Istnieje ogromna liczba wynalazków, które charakteryzują się długą i bardzo bogatą historią zastosowania w różnych urządzeniach i urządzeniach. Często słyszysz nazwę czegoś, ale nawet nie masz pojęcia, do czego jest przeznaczona. Tu pojawia się pytanie, czym jest żyroskop? Warto to rozgryźć.
Podstawowa definicja
Żyroskop to urządzenie nawigacyjne, którego głównym elementem jest szybko obracający się wirnik, zamocowany w taki sposób, że obraca się jego oś obrotu. Dwie ramy gimbala zapewniają trzy stopnie swobody. W przypadku braku zewnętrznych wpływów na urządzenie, oś własnego obrotu wirnika utrzymuje stały kierunek w przestrzeni. Jeśli jest pod wpływem momentu siły zewnętrznej, która chce obrócić oś własnego obrotu, wówczas rozpoczyna ruch nie wokół kierunku momentu, ale wokół osi, która jest do niego prostopadła.
Funkcje urządzenia
Jeśli mówimy o tym, czym jest żyroskop, to warto zauważyć, że w jakościowo wyważonym i dość szybko obracającym się urządzeniu, osadzonym na wysoce zaawansowanych łożyskach, o niskim tarciu, praktycznie nie ma momentu sił zewnętrznych, więc urządzenie jest w stanie utrzymać swoją orientację w przestrzeni prawie niezmienioną. Dzięki temu jest w stanie wskazać kąt obrotu podstawy, na której jest zamocowany. Dokładnie tak po raz pierwszy wyraźnie zademonstrował francuski fizyk J. Foucault. Jeśli obrót osi jest ograniczony specjalną sprężyną, to po zainstalowaniu urządzenia, na którym wykonuje obrót, żyroskop odkształci sprężynę do momentu zrównoważenia siły zewnętrznej. W takim przypadku siła rozciągania lub ściskania sprężyny będzie proporcjonalna do prędkości kątowej samolotu. Jest to zasada działania wskaźnika kierunku lotniczego i wielu innych urządzeń żyroskopowych. Ponieważ tarcie w łożyskach jest bardzo małe, aby utrzymać obracający się wirnik żyroskopu, nie jest wymagana duża ilość energii. Zwykle do wprawienia go w ruch, a także utrzymania tego ruchu wystarczy silnik elektryczny małej mocy lub strumień sprężonego powietrza.
Żyroskop: aplikacja
Najczęściej urządzenie to jest wykorzystywane jako czuły element wskazujący przyrządy żyroskopowe, a także czujnik kąta obrotu lub prędkości kątowej dla urządzeń pracujących pod kontrolą automatyczną. W niektórych przypadkach żyroskop może służyć jako generator energii lub momentu obrotowego.
W chwili obecnej zasada działania żyroskopu pozwala na jego aktywne wykorzystanie w lotnictwie, żegludze i kosmonautyce. Prawie każdy statek pełnomorski ma żyrokompas do automatycznego lub ręcznego sterowania statkiem, a niektóre również wykorzystują żyrostabilizatory. System kierowania ogniem artylerii morskiej jest zwykle wyposażony w wiele dodatkowych żyroskopów, których zadaniem jest zapewnienie stabilnego układu odniesienia lub pomiar prędkości kątowych.
Jeśli rozumiesz, czym jest żyroskop, to powinieneś zrozumieć, że bez niego automatyczne sterowanie torpedami jest po prostu nie do pomyślenia. Śmigłowce i samoloty są również koniecznie wyposażone w te urządzenia, aby dostarczać wiarygodnych informacji o działaniu systemów nawigacyjnych i stabilizacyjnych. Takie urządzenia obejmują wskaźnik położenia, żyroskopowy wskaźnik skrętu i przechyłu, żyroskop pionowy. Jeśli weźmiemy pod uwagę helikopter z żyroskopem, to urządzenie to może służyć zarówno jako urządzenie wskazujące, jak i jako czujnik autopilota. Wiele samolotów jest wyposażonych w żyroskopowy i inny sprzęt - kamery z żyroskopami, żyroskopy, celowniki nawigacyjne. W lotnictwie wojskowym żyroskopy są aktywnie wykorzystywane jako elementy celowników bombardowania i strzelania z powietrza.
