Meniul
AcasăConexiune

Senzorii de atingere în Android: ce sunt aceștia și cum să lucrezi cu aceștia. Ce senzori există în smartphone-uri?

Pentru ce sunt utilizate accelerometrul, giroscopul, magnetometrul și GPS-ul și cum funcționează?

Smartphone-ul tău este o adevărată operă de artă inginerească. Combină funcțiile a cel puțin o duzină de gadgeturi diferite. Și datorează cele mai multe dintre capacitățile sale uimitoare unei varietăți de senzori. Dar ce anume și cum sunt aranjate?

Cum vă numără telefonul pașii? GPS-ul vă consumă datele? La ce senzori ar trebui să acordați atenție atunci când alegeți un telefon nou? Iată tot ce trebuie să știi despre smartphone-ul modern.

Accelerometru

Unul dintre exemplele clare despre cum funcționează accelerometrul sunt autocolante animate Snapchat

Accelerometrul monitorizează modificările vitezei dispozitivului și rotația acestuia în jurul axei sale. Astfel de senzori sunt instalați nu numai în telefoane, ci și în trackere de fitness - cu ajutorul lor, un smartphone vă poate număra pașii, chiar dacă nu aveți niciun obiect gadget portabil.

Analizând datele accelerometrului, aplicațiile pot determina în ce direcție se înfruntă telefonul, o tehnologie care este din ce în ce mai folosită pe măsură ce realitatea augmentată devine mai populară.

Există diferite tipuri de accelerometre, dar cel mai comun este piezoelectric. În astfel de accelerometre, senzorul este un cristal microscopic care este deformat sub influența forțelor de accelerație. În acest caz, cristalul produce un curent electric. Analizând curentul, sistemul determină cât de repede și în ce direcție se mișcă telefonul. De aceea, Snapchat adaugă un autocolant distractiv pentru mașină pe harta dvs. atunci când utilizați aplicația în timp ce conduceți.

Accelerometrul este unul dintre cei mai importanți senzori de pe telefonul dvs.: fără el, nu ați putea folosi rotirea automată a ecranului, iar aplicațiile de navigare nu v-ar putea detecta viteza curentă.

Giroscop

Giroscopul oferă date precise despre poziția smartphone-ului în spațiu, ceea ce este util în jocuri și când se creează fotografii la 360 de grade

Giroscopul ajută accelerometrul să determine exact modul în care telefonul tău este orientat în spațiu cu o precizie mult mai mare. De aceea panoramele la 360 de grade arată atât de impresionante.

Ori de câte ori deschideți un joc de curse pe smartphone și înclinați ecranul pentru a întoarce volanul, giroscopul este cel care ajută aplicația să înțeleagă ceea ce faceți. Deoarece nu vă deplasați în spațiu, aceste condiții nu ar fi suficiente pentru ca accelerometrul să funcționeze.

Giroscoapele nu sunt folosite doar în telefoane. Ele pot fi găsite în avioane, unde ajută la determinarea altitudinii și a poziției, și în sistemele de stabilizare, care permit camerelor foto și video să surprindă imagini fluide în timpul mișcării.

Giroscoapele mai vechi, încă găsite în altimetrele avioanelor, folosesc mișcarea mecanică a unui volant, dar giroscopul din smartphone-ul tău este un sistem microelectromecanic (MEMS) - un senzor inerțial minuscul care se poate încadra pe o placă de circuit.

Giroscoapele MEMS au fost folosite pentru prima dată pe iPhone 4 în 2010 - și au creat o senzație: niciodată până acum un telefon nu a fost capabil să-și determine orientarea în spațiu cu atâta acuratețe. Astăzi luăm asta de la sine înțeles.

Magnetometru

Datorită magnetometrului, busola din telefonul tău funcționează.

Ultimul dintre cei trei senzori principali responsabili cu determinarea poziției telefonului în spațiu este magnetometrul. Numele său spune totul: detectează câmpurile magnetice și poate determina astfel în ce direcție se află nordul.

Când activați modul busolă în Apple Maps sau Google Maps, magnetometrul este cel care determină cum să rotiți harta. Există, de asemenea, aplicații separate care emulează funcționarea unei busole.

Magnetometrele pot fi găsite și în detectoarele de metale - pot detecta metale magnetice. Există chiar și aplicații pentru detectoare de metale pentru smartphone-uri!

În sine, acest senzor nu este capabil de multe, dar dacă combini citirile sale cu datele provenite de la accelerometru și modulul GPS, îți poți determina cu precizie locația, ceea ce este foarte util atunci când construiești rute.

Sateliții GPS știu întotdeauna unde se află telefonul tău.

Ah, GPS, unde am fi fără tine? Probabil că ar rătăci undeva în sălbăticie, blestemând ziua în care au decis să înlocuiască hărțile de hârtie, o busolă și un sextant cu dispozitive electronice.

Modulul GPS din telefonul dumneavoastră comunică cu sateliții aflați pe orbită pentru a determina unde vă aflați exact pe suprafața planetei. Nici măcar nu necesită o rețea celulară: dacă telefonul tău pierde semnal, poți să-ți vezi în continuare locația, deși probabil nu vei putea descărca o hartă detaliată.

