Что такое реверс гироскопа
Настройка реверса гироскопа
На этом этапе нам необходимо настроить правильную работу гироскопа.
Каких то конкретных указаний по поводу настройки гироскопа нет и быть не может. Это потому что конкретные значения зависят от множества факторов, как то: модель гироскопа, его расположение и ориентация на модели, реверс канала в аппаратуре, модель сервомашинки и конструкция хвостового ротора на модели. Поэтому применяем методику…
Для этого надеваем качалку на хвостовую серву и снимаем с нее тягу.
Включаем аппаратуру, включаем режим HOLD, подключаем питание модели. В момент подключения необходимо что бы модель была неподвижна в течение 4-5 секунд. Это нужно для того что бы гироскоп запомнил состояние покоя датчика. Это называют «инициализация». После инициализации необходимо проверить режим работы гироскопа. Для этого двигаем стик руддера вправо. Серва смещается в каком либо направлении. Возвращаем стик в центр и смотрим, возвратилась ли серва в первоначальное положение. Если да, то значит гироскоп работает в режиме NORMAL.
Если серва заняла положение НЕ первоначальное положение, значит гироскоп работает в режиме УДЕРЖАНИЯ (AVCS)
После того как мы добились работы гироскопа в режиме NORMAL, снимаем качалку хвостовой сервы и устанавливаем ее так, что бы шарик смотрел на балку.
Надеваем тягу на шар.
Теперь нужно настроить направление работы хвоста. Двигаем стик руддера вправо, слайдер ХР должен сместиться влево, и наоборот.
Положение стика Положение слайдера
Если слайдер движется синхронно стику, то реверсируйте 4-й канал в аппаратуре и тем самым добейтесь зеркального движения слайдера.
Реверс гироскопа проверяется следующим образом: берете левой рукой модель за хвостовой стабилизатор и резко двигаете вправо на 15-20 см. Слайдер при этом, при правильно настроенном реверсе гироскопа, должен сместиться влево.
Если это не так, то переключаете свич реверса на ГИРОСКОПЕ в противоположное положение и проверяете снова.
На этом этапе надо вернуть гироскоп в режим AVCS (удержания)
Механическая настройка закончена.
Если у вас провод чувствительности гироскопа подключен к 5-му каналу, то войдя в меню TRVL ADJ и уменьшите значение расхода 5-го канала до 50-ти процентов. Снимите с модели лопасти ОР. Возьмите вертолет следующим образом в правую руку и сняв в аппаратуре режим HOLD, плавно двигайте стик газа вверх.
После того как вертолет выйдет на рабочие обороты, небольшим усилием постарайтесь его повернуть вокруг своей оси. Гироскоп должен стараться его в первоначальное положение. Если при этом вы рукой ощущаете ритмичную вибрацию, то уменьшайте расход 5-гол канала до тех пор, пока вибрация не пропадет. Как только она пропадет – значит первоначальная настройка чувствительности закончена.
Экспоненты.
Для более плавного руления вертолетом необходимо настроить экспоненты элеватора, элеронов и хвоста. Значения экспонент весьма индивидуальны. Со временем Вы выберете наиболее удобные Вам значения, но для начала выставим следующие:
Первый полет.
Вот и пришло время первого полета. Вы готовы морально, а вертолет технически.
Включаем аппаратуру, включаем HOLD, подключаем питание модели, даем время на инициализацию гироскопа и ставим вертолет на ровную площадку на расстоянии 3-4 метров от себя. Плавно поднимаем стик газа до середины и раскручиваем основной ротор до рабочих оборотов. Пока не поднимаем модель. Аккуратными движениями стиком руддера проверяем работу хвоста. Если все нормально, то поднимаем модель на 20-30 см от земли и снова проверяем работу гироскопа. Если при висении модель начинает ритмично «вилять» хвостом, то уменьшаем чувствительность гироскопа. Если «плывет» то увеличиваем.
На этом первоначальная настройка модели вертолета закончена.
Как работает гироскоп в телефоне
Мы редко задумываемся о том, чем напичкан наш смартфон. Раньше мы использовали его только для звонков и SMS, теперь же смартфоны стали меньше и быстрее ноутбуков и компьютеров. Современные смартфоны богаты на самые разные сенсоры и умные датчики, которые помогают пользоваться нам самыми простыми функциями. Датчики и сенсоры очень чувствительны к внешним изменениям. Поворачиваете смартфон горизонтально, а экран ориентируется вместе с вами? Значит, стоит поблагодарить гироскоп, установленный в вашем устройстве. Кстати, благодаря гироскопу существует VR и все, что с этим связано. Рассказываем, как работает гироскоп, зачем он нужен, как его откалибровать на Android, чем отличается гироскоп от акселерометра.
