Модерният смартфон е сложно високотехнологично изчислително устройство, което е по-мощно от хилядите бордови компютри, изстреляли Apollos на Луната преди половин век. Сензорите на борда на флагманските мобилни телефони също са инсталирани почти повече, отколкото на борда на същия този Apollo. Всеки от тях неусетно, но съвестно си върши работата. Какво правят всички тези сензори за смартфони и как работят – прочетете за повече подробности.
Сензорът за осветление в смартфона се намира на предния панел, обикновено близо до високоговорителя (има изключения). Структурно това е полупроводников сензор, чувствителен към фотонния поток. В зависимост от интензитета си, сензорът контролира подсветката на дисплея, за да изразходва по-ефективно заряда на батерията. Може да изпълнява и спомагателна функция за други задачи, като работи със сензор за близост.
Сензор за близост
Това е оптичен или ултразвуков сензор, който определя дали има обекти пред екрана. Изпраща много слаб светлинен или звуков импулс и ако се отрази, регистрира отразения сигнал. Поради това екранът се заключва автоматично в режим на разговор или когато смартфонът е обърнат с главата надолу. Традиционно сензорът за близост е калибриран по такъв начин, че регистрира само 2 състояния: „чужд обект по-близо от N (обикновено 5) сантиметра“ и „чужд обект по-далеч от N cm“.
Акселерометър
Този сензор за смартфон се намира на платката и представлява миниатюрно електромеханично устройство, което регистрира и най-малките движения. Отговорностите на този сензор включват превключване на ориентацията на екрана на смартфона при накланяне, управление на игри, регистриране на специални жестове за управление (като разклащане или потупване по тялото) и измерване на стъпки (чрез броене на ритмични вибрации при ходене).
Конвенционален двуосен акселерометър в смартфон
Има двуосни и триосни акселерометри. Характеристика на акселерометъра е, че в покой - една от осите винаги ще показва стойност в района на 9-10 m / s 2 (в триосен триизмерен акселерометър). Това се дължи на факта, че гравитацията на Земята е средно 9,8 m/s 2 .
Жироскоп
Жироскопът отговаря за определянето на движението и ориентацията на смартфона в пространството. Той също така структурно представлява MEMS (микроелектромеханична схема), разположена на системната платка. Неговите области на приложение се припокриват с тези на акселерометъра. Основните разлики са, че жироскопът има значително по-голяма точност и измерва движението не в m/s 2, а в радиани или градуси в секунда. Благодарение на това може да се използва за проследяване на въртенето на главата в VR слушалки, както и за по-точно прилагане на управление с жестове.
MEMS жироскоп под микроскоп
Магнитометър и сензор на Хол
Магнитометърът измерва величината магнитно полеоколния свят. Той също така прави измервания в 3D пространство (по трите оси на декартови координати - X, Y и Z). Основната функция на магнитометъра е да определя по-точно позицията по време на навигация. В този режим на използване той функционира като цифров компас. Поради факта, че една от осите, която се намира в равнината със северния полюс на Земята, регистрира постоянно повишен фон. Магнитометърът помага да се определи по-точно в каква посока спрямо север се движи смартфонът.
Магнитометър за смартфон
Често магнитометърът се нарича сензор на Хол, но това не са съвсем идентични понятия. Написахме повече за сензора на Хол в друга статия. Разликите са, че първият е по-универсален и чувствителен. Магнитометърът може да измерва магнитното лъчение, като регистрира само неговото наличие/отсъствие и намаляване/усилване. В съвременните смартфони обикновено не се инсталира отделен сензор на Хол, тъй като универсалният магнитометър напълно покрива неговата функционалност.
Една от алтернативните функции на магнитометъра е да търси кабели в стените. Проводник под напрежение генерира слаб електромагнитно излъчване, а чувствителността на сензора е единици микротесла. Ако карате смартфона си по стената, тогава на мястото, където е положен кабелът, магнитният фон ще се увеличи.
сензор за гравитация
Измерва силата на гравитацията на нашата планета в триизмерното пространство. В покой (когато смартфонът е на масата) неговите показания трябва да съвпадат с акселерометъра: по една от осите гравитационната сила ще бъде близо до 9,8 m/s 2 . Сам по себе си този сензор обикновено не се използва, но помага в работата на други. В режим на навигация той определя накъде е земната повърхност, за да определи бързо правилната позиция на смартфона. Когато се използва във VR, благодарение на сензора за гравитация се извършва правилното позициониране на картината.
Сензор за линейно ускорение в смартфон
Принципът на действие е почти идентичен с акселерометъра, единствената разлика е в инерцията. Тоест, показанията на този сензор не зависят от никакви глобални външни фактори (като гравитацията). Единственото, което регистрира, е скоростта на смартфона в пространството спрямо предишната му позиция.
