам просто нужно интегрировать угловую скорость.
С другой стороны, акселерометр MPU6050 измеряет ускорение. Вкратце, он может измерять гравитационное ускорение по трем осям, и используя некоторую тригонометрию, мы можем вычислить угол, под которым расположен датчик. Итак, если мы объединим данные акселерометра и гироскопа, мы сможем получить очень точную информацию об ориентации датчика в пространстве.
MPU6050 также называют устройством слежения за движением по шести осям или устройством с 6 степенями свободы (шесть степеней свободы) из-за его 6 выходов, или 3 выхода акселерометра и 3 выхода гироскопа.
Ардуино и MPU6050
Давайте посмотрим, как мы можем подключить и прочитать данные с датчика MPU6050 с помощью Ардуино. Для связи с Ардуино мы используем протокол I2C, поэтому нам нужны всего два провода для подключения по линии данных и два провода для питания.
Скетч MPU6050 Ардуино
Ниже приведем полный код, а после разъясним его поподробнее:
#include const int MPU = 0x68; // MPU6050 I2C адрес float AccX, AccY, AccZ; float GyroX, GyroY, GyroZ; float accAngleX, accAngleY, gyroAngleX, gyroAngleY, gyroAngleZ; float roll, pitch, yaw; float AccErrorX, AccErrorY, GyroErrorX, GyroErrorY, GyroErrorZ; float elapsedTime, currentTime, previousTime; int c = 0; void setup() < Serial.begin(19200); Wire.begin(); // Инициализировать связь Wire.beginTransmission(MPU); // Начать связь с MPU6050 // MPU = 0x68 Wire.write(0x6B); // обращаемся к регистру 6B Wire.write(0x00); // сброс — поместите 0 в регистр 6B Wire.endTransmission(true); //закончить передачу /* // Настройка чувствительности акселерометра — полный диапазон шкалы (по умолчанию +/- 2g) Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x1C); //обращаемся к регистру ACCEL_CONFIG (1C hex) Wire.write(0x10); //Установить биты регистра как 00010000 (диапазон полной шкалы +/- 8g) Wire.endTransmission(true); // Настроить чувствительность гироскопа — полный диапазон шкалы (по умолчанию +/- 250 град / с) Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x1B); // Обращаемся к регистру GYRO_CONFIG (1B hex) Wire.write(0x10); // Установить биты регистра как 00010000 (полная шкала 1000 град / с) Wire.endTransmission(true); delay(20); */ // Вызов этой функции, покажет значения ошибок IMU для вашего модуля calculate_IMU_error(); delay(20); >void loop() < // === Считать данные акселерометра === // Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x3B); // Начинаем с регистра 0x3B (ACCEL_XOUT_H) Wire.endTransmission(false); Wire.requestFrom(MPU, 6, true); // Чтение всех 6 регистров, значение каждой оси сохраняется в 2 регистрах // Для диапазона + -2g нам нужно разделить необработанные значения на 16384 в соответствии с datasheet AccX = (Wire.read() void calculate_IMU_error() < // Мы можем вызвать эту функцию в разделе setup(), чтобы вычислить ошибку данных акселерометра и гироскопа. Отсюда мы получим значения ошибок, используемые в приведенных выше уравнениях, напечатанные на последовательном мониторе. // Обратите внимание, что мы должны разместить датчик плоско, чтобы получить правильные значения, чтобы затем мы могли считать правильные значения // Считываем значения акселерометра 200 раз while (c < 200) < Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x3B); Wire.endTransmission(false); Wire.requestFrom(MPU, 6, true); AccX = (Wire.read() // Разделим сумму на 200, чтобы получить значение ошибки AccErrorX = AccErrorX / 200; AccErrorY = AccErrorY / 200; c = 0; // Считываем значения гироскопа 200 раз while (c < 200) < Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x43); Wire.endTransmission(false); Wire.requestFrom(MPU, 6, true); GyroX = Wire.read() // Разделим сумму на 200, чтобы получить значение ошибки GyroErrorX = GyroErrorX / 200; GyroErrorY = GyroErrorY / 200; GyroErrorZ = GyroErrorZ / 200; // Выводим значения ошибок на Serial Monitor Serial.print(«AccErrorX: «); Serial.println(AccErrorX); Serial.print(«AccErrorY: «); Serial.println(AccErrorY); Serial.print(«GyroErrorX: «); Serial.println(GyroErrorX); Serial.print(«GyroErrorY: «); Serial.println(GyroErrorY); Serial.print(«GyroErrorZ: «); Serial.println(GyroErrorZ); >
Описание кода: Итак, сначала нам нужно подключить библиотеку Wire.h, которая используется для I2C связи, и определить некоторые переменные, необходимые для хранения данных.