În esență, telefonul comunică pe rând cu mai mulți sateliți și apoi calculează unde vă aflați pe baza întârzierii semnalului. Dacă nu puteți comunica cu sateliții, de exemplu, când vă aflați în interior sau sub nori foarte grei, nu vă veți putea determina poziția.

GPS-ul nu consumă date, dar comunicațiile prin satelit și calculele pot afecta bateria, așa că mulți ghiduri recomandă dezactivarea navigației GPS pentru a rămâne conectat mai mult timp. Acesta este și motivul pentru care GPS-ul nu este de obicei inclus în dispozitivele mai mici, cum ar fi majoritatea ceasurilor inteligente.

GPS-ul nu este singura modalitate de a vă determina poziția pe hartă: poate fi determinată aproximativ de distanța până la turnurile celulare. Cu toate acestea, o precizie ridicată nu poate fi obținută fără ea. Modulele GPS moderne combină datele de la sateliți cu citirile busolei și puterea semnalului rețelei pentru a vă determina locația cu o precizie de câțiva metri.

Cei mai buni senzori de rest

Dacă doriți, telefonul dvs. va regla luminozitatea ecranului în funcție de lumina ambientală.

Dacă eliminați toți senzorii de pe un smartphone, acesta va pierde o parte impresionantă din funcțiile sale și se va transforma într-un dispozitiv destul de primitiv. Chiar și acțiunile familiare utilizatorilor, cum ar fi schimbarea orientării ecranului atunci când mutați gadgetul într-o poziție orizontală și oprirea automată a afișajului în timpul unei conversații, nu ar fi efectuate fără senzori.

În efortul de a câștiga concurența pe piață, producătorii de echipamente mobile moderne își echipează dispozitivele cu un număr mare de senzori - deoarece acest lucru crește funcționalitatea. În acest articol vom vorbi despre toți senzorii de smartphone cunoscuți, inclusiv cei instalați în cele mai recente modele.

Accelerometru– unul dintre principalii senzori ai unui smartphone; se mai numeste si Senzor G. Funcția accelerometrului este de a măsura accelerația liniară a smartphone-ului de-a lungul a 3 axe de coordonate. Datele despre mișcările dispozitivului sunt acumulate și procesate de un controler special - desigur, acest lucru se întâmplă în câteva secunde. Plasează un senzor mic aproximativ în centrul corpului smartphone-ului. Este imposibil să înlocuiți singur accelerometrul în cazul unei defecțiuni - va trebui să mergeți la un centru de service.

Cine ar trebui să le mulțumească dezvoltatorilor pentru accelerometrele din smartphone-uri? În primul rând, fanii simulatoarelor de curse, care sunt capabili să controleze mașinile virtuale prin simpla înclinare a dispozitivului la stânga și la dreapta. Este accelerometrul care permite gadgetului să schimbe orientarea ecranului de la portret la peisaj atunci când utilizatorul întoarce dispozitivul.

Pentru prima dată, pe un telefon a apărut un accelerometru Nokia 5500. Acest senzor a provocat o mare încântare în rândul susținătorilor unui stil de viață activ, deoarece le-a permis să folosească un pedometru.

Accelerometrul are un dezavantaj semnificativ: poate fixa poziția doar când accelerare– adică atunci când gadgetul se mișcă în spațiu. Accelerometrul nu este capabil să determine poziția dispozitivului întins pe masă. A sunat un senzor „partener”. giroscop. Acest senzor măsoară viteza de rotație unghiulară și oferă o precizie mai mare a datelor în comparație cu un accelerometru. Un giroscop care a fost supus procedurii de calibrare va avea o eroare de cel mult 2 grade.

Giroscopul este utilizat în mod activ în jocurile mobile - în combinație cu un accelerometru. În plus, acest senzor face posibilă stabilizarea optic a camerei, crearea de imagini panoramice (giroscopul determină câte grade a fost rotit smartphone-ul) și controlul gesturilor.

Primul smartphone cu giroscop a fost iPhone 4. Acum giroscopul este departe de a fi exotic; Cele mai multe dispozitive moderne sunt echipate cu acesta (precum și un accelerometru).

Senzori de proximitate și lumină

Prezența unui senzor de proximitate (Senzor de proximitate) într-un smartphone este o necesitate obiectivă. Dacă un astfel de senzor ar fi absent, utilizatorul ar trebui să suporte neplăceri de fiecare dată când vorbește la telefon. Ar fi suficient să atingeți ușor butonul de resetare cu obrazul - și conversația este oprită, trebuie să sunați din nou abonatul. Funcția senzorului de proximitate este evidentă: blochează ecranul gadgetului imediat ce utilizatorul aduce dispozitivul la ureche. Acest senzor permite proprietarului smartphone-ului nu numai să comunice confortabil, ci și să economisească energia bateriei.

Senzorul de proximitate este „ascuns” sub geamul frontal al dispozitivului mobil. Este format din 2 elemente: diodăȘi detector. Dioda trimite un impuls infraroșu (invizibil pentru ochiul uman), iar detectorul încearcă să-i surprindă reflexia. Dacă detectorul reușește, ecranul se întunecă. Senzorul este capabil să înregistreze doar 2 stări: „ obiect străin mai aproape de 5 cm" Și " obiect străin mai mare de 5 cm».

