Гироскоп
Это понятие впервые встречается на программе «Электроника, программирование и инженерная практика» — примерно 13-14 лет (7-8 класс).
Датчик поворотов: чувствует, как быстро и в какую сторону крутится устройство. Помогает дрону лететь ровно, а телефону понимать вращение в играх.
Внутреннее ухо: даже с закрытыми глазами ты чувствуешь, что тебя развернули. Гироскоп чувствует поворот робота так же — без «зрения».
В приложении-тесте датчиков повращать телефон вокруг трёх осей и определить, какая ось гироскопа откликается на каждый поворот.
Датчик угловой скорости: измеряет, на сколько градусов в секунду устройство поворачивается вокруг каждой из трёх осей. Программа накапливает эти повороты и получает угол — так робот держит курс, а дрон выравнивается. В телефонах и роботах это крошечная микросхема (МЭМС), а не крутящийся волчок.
По графику в приложении-тесте датчиков показать: в покое гироскоп даёт около нуля, при повороте — всплеск; зарисовать график поворота туда-обратно.
МЭМС-гироскоп измеряет угловую скорость (°/с) по силе Кориолиса, действующей на вибрирующую массу внутри микросхемы. Угол получают интегрированием скорости, поэтому ошибка накапливается — дрейф нуля за минуты уводит вычисленный курс. В полётных контроллерах гироскоп объединяют с датчиком ускорения (модули вроде MPU-6050) и фильтруют, получая устойчивый угол. Классический механический гироскоп — волчок, сохраняющий ось вращения.
В приложении-тесте датчиков записать показания гироскопа неподвижного телефона за минуту, оценить смещение нуля и посчитать, на сколько градусов уйдёт вычисленный курс за 10 минут; если в наборе есть модуль гироскопа (например, MPU-6050) — повторить то же на Arduino через монитор порта.
Частое заблуждение
«Гироскоп показывает, куда наклонён телефон». Нет: гироскоп измеряет только скорость поворота; наклон программа вычисляет, обычно добавляя данные датчика ускорения.