В разделе setup() нам нужно инициализировать библиотеку Wire.h и сбросить датчик через регистр управления . Для этого нам нужно взглянуть в datasheet, где мы можем увидеть адрес регистра:
Блок питания 0. 30В/3A
Набор для сборки регулируемого блока питания.
Также, если мы хотим, мы можем выбрать полный диапазон для акселерометра и гироскопа, используя их регистры конфигурации. В этом примере мы будем использовать диапазон по умолчанию + — 2g для акселерометра и диапазон 250 градусов/с для гироскопа, поэтому оставим эту часть кода закомментированной:
// Настройка чувствительности акселерометра — полный диапазон шкалы (по умолчанию +/- 2g) Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x1C); //обращаемся к регистру ACCEL_CONFIG (1C hex) Wire.write(0x10); //Установить биты регистра как 00010000 (диапазон полной шкалы +/- 8g) Wire.endTransmission(true); // Настроить чувствительность гироскопа — полный диапазон шкалы (по умолчанию +/- 250 град / с) Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x1B); // Обращаемся к регистру GYRO_CONFIG (1B hex) Wire.write(0x10); // Установить биты регистра как 00010000 (полная шкала 1000 град / с) Wire.endTransmission(true); delay(20);
В разделе loop() мы начинаем с чтения данных акселерометра. Данные для каждой оси хранятся в двух байтах или регистрах, и мы можем видеть адреса этих регистров в datasheet датчика:
Чтобы прочитать их все, мы начинаем с первого регистра и с помощью функции RequiestFrom() запрашиваем чтение всех 6 регистров для осей X, Y и Z. Затем мы читаем данные из каждого регистра, и, поскольку выходные данные состроят из старшего и младшего байта, мы соответствующим образом объединяем их, чтобы получить правильные значения:
// === Считать данные акселерометра === // Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x3B); // Начинаем с регистра 0x3B (ACCEL_XOUT_H) Wire.endTransmission(false); Wire.requestFrom(MPU, 6, true); // Чтение всех 6 регистров, значение каждой оси сохраняется в 2 регистрах // Для диапазона + -2g нам нужно разделить необработанные значения на 16384 в соответствии с datasheet AccX = (Wire.read()
Чтобы получить выходные значения от -1g до + 1g, подходящие для расчета углов, мы делим выходной сигнал с предварительно выбранной чувствительностью.
Наконец, используя две формулы, мы вычисляем углы крена и тангажа на основе данных акселерометра:
// Расчет крена и тангажа по данным акселерометра accAngleX = (atan(AccY / sqrt(pow(AccX, 2) + pow(AccZ, 2))) * 180 / PI) — 0.58; accAngleY = (atan(-1 * AccX / sqrt(pow(AccY, 2) + pow(AccZ, 2))) * 180 / PI) + 1.58;
Далее тем же методом получаем данные гироскопа:
Мы считываем шесть регистров гироскопа, соответствующим образом объединяем их данные и делим их на предварительно выбранную чувствительность, чтобы получить результат в градусах в секунду:
// === Считываем данные гироскопа === // previousTime = currentTime; // Предыдущее время сохраняется до фактического чтения currentTime = millis(); // Текущее время Фактическое время чтения elapsedTime = (currentTime — previousTime) / 1000; // Разделим на 1000, чтобы получить секунды Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x43); // Адрес первого регистра данных гироскопа 0x43 Wire.endTransmission(false); Wire.requestFrom(MPU, 6, true); // Чтение всех 4 регистров, значение каждой оси сохраняется в 2 регистрах GyroX = (Wire.read()
Здесь вы можете заметить, что выходные значения корректируются на величину ошибок (объясним далее). Поскольку выходные данные выражаются в градусах в секунду, то нам нужно умножить их на время, чтобы получить только градусы. Значение времени фиксируется перед каждой итерацией чтения с помощью функции millis().