Samsung a obținut rezultate uimitoare în experimente cu un senzor de proximitate. Pe baza acestui senzor, producătorul coreean a creat senzor de gesturi, datorită căruia controlul fără contact al unui smartphone a devenit posibil. Primul senzor de gesturi a apărut pe Samsung Galaxy S3 - în 2012 a fost o adevărată descoperire.

Nu degeaba senzorul de lumină este considerat în tandem cu un senzor de proximitate - de regulă, acești doi senzori sunt amplasați în imediata apropiere unul de celălalt. Senzorul de lumină este cel mai „vechi” dintre toți senzorii utilizați în electronica mobilă. Este și cel mai simplu - din punct de vedere al designului, acest senzor este un semiconductor sensibil la fluxul de fotoni. Funcția senzorului de lumină nu este la fel de importantă ca cea a senzorului de proximitate: Senzorul de lumină reglează doar luminozitatea afișajului în funcție de condițiile din jur.

Unele modele Samsung (cum ar fi Galaxy Note 3 și Galaxy S5) au Senzori RGB. Senzorul RGB este capabil nu numai să modifice luminozitatea afișajului, ci și să ajusteze proporțiile culorilor roșu, verde, albastru și alb ale imaginii de pe ecran.

Dezvoltatorii Samsung Galaxy Note 4 au ajuns la punctul de absurd: au învățat senzorul phabletului să măsoare iluminarea în intervalul ultraviolet, care este invizibil pentru oameni. Datorită acestei inovații interesante, utilizatorul poate, de exemplu, să aleagă momentul optim pentru bronzare.

Barometru și senzor de temperatură

O persoană cu sensibilitate ridicată la schimbările bruște ale presiunii atmosferice trebuie pur și simplu să aibă o aplicație de barometru pe smartphone. Pe Google Play, de exemplu, unul dintre aceste programe se numește „Barometru”.

Senzorul barometrului este capabil nu numai să avertizeze utilizatorul despre apropierea unui ciclon - anticiclon; Aceasta nu este nici măcar funcția sa principală. Senzorul crește eficiența și acuratețea navigatorului GPS al gadgetului. Sateliții GPS arată unde în lume se află locația pe care o cauți - dar nu la ce înălțime. Acest neajuns al muncii lor este eliminat de barometru. Un senzor de presiune poate ajuta la găsirea, de exemplu, a biroului unei anumite companii într-o clădire de centru de afaceri cu mai multe etaje.

Senzorii de temperatură, spre deosebire de barometre, sunt prezenți în majoritatea smartphone-urilor - dar nu puteți măsura temperatura de afară cu ajutorul lor. Este vorba despre termometre interne, a cărui sarcină este să se asigure că gadgetul nu se supraîncălzi. Un smartphone poate avea o mulțime de senzori similari: primul controlează acceleratorul grafic, al doilea controlează nucleele procesorului și așa mai departe. Dacă apare supraîncălzirea, termometrul intern oprește automat încărcarea sau reduce amperajul de ieșire.

Termometre externe Se găsesc și pe gadgeturi, dar sunt încă „o noutate”. Primul smartphone cu termometru încorporat a fost Samsung Galaxy S4. Senzorul s-a dovedit a fi necesar pentru a îmbunătăți performanța aplicației S Health preinstalate.

Din păcate, termometrele externe ale dispozitivelor mobile au un dezavantaj semnificativ - precizie scăzută. Datele sunt distorsionate din cauza căldurii emanate din corpul utilizatorului și din interiorul dispozitivului în sine. Dezvoltatorii nu au reușit încă să rezolve această problemă.

Pentru nevoile aplicației S Health, pe Samsung Galaxy S4 a fost instalat un alt senzor interesant - higrometru. Acest senzor măsoară nivelul de umiditate, oferind utilizatorului posibilitatea de a controla eficient climatul interior.

Ce senzori vă permit să vă monitorizați sănătatea?

O persoană care dorește să ducă un stil de viață sănătos ar face bine să achiziționeze un gadget care este echipat cu următorii senzori.

Pedometru (pedometru)

Funcția pedometrului este de a număra distanța parcursă de utilizator în funcție de numărul de pași făcuți. Un accelerometru poate îndeplini și această funcție, dar precizia măsurătorilor sale lasă mult de dorit. Pedometrul ca senzor separat a apărut pentru prima dată pe smartphone-ul Nexus 5.

Monitor puls (senzor de bătăi ale inimii)

Monitorul de puls încorporat este una dintre inovațiile Samsung Galaxy S5. Dezvoltatorii Samsung au considerat că este senzorul de puls care îi lipsea programului S Health pentru ca acesta să fie considerat un antrenor personal cu drepturi depline. Monitorul de ritm cardiac Samsung nu a devenit încă popular printre utilizatori, deoarece este destul de chic. Pentru a furniza date precise, senzorul are nevoie de contact strâns cu o parte a corpului utilizatorului unde vasele de sânge sunt puțin adânci, cum ar fi degetul. Să alergi în timp ce ții degetul pe senzor nu este o experiență plăcută.