Zastosowanie w nowoczesnych gadżetach
Jeśli więc zastanowimy się, czym jest żyroskop, należy zauważyć, że to urządzenie jest aktywnie wykorzystywane nie tylko we wcześniej wymienionych obszarach. Nowoczesne smartfony i tablety wyposażone są w masę dodatkowych funkcji i modułów, z których niektóre okazują się bardzo przydatne, a inne mogą przeszkadzać w komfortowym korzystaniu z urządzenia, denerwując użytkowników. Jednym z nich jest żyroskop w telefonie, który staje się czytelny podczas korzystania z urządzenia. Z jednej strony okazuje się to bardzo przydatne, choć z drugiej strony większość użytkowników woli go po prostu wyłączyć.
co to jest?
Najpierw musisz zdecydować, jakie to urządzenie i jaką funkcjonalnością się charakteryzuje. Tak więc żyroskop w telefonie jest potrzebnym elementem, aby określić, jak urządzenie jest zorientowane w przestrzeni. W niektórych przypadkach czujnik ten można wykorzystać do zabezpieczenia poszczególnych elementów urządzenia przed upadkiem w przyszłości. W rzeczywistości czujnik ten jest przeznaczony do określania zmiany położenia oraz w obecności akcelerometru - i przyspieszenia podczas upadku. Informacje są następnie przesyłane do jednostki obliczeniowej gadżetu. Biorąc pod uwagę obecność określonego oprogramowania, urządzenie decyduje, jak powinno dalej reagować na zmiany, które w nim zaszły.
Do czego jeszcze to służy?
Jeśli więc wszystko stanie się jasne w kwestii tego, czym jest żyroskop, pozostaje dowiedzieć się, dlaczego jest on używany w telefonach. Ochrona wnętrza to nie jedyne zadanie. W połączeniu z różnorodnym oprogramowaniem ma wiele różnych funkcji. Na przykład smartfona można używać do gier sterowanych przez przechylanie, potrząsanie lub obracanie urządzenia. Takie zarządzanie pozwala sprawić, że gry będą naprawdę ekscytujące, więc są bardzo poszukiwane.
Można zauważyć, że produkty Apple są wyposażone w żyroskopy i odgrywają bardzo ważną rolę, ponieważ wiele aplikacji jest z nimi powiązanych. Specjalnie do tego celu opracowano tryb o nazwie CoverFlow. Istnieje bardzo duża liczba aplikacji, które działają w tym trybie, ale możesz zatrzymać się na kilku, które najlepiej to pokazują. Na przykład, jeśli używasz kalkulatora na iPhonie, to w pozycji pionowej dla użytkownika dostępne będą tylko proste czynności, a mianowicie: dodawanie, odejmowanie, dzielenie i mnożenie. Ale kiedy obrócisz urządzenie o 90 stopni, wszystko się zmienia. Jednocześnie kalkulator przełącza się w tryb zaawansowany, czyli inżynierski, w którym dostępnych będzie znacznie więcej funkcji.
Jeśli rozumiesz, jak działa żyroskop, należy zauważyć, że jego funkcje można również wykorzystać do określenia własnej lokalizacji na ziemi.
Możesz wyświetlić mapę okolicy na takim urządzeniu za pomocą nawigacji GPS, a w tym przypadku mapa zawsze będzie skręcać w kierunku, w którym skierowany jest Twój wzrok. Dlatego jeśli stoisz na przykład przed rzeką, to zostanie to wyświetlone na mapie, a jeśli się odwrócisz, zmieni się również pozycja mapy. Dzięki temu orientacja w terenie jest znacznie uproszczona i może być bardzo przydatna dla osób, które pasjonują się aktywnością na świeżym powietrzu.
