Акселерометр
датчик ускорения
Это понятие впервые встречается на программе «Электроника, программирование и инженерная практика» — примерно 13-14 лет (7-8 класс).
Датчик разгона, тряски и наклона: чувствует, как устройство толкнули или наклонили. Благодаря ему телефон переворачивает экран, когда ты его повернул.
Пассажир в автобусе: автобус тормозит — тебя качает вперёд, поворачивает — вбок. Датчик «чувствует» разгон и наклон так же, всем телом.
Включить автоповорот, медленно наклонять телефон и поймать момент, когда экран перевернулся; назвать, что именно почувствовал датчик.
Датчик ускорения по трём осям: внутри микросхемы — грузик на пружинках; при разгоне, торможении или наклоне он смещается, и схема измеряет это смещение. В покое датчик чувствует силу тяжести: по тому, на какую ось она приходится, программа вычисляет наклон. Скорость поворота он не меряет — это работа гироскопа.
В приложении-тесте датчиков положить телефон плашмя и найти ось с показанием около 9,8; поставить телефон на ребро и показать, что 9,8 перешло на другую ось.
МЭМС-датчик проекций кажущегося ускорения на три оси (м/с² или g, 1g ≈ 9,81 м/с²): инерционная масса на упругом подвесе смещается, меняя ёмкость гребёнок. В покое показывает +1g — реакцию опоры, в свободном падении — ноль. Статический наклон считают через арктангенс проекций; вибрации и разгон портят угол, поэтому акселерометр объединяют с гироскопом фильтром (комплементарным или Калмана) — так работает модуль MPU-6050. Типичные диапазоны ±2…±16 g.
Положить телефон на наклонную подставку, снять в приложении-тесте датчиков проекции по двум осям, вычислить угол наклона через арктангенс и сверить с транспортиром.
Частое заблуждение
«Акселерометр и гироскоп — одно и то же, оба про наклон». Нет: акселерометр меряет ускорение и чувствует силу тяжести — отсюда наклон в покое; гироскоп меряет только скорость поворота.