Рассказываем, как работает гироскоп в смартфоне
Что такое гироскоп
Гироскоп — это устройство, которое помогает определить положение тела в пространстве. Изобретен он был достаточно давно, еще в 1817 году, а повсеместное применение находит до сих пор. Аналоговый гироскоп состоит из вращающегося вокруг вертикальной оси ротора-волчка, которая меняет положение в пространстве, а скорость вращения волчка превышает скорость поворота оси его вращения. Из-за этого волчок сохраняет свое положение независимо от сил, действующих извне. Для точного определения положения в пространстве такие нехитрые приборы используются в самолетах, ракетах, квадрокоптерах, планшетах и смартфонах.
Как работает гироскоп в смартфоне
Так выглядит гироскоп смартфона
Гироскоп в смартфонах и других умных устройствах сильно отличается от обычных, хоть и выполняет ту же функцию. Механическая энергия в нем преобразуется в электрическую, что формируется в в алгоритм работы. В умных устройствах гироскоп представляет собой подвижные вещества, которые смещаются под наклоном, меняя электрическую емкость конденсаторов, связанную с процессором вашего смартфона. Самый просто вариант гироскопа выглядит как две подвижные единицы, которые меняют положение и посылают сигнал датчикам. При повороте устройства двигается и весь гироскоп, который посылает сигнал об изменившемся местоположении. Благодаря этому нехитрому устройству вы можете встряхивать смартфон и переворачивать, чтобы работали интересные фичи, встроенные в операционную систему вашего смартфона. Если вы планируете пользоваться устройством с VR, например, очками или шлемом, то гироскоп будет играть в этом важную роль, отслеживая повороты головы и направляя виртуальный взгляд именно туда, куда направлен ваш взор. Что еще интересного скрывает VR? Читайте наши материалы в Яндекс.Дзен — пишем то, о чем еще никто не знает!
Чем гироскоп отличается от акселерометра
Акселерометр помогает в играх на смартфоне
Если вы любите иногда играть на смартфоне, то эти два датчика делают вашу жизнь гораздо проще. Они оба предназначены для того, чтобы определять положение гаджета в пространстве. Если гироскоп высчитывает угол наклона вашего смартфона относительно поверхности, передавая информацию в операционную систему, то акселерометр очень точно вычисляет ускорение. Именно поэтому наши смартфоны неплохо справляются с функцией шагомеров. Данные будут плюс-минус точными: можете попробовать сравнить их с данными ваших умных часов или фитнес-браслета, отличия будут незначительными. В современных смартфонах устанавливают и гироскоп, и акселерометр, что помогает избежать случайных поворотов экрана при его перемещении. Что еще интересного хотите узнать о смартфоне? Пишите нам в Telegram-чате!
Как проверить гироскоп в смартфоне
С помощью видео в 360 можно проверить работоспособность смартфона
Все современные смартфоны оборудованы этими датчиками. Но если вам интересен принцип их работы, то есть отличный способ.
Проверить наличие и работоспособность устройств можно также в приложении AIDA64. Устанавливаете приложение и получаете информацию в разделе «Датчики» обо всех установленных комплектующих в вашем смартфоне.
Как откалибровать гироскоп на Android
Гироскоп — это самостоятельный датчик, который невозможно настроить самостоятельно. Он есть во всех смартфонах и включить/отключить его нельзя, он всегда работает. В этой ситуации возможно лишь настроить или откалибровать акселерометр. Например, включить или выключить функцию поворота экрана.
Функция «Автоповорот экрана» помогает избежать случайной смены ориентации экрана
Для калибровки акселерометра используется стороннее приложение Accelerometer Calibration. Мобильное устройство кладется на ровную поверхность, а когда показывающий равновесие шарик окажется в прицеле, надо нажать кнопку «Calibrate».
Гироскоп — это один из важнейших датчиков наряду с датчиком освещенности. Он помогает пользоваться навигацией, меняя положение телефона. Без него не работал бы автоповорот экрана,
Гироскопы, и с чем их едят в авиации
Многие видели видео с этими магическими штуками, не подчиняющимися гравитации. Сегодняшний пост про то, какие радости и печали они приносят на борт самолетов.
Сначала немного истории. В 1914 году во Франции состоялось что-то вроде нашего Макса, т.е. авиашоу + демонстрация новинок в самолетных делах. Один из самолетов пилотировался Лоренсом Сперри и его помощником. Они сделали 3 прохода вдоль реки на глазах у публики и жюри.
