ژیروسکوپ در گوشی چیست و چه وظایفی بر عهده دارد؟

فرهاد سعادت
۳۰ خرداد ۱۳۹۹ / خواندن ۵ دقیقه

سنسور ژیروسکوپ (Gyroscope)، که در اغلب اوقات با سنسور شتاب‌سنج اشتباه گرفته می‌شود، یکی از سنسورهای اصلی تلفن همراه است. این سنسور برای اولین بار در تلفن همراه آیفون ۴ شرکت اپل استفاده شد و کاربران تلفن‌های همراه را حیرت‌زده کرد.

در واقع، سنسور ژیروسکوپ، تکمیل کننده و کمک کننده‌ی سنسور شتاب‌سنج است و برای یافتن جهت قرارگیری تلفن همراه، به شتاب‌سنج کمک می‌کند. سنسور شتاب سنج در گوشی همراه، باعث تشخیص سرعت چرخش زاویه‌ای و شتاب می‌شود.

برای درک بهتر تفاوت‌های شتاب‌سنج و ژیروسکوپ، بازی ‌های موبایلی که با تغییر زاویه‌ی تلفن همراه، تغییری در روند آن‌ها رخ می‌دهد را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، وقتی گوشی را به سمت چپ کج می‌کنیم، فرد یا ماشین تحت کنترل ما در بازی نیز به سمت چپ حرکت می‌کند. این کار به وسیله‌ی سنسور شتاب‌سنج انجام می‌شود. اما شتاب‌سنج تنها عامل انجام دهنده‌ی این کار نیست. ژیروسکوپ باعث می‌شود که دقت آن بسیار بالا رود.

به عبارت بهتر، اگر ژیروسکوپ در گوشی استفاده نمی‌شد، شاید حین انجام چنین بازی‌های تجربه ی چندان جذابی به کاربر قابل ارائه نبود. چرا که دقت چنین بازی‌هایی در این حالت به اندازه‌ی مطلوب نبود.

ژیروسکوپ حرکت‌های زاویه‌ای را در ۶ بعد ضبط می‌کند و به همین خاطر کیفیت و دقت عملیات انجام شده با این سنسور بسیار بالاست. در حال حاضر، اغلب تلفن‌های همراه از سنسور ژیروسکوپ استفاده می‌کنند. حین خرید تلفن همراه، با بررسی مشخصات آن، می‌توان به دارا بودن سنسور ژیروسکوپ در آن پی برد.

این سنسور علاوه بر این‌که در تلفن‌های همراه مورد استفاده قرار می‌گیرد، در صنایع دیگری هم‌چون هواپیماسازی نیز کاربردهای فراوانی دارد. همان طور که ذکر کردیم، سنسور ژیروسکوپ باعث تشخیص بهتر و دقیق‌تر مکان دستگاه استفاده کننده از ژیروسکوپ می‌شود. به همین خاطر هم، در هواپیماها هم برای تشخیص ارتفاع استفاده می‌شود.

وظایف ژیروسکوپ در گوشی چیست ؟

به طور کلی دو وظیفه‌ی اصلی بر عهده‌ی این سنسور در در تلفن‌های همراه‌ها است: تشخیص حرکت چرخشی و تشخیص تغییرات جهت‌گیری. این نوع از حرکت‌ها، حرکت‌هایی هستند که توسط انسان به سختی قابل درک هستند و به همین منظور هم این سنسور‌ها برای راحتی استفاده‌ی انسان، بسیار مناسب هستند.

انواع متفاوت ژیروسکوپ

سنسور ژیروسکوپ در انواع مختلفی موجود است که هر کدام از این نوع‌ها، دارای ویژگی‌ها و کارایی‌های متفاوتی هستند.

انواع متفاوت سنسور ژیروسکوپ عبارتند از ژیروسکوپ مکانیکی، ژیروسکوپ اوپتیکال و ژیروسکوپ Gas-Bearing.ژیروسکوپ مکانیکی معمول‌ترین ژیروسکوپ از لحاظ استفاده به حساب آمده و در ناوبری هواپیماهای بزرگ و موشک‌ها کاربرد دارد. به طور عمده، چرخش توپ، جهت‌یابی توسط این سنسور را ممکن می‌سازد.

ژیروسکوپ اپتیکال بیشتر در موشک‌های مدرن و فضاپیماها استفاده شده و مسیریابی آن‌ها را بهینه‌تر می‌کند. این نوع از ژیروسکوپ از دو کابل فیبر نوری استفاده شده در جهت‌های مختلف استفاده می‌کند و اهداف تعیین شده را ممکن می‌سازد.

ژیروسکوپ‌های Gas-Bearing یا گازسوز، توسط نیروی گاز کار می‌کنند. به عبارت ساده‌تر، گاز تحت فشار، باعث معلق ماندن قطعات معلق سنسور شده و در نهایت فرآیند مکان‌یابی را به بهترین نحو ممکن انجام می‌دهد. یکی از کاربردهای اساسی این نوع از ژیروسکوپ، تلسکوپ Hubble ناسا است.