Senzor de oxigenare a sângelui (senzor SpO2)

Acest senzor determină gradul de saturație de oxigen din sânge. Este prezent doar pe 2 smartphone-uri Samsung (Galaxy Note 4 și Note Edge) și este „personalizat” pentru aplicația S Health. Pe dispozitive, senzorul SpO2 este combinat cu un bliț al camerei și un monitor de ritm cardiac. Utilizatorul trebuie doar să activeze aplicația corespunzătoare și să-și plaseze degetul pe bliț timp de 30-40 de secunde - după care va vedea rezultatul măsurării ca procent pe ecranul gadgetului.

Dozimetru

Smartphone-ul Sharp Pantone 5 lansat în Japonia este echipat cu un astfel de senzor. Funcția dozimetrului este de a măsura radiația. Pentru japonezi, această funcție este importantă, deoarece după accidentul de la centrala nucleară de la Fukushima din 2011, ei sunt nevoiți să monitorizeze mai atent radiația de fond. Nu există smartphone-uri cu dozimetre pe piața europeană.

Scanere de amprentă și retină

Utilizatorii care cred că primul senzor de amprentă a apărut pe iPhone 5S se înșală foarte mult. Telefoanele capabile să scaneze amprentele au fost lansate înainte. În 2004, a fost vândut un Pantech GI 100, echipat cu tehnologie similară. 7 ani mai târziu, Motorola a introdus modelul Atrix 4g cu senzor de amprentă. În ambele cazuri, utilizatorii au reacționat destul de rece la tehnologie.

Când, în 2013, Apple a construit un scaner de amprente în butonul Home al iPhone 5S, compania Apple a fost aplaudată atât de experți, cât și de consumatorii obișnuiți. Apple a fost mai norocos cu epoca: în „zero” problema securității plăților fără numerar nu era atât de presantă.

Scanerul de amprentă elimină necesitatea ca utilizatorul să folosească parole digitale pentru a proteja datele stocate pe gadget. Parolele sunt ușor de spart; Este mult mai dificil să înșeli senzorul de amprentă (deși este și posibil).

În zilele noastre a devenit la modă instalarea de scanere de amprente în smartphone-uri. Această tehnologie este folosită nu doar de liderii de pe piață pe termen lung - Samsung, Apple, HTC - ci și de producătorii chinezi promițători precum Xiaomi și Meizu.

Un scaner retinian oferă un grad și mai mare de securitate decât un senzor de amprentă - de fapt, este următorul nivel de securitate biometrică. Susținătorii tehnologiei susțin că obținerea unei amprente este o sarcină fezabilă (la urma urmei, oamenii le lasă peste tot). Nu există nicio modalitate de a obține o copie a retinei.

Imagine: iphonefirmware.com

Ideea de a echipa un smartphone cu un scaner retinian nu este nici ea nouă. În 2015, producătorii asiatici (Vivo, Fujitsu) au experimentat cu acest senzor în 2016, tendința a fost susținută de o companie puțin cunoscută din Regatul Mijlociu, Homtom. Cu toate acestea, această tehnologie a devenit discutată abia după ce Samsung a apelat la ea - au instalat-o în Galaxy Note 7 scaner de iris.

Senzorul din Note este diferit de cel găsit în smartphone-urile de la companii chineze. Ideea lui Samsung poate fi numită revoluționară pentru că Note 7 are o cameră care este responsabilă doar pentru scanarea ochilor. „Chinezul” citește informații de pe retină cu o cameră selfie.

Metoda folosită de gadgeturile din Regatul Mijlociu este ineficientă. Faptul este că ochiul trebuie scanat cu un fascicul infraroșu (IR), dar la camerele frontale spectrul IR este de obicei filtrat - pentru că distruge selfie-urile. Se pare că Samsung este până acum singurul producător de smartphone-uri care nu obligă utilizatorii să aleagă între dispozitive de înaltă calitate și securitatea datelor personale.

Concluzie

Fiecare smartphone modern este echipat cu cel puțin 5 senzori. În modelele emblematice, numărul de senzori ajunge la „al naibii de duzină”, iar producătorii nu se vor opri aici. Experții IBM prevăd că deja în 2017, gadget-urile vor avea simțul mirosului, datorită căruia vor putea avertiza utilizatorul, de exemplu, despre o concentrație mare de fum și prezența virusului gripal în aer. Așteptăm cu nerăbdare inovații - cu siguranță va exista o continuare?

Un smartphone modern este un dispozitiv de calcul complex de înaltă tehnologie, care este mai puternic decât mii de computere de bord care au lansat misiunile Apollo pe Lună în urmă cu jumătate de secol. Există, de asemenea, aproape mai mulți senzori instalați la bordul telefoanelor mobile emblematice decât la bordul aceluiași Apollo. Fiecare dintre ei își îndeplinește munca în liniște, dar conștiincios. Ce fac toți acești senzori pentru smartphone-uri și cum funcționează Citiți mai multe detalii?

Senzorul de lumină dintr-un smartphone este situat pe panoul frontal, de obicei lângă cască (există excepții). Din punct de vedere structural, este un senzor semiconductor sensibil la fluxul de fotoni. În funcție de intensitatea acestuia, senzorul controlează iluminarea de fundal a afișajului pentru a utiliza mai eficient energia bateriei. De asemenea, poate îndeplini o funcție auxiliară pentru alte sarcini lucrând cu un senzor de proximitate.