— В первом проходе оба пилота убрали руки со штурвала и подняли их над головой. Самолет летел прямо, вдоль реки.
— Во втором проходе помощник Сперри вышел на крыло. Самолет накренился было, но быстро выровнялся и продолжил лететь вдоль реки.
— В третьем проходе Сперри тоже вышел на крыло. В кабине никого не было, самолет летел вдоль реки.
Так мир увидел первый автопилот. Но обо всем по порядку.
1. Авиагоризонт. Вращающийся диск гироскопа стремится сохранить свое положение в пространстве. Правда для этого нужно, чтобы он мог свободно вращаться вокруг всех трех осей; для этого его подвешивают на две рамки.
Если раскрутить диск в горизонтальной плоскости и взять с собой в самолет, то он будет показывать, как располагается горизонт. По нему почти можно будет лететь (на самом деле нет). На этом принципе основано действие авиагоризонта. Обычные авиагоризонты стоят 500-2000 баксов.
Вот на этом видео, где камера крутится вместе со стулом, видно одну интересную особенность. Поначалу кажется, что внутренняя рамка проскакивает через внешнюю рамку, но если приглядеться, то нет. На этой гифке они никогда не совмещаются.
Совмещение рамок приводит к тому, что гироскоп теряет одну степень свободы и перестает сохранять положение в пространстве. Это называется «выбиванием» гироскопа. Такое бывает при очень резких маневрах, например при пилотаже, и приводит вот к чему:
Пока я писала этот пост, мне вспомнилось, что в телефонах тоже есть гироскопы. Они основаны на другом принципе и поэтому, как и лазерные гироскопы, не выбиваются. И да, я только что потратила 10 минут своей жизни на попытки выбить гироскоп в телефоне, прежде чем об этом узнала (телефон не пострадал).
2. Автопилот. Первый автопилот был очень простым: гироскоп механически соединялся с рулями самолета. Если по какой-то причине самолет отклонялся от фиксированного положения, гироскоп активировал рули и тем самым возвращал самолет обратно, что Сперри и продемонствировал во Франции. Кстати выиграл 10 000 баксов тогдашних.
Современные автопилоты конечно намного сложнее.
3. Указатель курса. Давайте я просто гифку покажу.
Здесь мы от свободных гироскопов плавно переходим к несвободным, т.е. тем, которые не могут свободно вращаться в пространстве.
Что за магия, и почему он не падает? Есть такой шутливый ответ на вопрос «почему конденсатор пропускает переменный ток и не пропускает постоянный?» Типа постоянный упирается в конденсатор, а переменный из-за синусоиды его огибает.
Так вот, давайте пока в шутку будем думать, что гироскоп вертел действующие силы, в прямом смысле этого слова:
Сила тяжести пытается уронить гироскоп, при этом развернув его вертикально (белая стрелка). Но гироскоп вертел эту стрелку на 90 градусов по вращению и превратил ее в желтую стрелку. Она и заставляет гороскоп крутиться, а сила тяжести как будто бы исчезла.
Как это он так не падает?
Очень прикольные ощущения, когда пытаешься наклонить раскрученный гироскоп. Он, как живой, сопротивляется и пытается вильнуть в сторону. Представьте, сколько подколок можно придумать, пряча гироскопы внутри обычных предметов. Берешь кружку, а она вырывается из рук.
У этого гироскопа всего 10-30 секунд «полезного» вращения, но его хватает, чтобы наиграться. Он раскручивается резким движением палочки с резьбой.
Вернемся к авиации. Есть такая шутка, «назовите самую большую деревянную деталь в самолете» (летчик). Как вы думаете, какой гироскоп в самолете самый большой? Не авиагоризонт. Вот самый большой гироскоп в самолете:
У Харриера (самолет с вертикальным взлетом) пришлось делать вращающиеся в разные стороны ступени компрессора, чтобы уменьшить гироскопические силы.
А теперь источник колдунства: взяли вы крутящийся гироскоп и решили нажать пальцем на край:
Но у той точки, на которую вы нажали, были свои планы лететь вбок, она же крутилась вместе с гироскопом, а тут вы нажали:
Куда она полетит, вниз? Нет. скорости сложатся, и она полетит по диагонали, вот так:
То есть ее вращение вокруг центра просто перейдет на новую орбиту.
Мини-лекции. Радионавигация. Гироскоп
Гироскоп, от греческого: gyreuo «кружусь» + skopeo «смотрю».