// Корректируем выходы с вычисленными значениями ошибок GyroX = GyroX + 0.56; // GyroErrorX ~(-0.56) GyroY = GyroY — 2; // GyroErrorY ~(2) GyroZ = GyroZ + 0.79; // GyroErrorZ ~ (-0.8) // В настоящее время необработанные значения выражаются в градусах в секунду, град / с, поэтому нам нужно умножить на sendonds (s), чтобы получить угол в градусах gyroAngleX = gyroAngleX + GyroX * elapsedTime; // deg/s * s = deg gyroAngleY = gyroAngleY + GyroY * elapsedTime; yaw = yaw + GyroZ * elapsedTime;
Наконец, мы объединяем данные акселерометра и гироскопа с помощью дополнительного фильтра. Здесь мы берем 96% данных гироскопа, потому что они очень точны и не подвержены внешним воздействиям.
Обратной стороной гироскопа является то, что он дрейфует или вносит ошибку в выходной сигнал с течением времени. Поэтому в долгосрочной перспективе мы используем данные акселерометра, в данном случае 4%, что достаточно для устранения ошибки дрейфа гироскопа.
// Дополнительный фильтр — объединить значения угла акселерометра и гироскопа roll = 0.96 * gyroAngleX + 0.04 * accAngleX; pitch = 0.96 * gyroAngleY + 0.04 * accAngleY;
Однако, поскольку мы не можем рассчитать рыскание по данным акселерометра, мы не можем реализовать для него дополнительный фильтр.
Прежде чем мы взглянем на результаты, объясним, как получить значения коррекции ошибок. Для вычисления этих ошибок мы можем вызвать пользовательскую функцию calculate_IMU_error(), когда датчик находится в неподвижном положении.
Здесь мы делаем 200 измерений для всех выходов, суммируем их и делим на 200. Поскольку мы удерживаем датчик в горизонтальном неподвижном положении, ожидаемые выходные значения должны быть 0. Таким образом, с помощью этого расчета мы можем получить среднюю ошибку датчика.
void calculate_IMU_error() < // Мы можем вызвать эту функцию в разделе setup(), чтобы вычислить ошибку данных акселерометра и гироскопа. Отсюда мы получим значения ошибок, используемые в приведенных выше уравнениях, напечатанные на последовательном мониторе. // Обратите внимание, что мы должны разместить датчик плоско, чтобы получить правильные значения, чтобы затем мы могли считать правильные значения // Считываем значения акселерометра 200 раз while (c < 200) < Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x3B); Wire.endTransmission(false); Wire.requestFrom(MPU, 6, true); AccX = (Wire.read() // Разделим сумму на 200, чтобы получить значение ошибки AccErrorX = AccErrorX / 200; AccErrorY = AccErrorY / 200; c = 0; // Считываем значения гироскопа 200 раз while (c < 200) < Wire.beginTransmission(MPU); Wire.write(0x43); Wire.endTransmission(false); Wire.requestFrom(MPU, 6, true); GyroX = Wire.read() // Разделим сумму на 200, чтобы получить значение ошибки GyroErrorX = GyroErrorX / 200; GyroErrorY = GyroErrorY / 200; GyroErrorZ = GyroErrorZ / 200; // Выводим значения ошибок на Serial Monitor Serial.print(«AccErrorX: «); Serial.println(AccErrorX); Serial.print(«AccErrorY: «); Serial.println(AccErrorY); Serial.print(«GyroErrorX: «); Serial.println(GyroErrorX); Serial.print(«GyroErrorY: «); Serial.println(GyroErrorY); Serial.print(«GyroErrorZ: «); Serial.println(GyroErrorZ); >
Мы просто печатаем значения на последовательном мониторе, и, узнав их, мы можем реализовать их в коде, как показано ранее, как для расчета крена, так и для тангажа, а также для трех выходов гироскопа.
Наконец, с помощью функции Serial.print мы можем распечатать значения Roll, Pitch и Yaw на последовательном мониторе и посмотреть, правильно ли работает датчик.
Источник: www.joyta.ru