Senzor de proximitate

Acesta este un senzor optic sau ultrasonic care determină dacă există obiecte în fața ecranului. Trimite un impuls luminos sau sonor foarte slab, iar dacă este reflectat, înregistrează semnalul reflectat. Din acest motiv, ecranul este blocat automat în timpul unui apel sau când smartphone-ul este răsturnat cu afișajul în jos. În mod tradițional, senzorul de proximitate este calibrat în așa fel încât să înregistreze doar 2 stări: „un obiect străin este mai aproape de N (de obicei 5) centimetri” și „un obiect străin este mai departe de N cm”.

Accelerometru

Acest senzor pentru smartphone este amplasat pe o placă de circuit și este un dispozitiv electromecanic în miniatură care înregistrează cele mai mici mișcări. Responsabilitățile acestui senzor includ schimbarea orientării ecranului smartphone-ului atunci când este înclinat, controlul jocurilor, înregistrarea gesturilor speciale de control (cum ar fi scuturarea sau atingerea corpului), precum și măsurarea pașilor (prin numărarea vibrațiilor ritmice în timpul mersului).

Un accelerometru obișnuit cu două axe într-un smartphone

Există accelerometre cu două și trei axe. O caracteristică a accelerometrului este că în repaus, una dintre axe va afișa întotdeauna o valoare în regiunea de 9-10 m/s 2 (într-un accelerometru tridimensional cu trei axe). Acest lucru se datorează faptului că gravitația Pământului este în medie de 9,8 m/s 2 .

Giroscop

Giroscopul este responsabil pentru determinarea mișcării și orientării smartphone-ului în spațiu. De asemenea, reprezintă structural un MEMS (circuit microelectromecanic) situat pe placa de sistem. Domeniile sale de aplicare se suprapun cu cele ale accelerometrului. Principalele diferențe sunt că giroscopul are o precizie vizibil mai mare și măsoară mișcarea nu în m/s 2, ci în radiani sau grade pe secundă. Datorită acestui fapt, poate fi folosit pentru a urmări rotațiile capului într-o cască VR, precum și pentru a implementa mai precis controlul gesturilor.

Giroscop MEMS sub microscop

Magnetometru și senzor Hall

Un magnetometru măsoară mărimea câmpului magnetic din lumea înconjurătoare. De asemenea, efectuează măsurători în spațiul tridimensional (de-a lungul a trei axe ale coordonatelor carteziene - X, Y și Z). Funcția principală a magnetometrului este de a determina mai precis locația în timpul navigației. În acest mod de utilizare funcționează ca o busolă digitală. Datorită faptului că una dintre axe, care se află în planul cu Polul Nord al Pământului, înregistrează un fundal constant crescut. Magnetometrul ajută la determinarea mai precisă în ce direcție față de nord se mișcă smartphone-ul.

Magnetometru pentru smartphone

Un magnetometru este adesea numit senzor Hall, dar acestea nu sunt concepte complet identice. Am scris mai multe despre senzorul Hall într-un alt articol. Diferențele sunt că primul este mai universal și mai sensibil. Magnetometrul este capabil să măsoare radiația magnetică, înregistrând doar prezența/absența și scăderea/creșterea acesteia. În smartphone-urile moderne, un senzor Hall separat nu este de obicei instalat, deoarece un magnetometru universal acoperă complet funcționalitatea acestuia.

Una dintre funcțiile alternative ale unui magnetometru este de a găsi cabluri în pereți. Un conductor sub tensiune generează radiații electromagnetice slabe, iar sensibilitatea senzorului este de unități de microtesla. Dacă vă mutați smartphone-ul de-a lungul peretelui, fundalul magnetic va fi mărit acolo unde este așezat cablul.

Senzor de gravitație

Măsoară forța gravitațională a planetei noastre în spațiul tridimensional. În repaus (când smartphone-ul este întins pe masă), citirile acestuia ar trebui să coincidă cu accelerometrul: de-a lungul uneia dintre axe forța gravitațională va fi aproape de 9,8 m/s 2 . Acest senzor nu este de obicei folosit singur, dar ajută la munca altora. În modul de navigare, determină ce parte a suprafeței pământului este pentru a determina rapid poziția corectă a smartphone-ului. Când este utilizat în VR, senzorul gravitațional asigură poziționarea corectă a imaginii.

Senzor de accelerație liniară într-un smartphone

Principiul funcționării sale este aproape identic cu accelerometrul, singura diferență constă în inerție. Adică, citirile acestui senzor nu depind de niciun factor extern global (cum ar fi gravitația). Singurul lucru pe care îl înregistrează este viteza mișcărilor smartphone-ului în spațiu față de poziția anterioară.

Senzorul de accelerație liniară nu este capabil să determine poziția dispozitivului în spațiu (nu există nicio referire la repere externe), dar acest lucru nu este necesar (senzorul de gravitație și accelerometrul fac o treabă excelentă în această sarcină). Absența referințelor la repere externe vă permite să rotiți obiectele de pe afișaj fără a face referire la aceste repere, de exemplu, în jocuri. De asemenea, acest senzor, în combinație cu alții, crește acuratețea generală a detectării mișcării.

Senzor de rotație

Determină direcția și frecvența de rotație a smartphone-ului față de una dintre axele spațiului tridimensional. La fel ca senzorul de accelerație, este independent și nu este legat de puncte de referință externe. Deseori realizat ca parte a unui singur modul cu un senzor de accelerație liniar. Separat, de regulă, nu este utilizat, dar vă permite să reglați funcționarea altor senzori pentru a îmbunătăți acuratețea. De asemenea, ajută la controlul gesturilor, de exemplu, prin răsucirea smartphone-ului în mână, camera este activată.