Откройте любую книгу где рассказывается о каких-то там гироскопах, везде и всюду начинается: ротор (диск тяжёлый), ось и он ротор крутится и никак не остановится?! А всё мол, это гироскоп! И понеслась душа в рай. А ведь в принципе всё что вращается и есть гироскоп со всеми гироскопическими эффектами. Будь то: винт вертолёта, колесо велосипеда, дрель, миксер и прочее. И везде присутствует этот самый гироскопический эффект (эффекты)!
А эффект, это чё?! Вот так сразу и не скажешь, не показав всё это, конечно? На моих иллюстрациях присутствуют картинки из учебного фильма «Гироскоп и его применение, 1979 г.», снятого на Киевской студии научно-популярных фильмов. Если кого-то очень заинтересует тема, вот адресок в Ютюбе: https://www.youtube.com/watch?v=_FQG6YohbI4 Там же ещё существуют видео в тему!
На рис2 Вы видите устройство того самого гироскопа. Ось ротора (диска) вращается в подшипниках закрепленных во внутреннем кольце. Само же кольцо в свою очередь может вращаться во внешнем кольце. А уже оно вращается на стойке. Вся эта конструкция называется гироскоп в кардановом подвесе (существуют и другие способы подвеса). Что такое кардан думаю знают все водилы, за исключением разве, что общеизвестных и тупых «блондинок»!
Первый эффект. Если раскрутить ротор, то при изменении наклона стойки прибора вращающийся ротор гироскопа останется в своём первоначальном положении. И только при продолжительном вращении земли ротор гироскопа будет медленно (для окружающей обстановки) поворачиваться, сохраняя первоначальное положение в инерциальном пространстве рис6. Таким вот опытом французский физик Леон Фуко в 1852 году доказал, что земля всё-таки вертится (вращается)! Такое свойство (эффект) гироскопа положило начало для разработки гироскопического компаса (указателя направления). А действительно, если прямо в пункте отправления выставить нужное направление, то гироскоп будет сохранять его длительное время. Но всё же лучше если бы он (гироскоп) работал компасом.
Второй эффект называется прецессия. Что это такое? Если наш ротор гироскопа не вращается, то при любом воздействии на любую точку гироскопа, ротор послушно повернётся под действием силы. Но совсем другое поведение его будет при вращающемся роторе. Посмотрите на рис1. В ободе роторе выделим параллелепипед D. Стрелочка на ободе показывает направление вращения ротора. Для нас это будет по часовой стрелке. Допустим на выделенный параллелепипед D действует сила F1 (О1-А). В тоже время на него же действует сила вращающая ротор в направлении (О1-С). При сложении этих двух сил получается результирующая сила (О1-B), направленная так, что под её воздействием ротор начинает поворачиваться вокруг оси Z, в направлении показанной стрелкой. Если сила начнёт действовать в противоположном направлении, то и ротор начнёт вращаться в противоположную сторону.
А, что произойдёт если мы направим силу F2 в направлении оси Х? Разложив силы по «полочкам» получим также как и в предыдущем случае результирующую силу. Она в этом случае начнёт поворачивать ротор вокруг оси Х. Если силу применять долго, то ось ротора успокоится только после установки её вертикально!
На рис2 показаны стрелочками все направления. Подвешенная к краю внутреннего кольца гиря Р (красная стрелка) пытается повернуть внутреннее кольцо с осью ротора. Возникшая прецессия при направлении вращения ротора (зелёная стрелка) начнёт поворачивать весь гироскоп в направлении голубой стрелки.
На рис3,4 и 5 последовательно показано поведение гироскопа при воздействие сил на внешнее кольцо подвеса. В нашем же случае внешнее кольцо жёстко привязано к вращающейся платформе, и небольшой пластинке с пружинами. Пружины в свою очередь связаны с небольшими уголками прикрепленными к внутреннему кольцу подвеса. На рис3 система находится в равновесии (ротор гироскопа вращается). На рис4 платформа с гироскопом вращается по направлении стрелки. При взгляде сверху-вниз против часовой стрелки. И пока происходит вращение будет вот такая картина. От наклона ротора одна пружина сжата, а другая растянута. На рис5 казалось бы та же самая, но. Та же, да не та же?! Во-первых направление платформы поменялось на обратное (по часовой стрелке). И чтобы у Вас не появилось сомнение (в разности картин), обратите внимание на жёлтые кружочки, «чёрные метки» и находящиеся рядом с головками винтов крепления. Если Вы сохранили всё это в сознании, обратите внимание на то, что пружина находящаяся вблизи винта и жёлтого кружочка на рис5 растянута, а на рис4 сжата! Смена поворота платформы заставляет менять направление оси ротора в вертикальной плоскости. А, что будет если если все эти пружины убрать? ротор мгновенно (при вращении платформы конечно) встанет на «дыбы»! В смысле ось будет направлена вверх. При смене направления вращения платформы, ротор перевернётся и уставится осью вверх, но уже другим концом! На таком принципе можно создать устройство сигнализирующее о изменение направления самолёта (корабля) путём поворота. В автопилот придёт сигнал и он примет все меры, чтобы выправить ситуацию.