Problemy z żyroskopem w telefonie
Możemy również powiedzieć o niedociągnięciach żyroskopów. Bardzo często są one wyłączane, ponieważ programy reagują z pewnym opóźnieniem na zmianę położenia w przestrzeni. Na przykład, jeśli zdecydujesz się czytać leżąc na kanapie, z ekranu smartfona lub tabletu, to żyroskop i powiązany z nim program zmienią orientację strony za każdym razem, gdy odwrócisz się lub zmienisz postawę. Powoduje to wiele niedogodności, gdyż bardzo rzadko urządzenie jest w stanie poprawnie zinterpretować położenie w przestrzeni, a sytuację pogarsza spóźniona reakcja programu.
Nowoczesne odmiany
Pierwsze żyroskopy były mechaniczne. Ten typ urządzenia jest nadal używany, ale z pewnymi ulepszeniami, aby uczynić go bardziej użytecznym. W tej chwili istnieje żyroskop laserowy, który jest pozbawiony wad tkwiących w mechanicznych. I to właśnie takie urządzenie jest wykorzystywane w nowoczesnej technologii.
Najnowsze smartfony wyposażone są w liczne czujniki. Jednym z najbardziej przydatnych modułów jest żyroskop. Dlaczego takie urządzenie jest wprowadzane do systemów telefonii komórkowej? Żyroskop w smartfonie - co to jest? Jakie funkcje są mu przypisane? Wszystko to zostanie omówione w naszej publikacji.
Krótka wycieczka do historii
Żyroskop to wynalazek francuskiego naukowca Léona Foucaulta. Prototyp, zgodnie z zasadą działania, na którym działają nowoczesne urządzenia, został wykorzystany przez fizyka do śledzenia cech dziennej rotacji planety.
Innowacyjne żyroskopy służą nie tylko do śledzenia specyfiki drgań różnych ciał. Obecnie głównym celem urządzenia jest wyznaczanie kątów odchylenia obiektów względem płaszczyzn. Dlaczego potrzebujesz żyroskopu w smartfonie? Połączenie takiego modułu z akcelerometrem otwiera możliwość śledzenia ruchów telefonu w przestrzeni 3D.
Po raz pierwszy sposób komunikacji komórkowej z takim modułem na pokładzie został wprowadzony przez Apple. Stało się to podczas prezentacji modelu smartfona iPhone 4. Następnie różni twórcy telefonów zaczęli naśladować innowacyjne rozwiązanie.
Żyroskop w smartfonie - co to jest?
Żyroskop w telefonie komórkowym nie ma nic wspólnego z tradycyjnym urządzeniem mechanicznym. Tutaj moduł jest mikroskopijną płytką elektroniczną, która jest zdolna do obliczania prędkości kątowych poprzez przesyłanie odpowiednich informacji w postaci sygnałów elektrycznych. Z reguły wymiary takiego chipa to tylko kilka milimetrów. Jeśli odpowiesz w sposób ogólny na pytanie: „Co to jest żyroskop w smartfonie?”, osobie ignoranckiej może się wydawać, że ten chip nie przynosi właścicielowi żadnych specjalnych korzyści - korzystanie z urządzenia ma na celu wyłącznie określenie odchylenia gadżetu mobilnego od własnej osi. Ale czy tak jest?
Różnica między żyroskopem a akcelerometrem
Żyroskop w smartfonie - co to jest? Taki moduł jest w stanie przekazywać do różnych aplikacji dane o kącie nachylenia mobilnego gadżetu w stosunku do powierzchni ziemi. Podobną funkcję przypisuje się również akcelerometrowi. Jednak te urządzenia mają inną zasadę działania. W końcu działanie akcelerometru opiera się na obliczeniu własnego przyspieszenia w przestrzeni. W praktyce zauważone możliwości obu systemów są wymienne. Z tego powodu nowoczesne smartfony wyposażone są zarówno w żyroskop, jak i akcelerometr.
Funkcje żyroskopu
Dlaczego potrzebujesz żyroskopu w smartfonie? Zastosowanie czujnika otwiera następujące możliwości. Przede wszystkim, dzięki elementarnemu potrząsaniu telefonem komórkowym, użytkownik jest w stanie szybko odebrać połączenie przychodzące. Żyroskop umożliwia przeglądanie obrazów, przełączanie nagrań dźwiękowych w odtwarzaczu oraz ułatwia przewracanie stron podczas przeglądania dokumentów tekstowych.
