شتاب‌سنج یکی از مهم‌ترین حسگرها در وسایلی مثل گوشی و تبلت است. این حسگر برای تشخیص حرکت‌ها و شدت حرکت کاربرد دارد. به عنوان مثال زمانی که گوشی را می‌چرخانید، سیستم عامل با توجه به بازخوردی که از شتاب‌سنج دریافت کرده، تصویر را می‌چرخاند و افقی یا عمودی می‌کند.

در ادامه با نحوه‌ی کارکرد حسگر شتاب‌سنج یا به زبان دیگر، Accelerometer و انواع پرکاربرد آن در گوشی‌ها که نوع پیزوالکتریک و خازنی است، آشنا می‌شویم.

شتاب‌سنج حسگری است که برای شناسایی حرکت و در واقع شتاب کاربرد دارد. این حسگر انواع مختلفی دارد که اندازه و شکل، دقت، سرعت عمل و نحوه‌ی کار متفاوتی دارند. اما در حالت کلی شتاب‌سنج سه بخش اصلی دارد:

  • بدنه‌ی شتاب‌سنج که روی دیوایس ثابت شده است و به همراه گوشی، تبلت یا غیره، حرکت می‌کند. بدنه‌ی شتاب‌سنج در واقع پایه‌ی حسگر است.
  • بخش متحرک که روی بدنه و بالطبع دیوایس، ثابت نیست و زمانی که دیوایس حرکت می‌کند، از حالت تعادل خارج می‌شود. هر چه حرکت شدیدتر و به بیان دیگر شتاب بیشتر باشد، خروج از حالت تعادل بیشتر خواهد بود.
  • حسگر که به بررسی میزان حرکت بخش متحرک می‌پردازند و با توجه به میزان حرکت، شتاب محاسبه می‌شود.

این سه بخش اصلی در انواع شتاب‌سنج به شکل‌های مختلفی موجود است. در وسایلی مثل گوشی و تبلت، معمولاً دو نوع خاص شتاب‌سنج متداول است: شتاب‌سنج پیزوالکتریک و شتاب‌سنج خازنی.

آشنایی با طرز کار شتاب‌سنج خازنی

شتاب‌سنج خازنی از نظر روش کار و ساختار، بسیار ساده است. برای درک بهتر روش کار این نوع شتاب‌سنج، می‌توان نوعی اسباب‌بازی ساده را مثال زد: یک ساچمه یا گوی فلزی کوچک در شیارهای چوبی یا پلاستیکی قرار گرفته و با چرخش صفحه به جهات مختلف، گوی فلزی در شیارها حرکت می‌کند و هدف رساندن آن به مقصدی خاص است.

در شتاب‌سنج خازنی ساختار مشابهی وجود دارد اما فرض کنید به جای گوی فلزی، یک بلوک ساده وجود دارد که که در اثر حرکت، آزادانه به چپ و راست حرکت می‌کند. البته حرکت کاملاً آزاد نیست بلکه مکانیزمی شبیه فنر، مانع آن می‌شود. هر چه وسیله‌ی موردنظر شدیدتر حرکت کند، میزان حرکت بلوک و فشرده و کشیده شدن فنرها بیشتر خواهد بود.

آشنایی با طرز کار شتاب‌سنج گوشی‌ها و تبلت‌ها

بلوک متحرک به صفحه‌ای متصل است و این صفحه بین دو صفحه‌ی فلزی باردار قرار دارد. با حرکت صفحه به سمت چپ یا راست، خاصیت خازنی تغییر می‌کند و بررسی خاصیت خازنی توسط حسگرهای دقیق، مشخص می‌کند که بلوک چقدر از تعادل خارج شده است.

روش کار شتاب‌سنج پیزوالکتریک

پدیده‌ی پیزوالکتریک چیزی است که در این نوع شتاب‌سنج برای اندازه‌گیری شتاب و حرکت استفاده می‌شود. در این شتاب‌سنج بخش متحرک روی کریستالی نیرو وارد می‌کند که به نیرو حساس است و در واقع با وارد شدن نیرو، سیگنال الکتریکی ضعیفی ایجاد می‌کند. نیروی کمتر یا بیشتر به معنی سیگنال ضعیف‌تر و قوی‌تر است و لذا با توجه به سیگنال، می‌توان تخمین زد که بخش متحرک و در واقع دیوایس، با چه شتابی حرکت کرده است.

آشنایی با طرز کار شتاب‌سنج گوشی‌ها و تبلت‌ها