На рис7 показано (в упрощённом виде) работа гирокомпаса с эффектом прецессии с учётом применения груза подобного рис2. Здесь ротор как бы помещён в защитный кожух и там внутри вращается (направление вращения на рис7-IV). Снизу кожуха прикреплен грузик рис7-3. При положении I гироскоп находится как бы на экваторе и перпендикулярно касательной плоскости. Случайным образом ось ротора параллельна той же касательной плоскости. Вес грузика направлен вниз и не оказывает на ось ротора никакого воздействия. Но вот земля с течением некоторого времени повернулась и гироскоп оказался в положение II. Что произошло?
Если в первоначальном положении центр тяжести ротора и грузика находились на одной прямой с центром земли, то грузик естественно не оказывал на ротор влияния. Но в положение II ротор продолжал держать первоначальное положение и направление А-А1 уже не было параллельно касательной плоскости. Гироскоп наклонился по отношению к линии горизонта. Вектор силы тяжести уже не будет проходить через центр подвеса и на наш гироскоп будет действовать сила F, стемящеяся повернуть его вокруг оси, перпендикулярной рисунку. А так как гироскоп железяка упёртая, то тут же начнётся прецессионное движение ротора в направлении также перпендикулярном рисунку, так ещё к меридиану! На рисунке положение III и есть момент поворота. Заканчивается весь этот цирк только лишь тогда, когда ротор гироскопа будет направлен вдоль меридиана, так ещё Север-Юг! На рисунке это положение IV! Получается, что земля своим вращением всё время заставляет гироскоп искать направление меридиана Север-Юг. Только в таком положении никто уже не будет беспокоить наш гироскоп, кроме. Ну, да! Всё это красиво пока гироскоп стоит на площадке касательной поверхности земли. А мы-то ищем замену магнитному компасу! А самолёт, корабль вещи очень беспокойные, а гироскоп нервное существо и. Поэтому вот так просто гирокомпас применить не получается и приходится применять всякие хитрости и порой очень и очень сложные!
Не смотря на трудности все приборы построенные на эффектах гироскопа называются гироскопическими. На рис8 Вы видите, нет не магнитный компас, а гироскопический. Точнее репитер компаса, устройство отображающее положение гирокомпаса находящегося где-нибудь в трюме?! На рис9 гирокомпас (указатель направления) самолёта Цессна. На рис10 и 11 авиагоризонты, совместимые с указателями крена и тангажа. Как это понимать? Авиагоризонт, это искусственный горизонт помогает контролировать положение самолёта при отсутствие видимости настоящего горизонта. Указатель крена, показывает как расположен самолёт относительно этого самого горизонта. Для Вас это положение крыльев самолёта. Указатель тангажа показывает параллельность корпуса самолёта относительно земли в направлении полёта. По-русски нос самолёта смотрит прямо не обращая ни на кого внимания или вниз к земле, а может вверх. Такие вот штучки у нас и на западе устроены по-разному. На рис10 наш прибор, а на рис11 американского самолёта Цессна.
На нашем, авиагоризонт всё время находится как бы горизонтально, а самолёт в таком виде как его видит наблюдатель с земли. В американской же системе наоборот, самолёт на месте, а горизонт гуляет, меняя наклон. В том и другом случае показывает крен самолёта и на обеих рисунках крен на правое крыло и поворот самолёта туда же. Здесь, на рис11 лётчик видит то, что и через лобовое стекло в реальности! Я же летая на Цессне в симуляторе вижу аналогичное. На мой взгляд это более реально чем на рис10. Как уж там пилоты воспринимают? Кстати наши пилоты переучивающиеся на всякие «Боинги» испытывают некие затруднения. Даже одна из версий катастрофы с «Боингом» именно из-за этой путаницы?! Это когда уронили «Боинг» в километрах от аэропорта в Перми! Вот такая сказка получилась.