Dlaczego żyroskop byłby w smartfonie? Moduł staje się niezwykle wygodny podczas korzystania z kalkulatora. Ze względu na odchylenie gadżetu w jednym lub drugim kierunku możesz wybrać funkcje mnożenia, dzielenia, odejmowania i dodawania wartości.
Twórcy urządzeń mobilnych również znaleźli zastosowanie dla żyroskopu podczas pracy z różnymi aplikacjami i oprogramowaniem. Potrząsanie niektórymi urządzeniami spowoduje automatyczną aktualizację Bluetooth. Obecność modułu staje się bardzo wygodna, gdy konieczne jest zmierzenie poziomów i kątów nachylenia.
Żyroskop jest niezbędny w przypadku pracy z mapami elektronicznymi. Moduł umożliwia określenie dokładnej pozycji użytkownika w określonym obszarze. Po uruchomieniu nawigatora, mapa zmieni pozycję zgodnie z ruchem osoby. Jeśli użytkownik odwróci się, aby stanąć twarzą w twarz z jednym lub drugim obiektem, zostanie to natychmiast wyświetlone na diagramie wizualnym. Taka funkcja będzie niezwykle przydatna dla osób lubiących aktywność na świeżym powietrzu, w szczególności podróże i orientację w terenie.
Fani gier mobilnych nie mogą obejść się bez żyroskopu. Moduł funkcyjny przyczynia się do tworzenia bardziej realistycznego obrazu i ułatwia sterowanie. Dzięki żyroskopowi szczególnie wiarygodne stają się wszelkiego rodzaju symulatory, strzelanki i trójwymiarowe chodziki. Aby jazda wirtualnym samochodem czy latanie samolotem wydawało się bardziej realne, wystarczy zmienić pozycję smartfona w jednym z samolotów.
Jeśli użytkownik telefonu komórkowego planuje w przyszłości używać hełmu rzeczywistości wirtualnej, to obecność horoskopu jest warunkiem koniecznym. Bez czujnika niemożliwe będzie śledzenie przez system smartfonów skrętów głowy i ruchu człowieka w kosmosie.
Wady
Ale obecność żyroskopu w smartfonie może zmienić się w minus, tak bardzo, że niektórzy użytkownicy próbują natychmiast wyłączyć funkcjonalny moduł. Mówimy o reakcji niektórych aplikacji na zmiany położenia telefonu komórkowego w kosmosie ze sporym opóźnieniem.
Porównywalną wadą posiadania żyroskopu w smartfonie jest niedogodność, która może wystąpić podczas czytania e-booka. Jeśli użytkownik arbitralnie zmieni pozycję, czujnik natychmiast zmieni orientację strony w odpowiedniej płaszczyźnie. Takie chwile zwykle wywołują irytację.
Jak ustalić, czy w smartfonie jest żyroskop?
Istnieje kilka sposobów, aby dowiedzieć się o obecności modułu funkcjonalnego w systemie urządzenia mobilnego. Najprostszą i najtańszą opcją jest zapoznanie się z opisem modelu smartfona na oficjalnej stronie producenta lub zapoznanie się z dokumentacją techniczną dołączoną do gadżetu.
Są też inne rozwiązania. Na przykład możesz skorzystać z instalacji specjalnych aplikacji w telefonie. Jednym z nich jest AnTuTu Benchmark. Po zainstalowaniu i uruchomieniu aplikacji wystarczy przejść do zakładki „Informacje”. Po kilku chwilach na ekranie wyświetlą się wszystkie specyfikacje smartfona.
Jako alternatywę dla powyższej opcji możesz użyć narzędzia Sensor Sense. Aplikacja przechwytuje dane pochodzące ze wszystkich czujników wbudowanych w urządzenie mobilne. Jeśli na liście „zlokalizowanych” modułów nie ma żyroskopu, będzie to oznaczać jego brak.
Wielu użytkowników, badając cechy swojego smartfona, często spotyka się z obecnością w telefonie takiego urządzenia jak „ żyroskop”. Co to jest i jakie są jego funkcje, użytkownicy często nie wiedzą i nie wyobrażają sobie, dość często myląc to z akcelerometrem. W tym artykule postaram się „rzucić światło” na ten problem i powiedzieć, czym jest żyroskop w telefonie, jakie są jego funkcje, jaka jest różnica między żyroskopem a akcelerometrem, a także jak dowiedzieć się, czy istnieje żyroskop w telefonie.