Cutaway pentru giroscop MEMS

Senzori de temperatura

Un smartphone modern este plin din belșug cu termometre digitale. Din punct de vedere structural, sunt un termocuplu: un rezistor cu două terminale, rezistența dintre care variază în funcție de temperatură. Deoarece este relativ primitiv, poate fi chiar implementat în interiorul unui cip semiconductor.

Fiecare smartphone trebuie să aibă un senzor de temperatură a bateriei. Dacă se supraîncălzi, oprește încărcarea sau reduce curentul de ieșire pentru a preveni fierberea electrolitului, ceea ce duce la incendiu sau explozie. Termometrele din interiorul SoC sunt, de asemenea, comune (de la câteva bucăți la o duzină sau mai multe). Ei măsoară temperaturile nucleelor ​​de procesor, acceleratoarelor grafice și diferitelor controlere. Uneori există și senzori de temperatură ambientală, dar nu sunt răspândiți. Motivul pentru aceasta este precizia scăzută, deoarece căldura din interiorul dispozitivului și mâinile utilizatorului distorsionează citirile.

Senzor de presiune (barometru) într-un smartphone

Barometrul de pe smartphone măsoară presiunea atmosferică (în mmHg, bar sau pascali). Vă permite să vă determinați mai precis locația și altitudinea deasupra nivelului mării, deoarece presiunea scade pe măsură ce vă ridicați. Poate fi folosit și ca altimetru, măsurând altitudinea deasupra nivelului mării, dar precizia lasă mult de dorit, deoarece presiunea atmosferică se modifică odată cu vremea. Funcția de ajustare a prognozei meteo în programele meteorologice și widget-uri este și mai puțin solicitată.

Higrometru

Un higrometru măsoară umiditatea aerului. Scopul său principal este evident, dar acest senzor nu este popular. În teorie, poate fi folosit pentru a corecta datele de prognoză meteo. Cunoscând citirile, puteți controla și microclimatul din cameră, pornind un umidificator sau dezumidificator. Singurul smartphone cunoscut cu higrometru este vechiul Samsung Galaxy S4.

Monitor de ritm cardiac sau senzor de ritm cardiac în smartphone-uri

Monitorul ritmului cardiac este capabil să măsoare frecvența și ritmul contracțiilor inimii. În timpul sportului, face posibilă monitorizarea activității inimii și ajustarea sarcinii pentru a crește eficacitatea antrenamentului. Dezavantajul unui monitor de ritm cardiac este necesitatea contactului strâns al smartphone-ului cu o parte a corpului în care vasele de sânge sunt aproape de suprafață (de exemplu, degetele) pentru a prinde cele mai mici pulsații. Din acest motiv, nu a câștigat popularitate în smartphone-uri, dar se găsește peste tot în ceasurile inteligente și trackerele de fitness.

Tehnologiile moderne permit unei persoane să experimenteze în mare măsură superioritatea timpului prezent în visele materializate și ipotezele trecutului, care se manifestă cel mai clar în dispozitive atât de familiare nouă astăzi ca telefoanele mobile.

Transformarea fanteziei în realitate

Accelerometru pe telefon - ce este și pentru ce este? Această funcție necesară este cea care va fi discutată în acest articol. Astăzi, nimeni nu va fi surprins de dimensiunile compacte ale unui laptop sau telefon mobil ultrasubțiri, al cărui corp are o grosime de doar câțiva milimetri. Pentru majoritatea dintre noi, capacitățile tehnice incredibile ale dispozitivelor electronice individuale sunt un fapt evident. Astăzi, noi, oamenii, operăm cu cantități cu adevărat fantastice de date, iar viteza de transfer a informațiilor a depășit de mult marca „ușoară”. Dar aceste abilități ascund natura complet de înțeles a dispozitivului, ale cărui proprietăți și funcționalitate depind doar de nivelul de tehnologie utilizat. Un mecanism destul de complex care măsoară accelerația gravitațională, accelerometrul, și-a găsit scopul în dispozitivele electronice. Unul dintre aceste dispozitive este telefonul mobil modern.

Magia mișcării

Deci, accelerometrul din telefon - ce este acest dispozitiv? Există un răspuns simplu la această întrebare: este un senzor care determină poziția spațială a obiectului în care este încorporat. Forma și tipul informațiilor afișate de afișajul telefonului depind de poziția în care se află dispozitivul. De exemplu, o imagine poate schimba orientarea față de axele X și Y, datorită influenței fizice - rotație, impact sau scuturare - un algoritm funcțional poate activa unul sau altul proces software. Atunci când utilizați un pedometru sau o aplicație de joc, principiul de măsurare a accelerației gravitaționale rămâne neschimbat.

Accelerometru într-un telefon - ce este acest dispozitiv și care sunt avantajele acestuia?