کاربردهای ژیروسکوپ

همان طور که اشاره کردیم، سنسور ژیروسکوپ کاربردهای فراوانی از جمله در تلفن همراه و سایر صنایع از قبیل هواپیماسازی دارد. ولی در این متن، سعی داریم در مورد کاربردهای این سنسور در تلفن‌های همراه اطلاعاتی ارائه دهیم. کاربردهای ژیروسکوپ در پنج حوزه اصلی در تلفن همراه مطرح می‌شود.

۱) عکاسی ۳۶۰ درجه

عکاسی ۳۶۰ درجه در تلفن همراه برای ممکن شدن، نیاز به سنسور ژیروسکوپ دارد. این سنسور، باعث می‌شود تا تصاویر گرفته شده توسط دوربین تلفن همراه، به شکل معنی‌دار به همدیگر متصل شوند. در نهایت دوربین تلفن همراه و نزم‌افزارهای مرتبط با آن، تصاویر گرفته شده توسط دوربین را به یکدیگر متصل کرده و تصویری ۳۶۰ درجه را نمایش می‌دهند.

۲) نرم افزارهای مسیریابی

همانطور که اطلاع دارید، در داخل تونل‌های جاده‌ای یا مکان‌هایی که دسترسی به اینترنت دچار مشکل می‌شود، هم‌چنان مکان‌یابی با کیفیت قابل قبول انجام می‌شود. اما وقتی اینترنتی وجود ندارد یا سیگنالی موجود نیست که با استفاده از این مکان‌یابی انجام شود، این کار چگونه انجام می‌شود؟ جواب این سوال، سنسور ژیروسکوپ است.

۳) جلوگیری از لرزش دوربین در حالت تصویربرداری

برای همه‌ی استفاده‌کنندگان از دوربین‌های تلفن همراه پیش آمده است که بخاطر لرزش ناگهانی دست، کیفیت مطلوب تصویر را از دست بدهند. اما به لطف سنسور ژیروسکوپ در گوشی ، این مشکل تا حد بسیار بالایی حل شده است و لرزش‌ها باعث کم شدن کیفیت تصاویر نمی‌شود.

حرکت‌های دست و لرزش‌های حاصل از آن، توسط ژیروسکوپ گوشی شناسایی شده و آثار آن از تصاویر حذف می‌شود. این کار باعث می‌شود تصاویر بدون لرزشی حاصل شوند.

۴) انجام برخی از کارهای تلفن همراه توسط حرکت دادن تلفن همراه

برخی از تلفن‌های همراه دارای قابلیتی هستند که با استفاده از ژیروسکوپ، می‌توان در منوهای تلفن همراه فعالیت‌هایی انجام داد. به عنوان مثال، با کج کردن تلفن همراه به سمت پایین، قسمت‌های پایینی منو نمایش داده می‌شود. به عنوان مثالی دیگر، می‌توان به قفل کردن تلفن همراه با یک تکان اشاره کرد.

شاید به خاطر داشته باشید که برخی از اسمارت فون‌ها، در صورت قرار داده شدن بر روی صفحه نمایش، تماس ورودی به تلفن همراه را به حالت سایلنت و بی‌صدا در می‌آورند. این کارها، با کمک ژیروسکوپ انجام‌پذیر است.

۵) انجام بازی‌های حرکتی

با ارائه‌ی آیفون ۴، سنسور ژیروسکوپ به سنسور اصلی تلفن‌های همراه تبدیل شد. با استفاده از این سنسور، بازی‌های حرکتی قابل انجام است. این سنسور باعث می‌شود تا با استفاده از حرکت‌های تلفن همراه، بازی قابل کنترل باشد. در واقع، تلفن همراه در چنین بازی‌هایی به عنوان فرمان در اتومبیل عمل می‌کند. به هر سمتی کج شود، بازی هم به همان سمت حرکت خواهد کرد.

برنامه‌های کاربردی استفاده کننده از سنسور ژیروسکوپ در گوشی

همان طور که گفتیم، دقت بالای سنسور ژیروسکوپ باعث بهتر شدن تجربه‌ی کاربری کاربران حین استفاده از نرم‌افزارهای استفاده‌کننده از ژیروسکوپ می‌شود. به عنوان مثالی قابل مشاهده، می‌توان به بازی Pokemon Go اشاره کرد که از واقعیت افزوده استفاده می‌کرد. این بازی عملا بدون استفاده از سنسور ژیروسکوپ در گوشی ، قابل استفاده نبود. در زیر به تعدادی از برنامه‌های معروف استفاده‌کننده از سنسور ژیروسکوپ اشاره می‌کنیم.

برنامه‌های اندرویدی استفاده‌کننده از سنسور ژیروسکوپ

برنامه‌های آیفونی استفاده‌کننده از سنسور ژیروسکوپ

اگر سوالی در مورد سنسور ژیروسکوپ در گوشی داشتید، در بخش کامنت‌ها با ما در میان بگذارید.

منبع: Techaheadcorp + Sciencing

۲۹ دیدگاه

امیررضا
۳۰ مرداد ۱۴۰۳ در ۱۱:۱۸

من میخواستم یه وسیله ای درست کنم که هم قدم هام رو بشماره و هم با تغییر زاویه مثلا با برداشتنش نمایشگرش روشن بشه. باید هم ژیروسکوپ استفاده کنم و هم شتاب سنج یا اینکه هردو کار رو میشه با شتابسنج انحام داد؟

مفید بود؟ بله (۲) خیر (۲۹)