Czym jest żyroskop
Żyroskop to specjalny czujnik w smartfonie, który pozwala określić położenie telefonu w przestrzeni. Żyroskop jest wyszkolony do reagowania na zmiany kątów orientacji ciała, na którym jest zainstalowany, względem bezwładnościowego układu odniesienia.
Szerokość takiego czujnika wewnątrz telefonu zwykle nie przekracza 10 milimetrów, a wysokość 5 milimetrów.
Prototyp urządzenia o opisanych powyżej funkcjach został wynaleziony jeszcze w 1817 roku przez Niemca Johna Bonenberga, a sam termin „żyroskop” został wprowadzony do obiegu leksykalnego znacznie później – w 1852 roku.
Ważny! Jeśli nadal nie wiesz, co znajduje się w telefonie i ich przeznaczenie, powinieneś zapoznać się z materiałami pod linkami.
Funkcje żyroskopu
Po ustaleniu, czym jest żyroskop, warto wymienić funkcje, które wykonuje. Główną funkcją żyroskopu na nowoczesnych smartfonach i tabletach jest automatyczne obracanie obrazu na ekranie po zmianie położenia urządzenia mobilnego.
Ponadto jest aktywnie wykorzystywany przez różne programy do gier (w szczególności wyścigowe), aplikacje nawigacyjne, różnorodne oprogramowanie serwisowe i tak dalej. Na przykład obrócenie smartfona ekranem w dół może zablokować ekran lub wyłączyć dźwięk, potrząsanie telefonem umożliwi odebranie połączenia przychodzącego lub uruchomienie bluetooth, a obecność żyroskopu w telefonie pozwala na dokładniejszą pracę z GPS nawigacji i nawigacji po mapie.
Cóż, nie ma potrzeby mówić o zaletach żyroskopu w grach. Niedawny światowy hit, Pokemon Go, w pełni wykorzystał żyroskop, pozwalając graczowi złapać Pokemona w znanym terenie, a same Pokemony całkiem poprawnie wykorzystują cechy otaczającego krajobrazu odczytywane przez aparat telefonu.
Żyroskop jest również wykorzystywany w hełmach wirtualnej rzeczywistości, ustalając skręty i pochylenia głowy gracza, a także odpowiednio dostosowując do tego obraz komputerowy.
Różnica między żyroskopem a akcelerometrem
W sieci często można znaleźć opinie, które żyroskop i akcelerometr- to to samo co żyroskop - to dokładniejszy akcelerometr i tak dalej. W rzeczywistości są to dwa różne czujniki i jeśli akcelerometr jest zwykle domyślnie instalowany w urządzeniach mobilnych, to żyroskop nie zawsze jest obecny w smartfonach i tabletach użytkowników.
Główna różnica między tymi urządzeniami polega na ich funkcjach. Jeśli czujnik żyroskopowy (żyroskop) określa położenie Twojego urządzenia w przestrzeni, akcelerometr mierzy przyspieszenie Twojego urządzenia i dostarcza informacji o jego ruchu (np. wskaźnik prędkości ruchu).
Jak włączyć i wyłączyć żyroskop?
Analizując pytanie, co oznacza żyroskop, warto również wspomnieć o tym, jak włączyć i wyłączyć żyroskop. Generalnie de facto czujnik ten działa prawie zawsze, możemy jedynie włączać i wyłączać różne funkcje, w które jest zaangażowany (np. odwracanie ekranu naszego urządzenia).
Przykładowo, aby włączyć wspomniane odwracanie ekranu, należy przejść do ustawień urządzenia mobilnego, dotknąć w nich „Ekran” i włączyć funkcję „Autoobracanie ekranu” w ustawieniach ekranu.
W związku z tym, aby wyłączyć tę funkcję, musisz ją dezaktywować w ten sam sposób.
Jak sprawdzić, czy żyroskop jest w telefonie?
