Nintendo Wiimote

Cosa è l'accelerometro e come funziona

Trova applicazione nei dispositivi elettrici più disparati e, nella gran parte dei casi, ha permesso di rivoluzionare il modo con cui si guardavano alcune discipline
Cosa è l'accelerometro e come funziona FASTWEB S.p.A.

Ha rappresentato uno dei punti di forza della Wii e, probabilmente, uno dei maggiori fattori di successo della console Nintendo. Il Wiimote, l'innovativo controller di cui è dotata la piattaforma videoludica giapponese, ha permesso ai gamers di tutto il mondo di pensare in maniera completamente differente il modo con cui approcciarsi ai videogames, proponendo un'esperienza di gioco molto più personale e diretta. Una rivoluzione resa possibile grazie all'implementazione all'interno del controller dell'accelerometro, un dispositivo elettromeccanico sino ad allora utilizzato in vari settori industriali (costruzioni e valutazione statica della struttura; navigazione; trasporti; vulcanologia e scienze della terra) e in alcuni dispositivi elettronici come navigatori e smartphone.

Cosa è un accelerometro

Quando si utilizza un'applicazione “bussola” dello smartphone o dello smartwatch o un'altra applicazione che fornisce indicazioni sulla posizione e sulla direzione da intraprendere; quando si utilizza lo smartphone come supporto all'osservazione del cielo e per la ricerca delle costellazioni; quando si esce per una scampagnata e lo smartphone conta, senza che ce ne accorgiamo, i passi effettuati e i minuti di attività fisica. In queste come in decine di altre occasioni all'interno dei nostri dispositivi mobili – smartphone, smartwatch, lettori MP3, braccialetti fitness e contapassi – entra in azione un piccolo dispositivo chiamato accelerometro e che, come suggerisce anche il nome, misura le variazioni di accelerazione (su tutti e tre gli assi) subite dal device.

 

Accelerometro

 

Composto da una parte meccanica e da una parte elettronica, l'accelerometro sfrutta le variazioni di accelerazione per determinare se ci si sta spostando o meno, in quale direzione ci si sta spostando e altre informazioni riguardanti la posizione e il movimento del dispositivo mobile o di chi lo indossa e lo sta utilizzando.

Gli ambiti di applicazione e gli scopi dell'accelerometro

Come già accennato, l'accelerometro trova applicazione nei settori più svariati: dalle ricerche in ambito accademico ai dispositivi commerciali come gli smartwatch o, per l'appunto, i controller della Nintendo Wii. Non solo: gli accelerometri, ad esempio, trovano spazio anche all'interno dei laptop per proteggerne il disco rigido. In caso di caduta, infatti, l'accelerometro “capta” il movimento verso il basso e spegne immediatamente l'hard disk, così da interrompere il movimento delle testine ed evitare che i dischi possano riportare danni di varia natura. Gli accelerometri sono utilizzati anche all'interno delle automobili per rilevare improvvise variazioni delle forze di accelerazione – dovute, nella gran parte dei casi, a urti e incidenti – così da far attivare immediatamente gli airbag.

 

Accelerometro nello smartphone

 

Questo dispositivo elettromeccanico, dunque, permettono di comprendere in maniera più adeguata quale sia lo “stato” in cui si trova un oggetto. Aiuta a determinare, ad esempio, se un oggetto si stia muovendo verso l'alto o verso il basso; se una persona stia guardando o si stia muovendo verso destra o sinistra; se un dispositivo mobile – come lo smartphone, ad esempio – sia orientato in orizzontale o in verticale.

Come funziona

Pur sembrando un semplice circuito elettrico come ce ne sono a centinaia all'interno di smartwatch e altri dispositivi elettrici, un accelerometro ha una struttura interna molto complessa e può essere composto anche da decine di diversi componenti. Fondamentalmente, il funzionamento di un accelerometro può essere ridotto a due casi particolari: la rilevazione dei cambiamenti delle forze di accelerazione può avvenire sfruttando le proprietà fisiche di cristalli piezoelettrici o affidandosi a circuiti capacitativi.

Nel primo caso, un'improvvisa accelerazione provoca uno shock e una compressione della struttura del cristallo piezoelettrico che reagisce generando un segnale elettrico ben preciso. Rilevando questo segnale elettrico ed elaborandolo adeguatamente, l'accelerometro è dunque in grado di determinare da quale direzione giunga la spinta acceleratrice e quale sia la sua forza.

 

Accelerometro

 

Nel secondo caso, invece, si sfrutta la variazione di distanza tra le armature di un condensatore (e quindi la variazione di capacità elettrica) per determinare la variazione delle forze di accelerazione cui è sottoposto un dispositivo qualunque. Un apposito circuito è deputato a registrare le variazioni che si creano all'interno del condensatore (le cui armature sono costituite, nella gran parte dei casi, da una massa mobile e dalla struttura fissa del dispositivo) così da poter generare un segnale elettrico proporzionale allo spostamento della massa appena avvenuto.

L'accelerometro può comporsi di elementi che misurano gli spostamenti su due o tre assi. Nel primo caso, i movimenti saranno registrati esclusivamente su un piano orizzontale (o verticale) e dunque bidimensionale; nel secondo caso si avrà la misurazione della variazione di accelerazione tridimensionale e l'accelerometro concorre a registrare gli spostamenti dell'oggetto in qualunque direzione.

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