Versatilitatea senzorului de poziție spațială al telefonului simplifică foarte mult procesul de control al unei aplicații de joc. În timpul jocului, utilizatorul mută dispozitivul în raport cu două planuri, influențând astfel procesul general al programului care este executat. Este de remarcat faptul că viteza cu care jucătorul schimbă unghiurile are și o valoare matematică, care este un factor în reacția necesară. Desigur, accelerometrul a extins semnificativ funcționalitatea unui telefon mobil modern. Datorită acestui dispozitiv de orientare, utilizarea unei busole, a navigației GPS și a jucăriilor electronice a devenit mult mai ușoară și mai convenabilă.

Prezentare generală a „utilităților” controlerului spațial

Să ne uităm la câteva beneficii atunci când utilizați funcționalitatea de bază a accelerometrului:

1. Când faci jogging, este indicat să folosești un pedometru. Prin exercitarea controlului prin această aplicație, veți avea întotdeauna informații despre numărul de pași făcuți, ceea ce va deveni un fel de stimulent pentru a îmbunătăți rezultatele antrenamentului dumneavoastră și a influența calitativ progresul general al sportului.

2. Senzorul accelerometru din telefon elimină procesul uneori complex, dar în același timp consumator de timp de control al jocului, aducând utilizatorul mai aproape de înțelegerea confortului absolut. Mișcările naturale ale corpului permit jucătorilor să obțină plăcere maximă. Eficacitatea impactului nu depinde de forța de apăsare sau de butonul selectat corect, ci depinde doar de alegerea amplitudinii optime a mișcării și de precizia procesului de poziționare. Ușurința și ușurința momentului de joc ne permit să considerăm accelerometrul un avantaj incontestabil în gestionarea scenariului de joc.

3. Când trebuie să luați o poziție confortabilă, de exemplu, să vă întindeți pe o parte, iar telefonul este încă necesar pentru utilizare, senzorul de poziție spațială al dispozitivului va întoarce interfața dispozitivului cu susul în jos, ușurând perceperea informațiilor afișate vizual. Jocurile cu accelerometru instalat pe telefon au câștigat acum o popularitate totală nu doar în rândul adolescenților... S-a observat că în cercurile generației mai în vârstă a început să existe și o anumită tendință de pasiune pentru aplicațiile care folosesc tehnologia de poziționare spațială. .

4. Vizionarea videoclipurilor va deveni mai acceptabilă dacă ecranul unui dispozitiv electronic este transformat în format peisaj, ceea ce va avea, de asemenea, un efect benefic asupra vizualizării fotografiilor, e-mailurilor sau scrierii de mesaje scurte. Lucrul cu tabele grafice și editarea articolelor atunci când utilizați funcția de accelerometru are ca rezultat, de asemenea, o performanță mai eficientă.

Problemă de fiabilitate a dispozitivului

Accelerometrul unui telefon mobil devine o parte integrantă a capabilităților hardware ale unui dispozitiv modern. Simplitatea relativă a elementelor structurale ale senzorului spațial îi permite acestuia să îndeplinească un nivel ridicat de fiabilitate. Judecă singur, tehnologia prin definiție este concepută să funcționeze în condiții extreme de funcționare. Producția de aeronave și astronautica au făcut posibilă aducerea dispozitivului la perfecțiunea tehnică. Într-adevăr, în aceste domenii de aplicare, tehnologia de determinare și măsurare a accelerației poziției spațiale a unui obiect este un element obligatoriu care determină acuratețea maximă și funcționarea corectă a sistemelor de control la bord. Desigur, un telefon mobil nu este un produs extrem de fiabil. Producția în serie și automatizarea procesului de fabricație a benzilor transportoare permit adesea defecte.

Și dacă?..

Nu scuturați, bătuți sau frecați telefonul dacă senzorul nu mai funcționează brusc. De asemenea, dansurile șamanice cu tamburin și citirea mantrelor magice nu vor avea rezultatul dorit. Situația problematică în care accelerometrul nu funcționează poate fi rezolvată doar în două moduri:

  • Reparații software (configurare, actualizare firmware și software pentru telefon).
  • Restaurarea hardware a senzorului spațial (înlocuirea modulului de control, întreținerea).

Mai mult, a doua varianta este apanajul specialistilor in electronica.

Cu toate acestea, să ne uităm la câteva argumente mai importante în favoarea unui dispozitiv atât de important.

Station wagon este întotdeauna la cerere

Folosind o aplicație specială „nivel”, puteți determina cu ușurință uniformitatea pereților și pantelor sau instalarea corectă a cornișei. Este de remarcat faptul că prezența unui accelerometru într-un dispozitiv mobil poate simplifica în mod semnificativ căutarea obiectului dorit într-o zonă populată și va oferi, de asemenea, o asistență neprețuită pe o drumeție, atunci când utilizarea unei busole devine un mijloc vital de orientare. . Aspectele curioase ale utilizării senzorului de accelerație vor fi pe deplin satisfăcute atunci când utilizatorul dorește să cunoască parametrii actuali de accelerație ai vehiculului. Din nou, cursele interesante descărcate de pe Internet pe un telefon cu un accelerometru pot adăuga varietate și pot alina plictiseala în momentele neașteptate de anticipare. Versatilitatea utilizării și amploarea posibilităților incredibile ale dispozitivului spațial nu pot fi reflectate pe deplin în cadrul acestui articol. Prin urmare, va trebui să experimentați surpriza incitantă și procesul fascinant de a învăța scopul pe scară largă al „vestibularului” electronic de mai multe ori.