Większość nowoczesnych telefonów ma wbudowane czujniki żyroskopowe. Jeśli jednak wątpisz w jego dostępność, po prostu wpisz markę i model swojego urządzenia w wyszukiwarkę wyszukiwarki, a następnie zapoznaj się z pełną specyfikacją techniczną.
Możesz także skorzystać z programów pomocniczych, które dostarczają pełnych informacji o urządzeniu. Możesz polecić AnTuTu Benchmark lub Sensor Sense - pomogą Ci określić obecność lub brak żyroskopu na Twoim urządzeniu.
Wniosek
Analizując czym jest żyroskop w telefonie komórkowym należy przede wszystkim zwrócić uwagę na aktywne wykorzystanie tego urządzenia w nowoczesnych smartfonach i tabletach. Wiele gier mobilnych nie może obejść się bez wskaźników żyroskopowych, jest aktywnie wykorzystywany w nawigacji GPS, a nawet podczas normalnej pracy smartfona może sprawić, że interakcja z tym ostatnim będzie łatwiejsza i wygodniejsza. Nawet wielki Steve Jobs aktywnie „lobbował” za użyciem żyroskopu przy prezentacji czwartego iPhone’a. I najwyraźniej nie na próżno.
Pomimo popularności tego czujnika, wiele osób zadaje sobie pytanie, czym jest żyroskop. Spróbujmy to rozgryźć.
1. Żyroskop w klasycznym sensie
Urządzenie, które rozważamy, to w rzeczywistości blat, który obraca się wokół pionowej osi. Jest zamocowany w ramie, która obraca się wokół innej osi. Ta druga oś jest również zamocowana w swojej ramie, która obraca się wokół trzeciej osi.
Dzięki temu, bez względu na to, jak kręci się blat, zawsze będzie miał w przestrzeni pozycję pionową.
Zasadę działania żyroskopu można również zobaczyć na rysunku 1. Z tego w szczególności można zrozumieć, że w klasycznym urządzeniu występują wibrujące ciężarki. A częstotliwość ich drgań jest równa prędkości pomnożonej przez przemieszczenie.
Dzięki takiemu zjawisku jak przyspieszenie Cariolisa, pomimo obrotu ciała, jest w stanie utrzymać swoje położenie względem płaszczyzny obrotu. Oczywiście odbywa się to tylko podczas rotacji.
Właściwie ta prosta właściwość obracających się ciał jest podstawą zasady działania żyroskopu, który większość z nas ma w swoich smartfonach.
Deweloperzy nauczyli się, aby żyroskop był znacznie prostszy i mniejszy. To pozwoliło zmieścić go w małej płytce, którą można umieścić pod obudową każdego nowoczesnego urządzenia mobilnego.
2. Przeznaczenie czujnika w telefonie
W telefonie jest to potrzebne do określenia położenia urządzenia w przestrzeni.
Dla użytkownika wszystko wygląda niezwykle prosto – obracasz smartfon w poziomie lub w pionie i zmienia się położenie wszystkich ikon na ekranie. Dotyczy to gier i różnych programów.
W wielu przypadkach obracanie ekranu może służyć do wykonywania określonych czynności, takich jak blokowanie klawiatury.
Ciekawe: Po raz pierwszy żyroskop został zastosowany w iPhonie 4. Od tego czasu czujnik ten stał się nieodzownym elementem każdego urządzenia mobilnego.
Teraz wiesz, jak działa ten czujnik. Warto zastanowić się, jak sprawdzić, czy jest w twoim gadżecie.
3. Jak sprawdzić obecność żyroskopu?
W zależności od systemu operacyjnego można do tego celu wykorzystać różne programy:
- Skrzynka czujnika dla Androida;
- Kinetyka czujników na iOS.
W pierwszym programie musisz kliknąć ikonę „Czujnik przyspieszenia”. W drugim nie musisz nic robić.
Jest jeszcze prostszy sposób - jeśli w ustawieniach jest pozycja „Obrót ekranu” (lub coś podobnego), jest żyroskop. Ale powyższe aplikacje pomagają zidentyfikować problemy w działaniu tego czujnika.
Kiedyś obserwowałem rozmowę dwóch przyjaciół, a raczej koleżanek:
A: No wiesz, mam nowy smartfon, ma nawet wbudowany żyroskop
B: Ach tak, ściągnąłem też dla siebie, wstawiłem żyroskop na miesiąc
A: Eee, jesteś pewien, że to żyroskop?
B: Tak, żyroskop do wszystkich znaków zodiaku.
Aby trochę mniej takich dialogów na świecie, sugerujemy dowiedzieć się, czym jest żyroskop i jak działa.
Żyroskop: historia, definicja
Żyroskop to urządzenie, które ma swobodną oś obrotu i jest w stanie reagować na zmiany kątów orientacji ciała, na którym jest zainstalowany. Żyroskop zachowuje swoją pozycję niezmienioną podczas obrotu.
Samo słowo pochodzi z greki gyreuo- obróć i skopeo- patrz, patrz. Termin żyroskop został wprowadzony po raz pierwszy Jean Foucault w 1852 roku, ale urządzenie zostało wynalezione wcześniej. Zrobił to niemiecki astronom Johann Bonenberger w 1817 roku.
Są to ciała stałe obracające się z dużą częstotliwością. Oś obrotu żyroskopu może zmieniać jego kierunek w przestrzeni. Obracające się pociski artyleryjskie, śmigła lotnicze, wirniki turbin mają właściwości żyroskopu.
Najprostszym przykładem żyroskopu jest bączek lub znany top zabawkowy dla dzieci. Ciało obracające się wokół pewnej osi, które zachowuje swoje położenie w przestrzeni, jeśli na żyroskop nie działają jakieś siły zewnętrzne i momenty tych sił. Jednocześnie żyroskop jest stabilny i wytrzymuje działanie siły zewnętrznej, która w dużej mierze zależy od jego prędkości obrotowej.
Na przykład, jeśli szybko zakręcimy blatem, a następnie go popchniemy, nie spadnie, ale będzie się nadal obracał. A gdy prędkość wierzchołka spadnie do pewnej wartości, rozpocznie się precesja – zjawisko, kiedy oś obrotu opisuje stożek, a moment pędu wierzchołka zmienia kierunek w przestrzeni.
Rodzaje żyroskopów
Istnieje wiele rodzajów żyroskopów: dwa oraz trzystopniowy(oddzielenie stopniami swobody lub możliwymi osiami obrotu), mechaniczny, laser oraz optycznyżyroskopy (separacja zgodnie z zasadą działania).
Rozważ najczęstszy przykład - mechaniczny żyroskop obrotowy. W rzeczywistości jest to blat obracający się wokół osi pionowej, który obraca się wokół osi poziomej i z kolei jest zamocowany w innej ramie, która już obraca się wokół trzeciej osi. Bez względu na to, jak obrócimy blat, zawsze będzie w pozycji pionowej.
Zastosowanie żyroskopów
Ze względu na swoje właściwości żyroskopy znajdują szerokie zastosowanie. Wykorzystywane są w systemach stabilizacji statków kosmicznych, systemach nawigacji statków i samolotów, urządzeniach mobilnych i konsolach do gier, a także symulatorach.
Ciekawi Cię, jak takie urządzenie zmieści się w nowoczesnym telefonie komórkowym i dlaczego jest tam potrzebne? Faktem jest, że żyroskop pomaga określić położenie urządzenia w przestrzeni i określić kąt odchylenia. Oczywiście telefon nie posiada bezpośrednio obracającego się blatu, żyroskop to system mikroelektromechaniczny (MEMS) zawierający elementy mikroelektroniczne i mikromechaniczne.
Jak to działa w praktyce? Wyobraź sobie, że grasz w swoją ulubioną grę. Na przykład wyścigi. Aby kręcić kierownicą wirtualnego samochodu, nie musisz naciskać żadnych przycisków, wystarczy zmienić położenie gadżetu w dłoniach.
Jak widać, żyroskopy to niesamowite urządzenia o przydatnych właściwościach. Jeśli potrzebujesz rozwiązać problem obliczania ruchu żyroskopu w zakresie sił zewnętrznych, skontaktuj się ze specjalistami obsługi studenta, którzy pomogą Ci szybko i sprawnie sobie z tym poradzić!