In cele din urma

Deci, ce este un accelerometru pe telefon? Ce este acesta - un nou sistem de control sau un dispozitiv pentru măsurarea parametrilor fizici? Mă grăbesc să vă fac pe plac: amândoi. Aceasta este o altă realizare a progresului tehnic, permițând unei persoane să simtă un confort suplimentar și să crească eficiența utilizării unui obiect cu tehnologia aplicată.

Un smartphone modern este un mini computer, care a devenit de multă vreme asistentul personal al unei persoane în probleme casnice și de afaceri. Pentru ca un smartphone sau orice alt gadget inteligent să aibă atât de multe funcții, acesta conține mulți senzori. În acest articol vom vorbi despre senzorul Hall din telefon. Ce este, citiți mai jos.

Ce fel de senzor este acesta?

Senzorul Hall este un senzor de detectare a poziției care se bazează pe efectul Edwin Hall. Este folosit într-un smartphone ca magnetometru, ca bază pentru funcționarea unei busole electronice și multe altele. Sarcina sa este de a detecta prezența unui câmp magnetic și de a determina schimbarea acestuia.

Efectul Hall a fost descoperit încă din 1879 în plăci subțiri de aur, dar a fost posibil să-l folosească în tehnologie abia 75 de ani mai târziu, când s-a stabilit producția de filme semiconductoare cu proprietățile necesare. A fost folosit în mașini - a ajutat la măsurarea unghiului arborelui cu came/arborele cotit.

Smartphone-ul folosește un analog simplificat al dispozitivului, care detectează doar prezența unui câmp magnetic fără a determina tensiunea de-a lungul axelor. Implementarea este destul de simplă: un conductor plasat într-un câmp magnetic, prin care trece un curent electric, face ca electronii să se devieze spre una dintre fețele plăcii. Electronii din această parte acumulează o sarcină negativă, în timp ce cei de pe partea opusă acumulează o sarcină pozitivă. Procesul continuă până când câmpul electric rezultat compensează componenta magnetică a forței Lorentz. Diferența de potențial rezultată (care se numește tensiune Hall) la marginile plăcii este înregistrată de un senzor Hall. În telefon, este implementat de un microcircuit, a cărui ieșire creează un semnal în două stări:

  • unul (1 - există un semnal);
  • zero (0 - fără semnal).

În funcție de informațiile citite de la senzor, smartphone-ul efectuează o acțiune programată.

Acum acest efect este utilizat în diferite implementări tehnice. Pe lângă telefoanele moderne, s-a găsit utilizarea de zi cu zi:

  • în sistemele electronice de aprindere ale motoarelor cu ardere internă;
  • în unități de disc;
  • Motoare de răcire pentru computer;
  • în instrumente electrice de măsură pentru a implementa măsurarea curentului fără contact;
  • în motoarele cu reacție ionică.

De ce este nevoie la telefon?

În urmă cu câțiva ani, un magnetometru cu o duzină de capabilități putea fi găsit doar în smartphone-urile emblematice. Acum, este instalat în aproape orice telefon. Un smartphone echipat cu un magnetometru (funcționând pe principiul unui senzor Hall) a făcut posibilă măsurarea inducției electromagnetice a diferitelor dispozitive, controlul unor funcții ale telefonului fără contact (de exemplu, derularea fotografiilor folosind gesturi, fără contact fizic), etc. .

Deși magnetometrul este instalat în multe dispozitive mobile, nu toate funcțiile sale sunt implementate pe deplin.

Acest lucru se face din motive tehnice (de exemplu, nu există suficient spațiu în designul telefonului sau pentru a reduce consumul de energie) și financiare (în modelele bugetare). Dacă eliminăm toate funcțiile suplimentare, sarcina senzorului menționat se reduce la două funcții principale:

  1. Busolă digitală. Folosit de programele de navigație pentru a accelera poziționarea și pentru a determina mai precis direcția de mișcare. Folosind un senzor, căutarea GPS este mai rapidă.
  2. Interacțiunea cu accesoriile. Prin achiziționarea unei carcase magnetice pentru un smartphone, senzorul va permite smartphone-ului să pornească și să oprească afișajul în funcție de distanța/apropierea magnetului de pe accesoriu.

Efectul „display off” poate fi observat atunci când capacul este închis la telefoanele pliabile.

Interacțiunea dintre senzor și carcasa magnetică

Interacțiunea este implementată într-un mod simplu: când deschideți carcasa, magnetul situat în clapă se îndepărtează de afișaj. Conductorul cu câmpul magnetic se rupe, tensiunea Hall scade și circuitul de comutare a afișajului pornește. După aceasta, afișajul va fi deblocat.

După cum probabil ați ghicit, atunci când închideți carcasa se întâmplă opusul și ecranul este blocat.


Unele carcase au ferestre pentru a afișa informații atunci când capacul este închis. Afișarea informațiilor și blocarea ecranului urmează același principiu. Senzorul Hall detectează poziția smartphone-ului și „decide” dacă blochează afișajul telefonului sau îl lasă aprins.


Dacă ești îngrijorat că magnetul de pe clapă îți va deteriora smartphone-ul, ia greutatea de pe umăr. Magnetul nu dăunează smartphone-ului! Pentru a vedea asta, urmăriți videoclipul.