Сензорът за линейно ускорение не може да определи позицията на устройството в пространството (няма препратка към външни ориентири), но това не е необходимо (датчикът за гравитация и акселерометърът се справят отлично с тази задача). Липсата на позоваване на външни ориентири ви позволява да завъртате обекти на дисплея без позоваване на тези ориентири, например в игри. Също така този сензор, заедно с други, повишава общата точност на определяне на движенията.
Сензор за въртене
Той определя посоката и честотата на въртене на смартфона спрямо една от осите на триизмерното пространство. Подобно на сензора за ускорение, той е независим и не е обвързан с външни ориентири. Често се изпълнява като част от единичен модул със сензор за линейно ускорение. Отделно, като правило, не се активира, но ви позволява да регулирате работата на други сензори, за да подобрите точността. Помага и при управление с жестове, например завъртането на смартфона в ръката активира камерата.
MEMS жироскоп в разрез
Температурни сензори
Модерният смартфон е изобилно пълен с цифрови термометри. Структурно те са термодвойка: резистор с два проводника, съпротивлението между които варира в зависимост от температурата. Тъй като е относително примитивен, той дори може да се извърши вътре в полупроводников чип.
Всеки смартфон има сензор за температура на батерията. При прегряване изключва зареждането или намалява изходящия ток, за да предотврати кипенето на електролита, което причинява пожар или експлозия. Термометрите в SoC също са често срещани (в количества от няколко броя до дузина или повече). Те измерват температурите на процесорните ядра, графичния ускорител, различни контролери. Понякога има сензори за температура на околната среда, но те не са много разпространени. Причината за това е ниската точност, тъй като топлината от вътрешността на устройството и ръцете на потребителя изкривява показанията.
Сензор за налягане (барометър) в смартфон
Барометърът в смартфон измерва атмосферното налягане (в mmHg, бар или паскал). Тя ви позволява по-правилно да определите местоположението и височината над морското равнище, тъй като налягането намалява с издигането. Може да се използва и като алтиметър за измерване на височина над морското равнище, но точността оставя много да се желае, тъй като барометричното налягане се променя с времето. Още по-малко търсена е функцията за коригиране на прогнозата за времето в метеорологичните програми и джаджи.
Хигрометър
Хигрометърът измерва влажността на въздуха. Основната му цел е очевидна, но този сензор не е популярен. На теория може да се използва за коригиране на данните за прогнозата за времето. Познавайки показанията, можете също да контролирате вътрешния климат, като включите овлажнител или изсушител. Единствения известни смартфонис влагомер - вече стар Самсунг Галакси S4.
Пулсомер или сензор за пулс в смартфони
Пулсомерът може да измерва честотата и ритъма на сърдечните контракции. В процеса на спортуване ви позволява да наблюдавате работата на сърцето и да регулирате натоварването, за да увеличите ефективността на тренировките. Недостатъкът на монитора за пулс е необходимостта от плътен контакт на смартфона с част от тялото, в която кръвоносните съдове са близо до повърхността (например пръсти), за да се уловят и най-малките пулсации. Поради това не е придобил популярност в смартфоните, но се намира навсякъде в смарт часовниците и фитнес тракерите.
пулсомер
Ще харесате още:
Въпреки компактния си размер, модерен смартфон съдържа мощни елементи, включително камера с лещи и автофокус, процесор, капацитивна батерия и всички видове сензори, които ви позволяват да използвате притурката повече от просто набиране. Нека да разгледаме по-подробно за какво са тези сензори и как работят.
Светлинен сензор за смартфон
Това е един от най-незаменимите сензори. Това е полупроводников сензор, разположен до разговорен говорител. Основната му функция е да пести енергия от батерията. Той улавя потока от фотони и регулира яркостта на подсветката на екрана. Най-често работи в тандем със сензор за близост.
Сензор за близост
Това е сензор, който се намира до сензора за светлина и изключва екрана. Той изпраща сигнал към обекта, ако той се отрази, тогава сензорът реагира, като изключва екрана. Например, това се случва, когато доближите смартфона до ухото си.
Акселерометър (G-сензор)
_1.jpg)
Този сензор е механично устройство, което улавя всички движения на смартфона. Неговата задача е да превключва екрана, когато устройството е наклонено, да коригира жестове, да участва в управлението на игри и да брои стъпки. Предлага се с 2 и 3 оси. В последния случай, в покой, една от осите ще покаже 9-10 m/s2. Например, акселерометърът не реагира на неподвижен телефон, така че точността е намалена в игрите. Почти винаги работи в тандем с жироскоп.
жироскоп на телефона
Тази електромеханична схема определя позицията на смартфона в пространството, отчита неговата неподвижност. Той е много точен, грешката е не повече от 1-2 °. Заедно с акселерометъра се използва в приложения за игри, когато се контролират жестове.
Магнитометър в телефона
Определя магнитното поле на земята, измерва позицията в 3-измерното пространство. Главна функциятози сензор - за най-точно определяне на местоположението при липса на GPS сигнал. С други думи, това е цифров компас, който информира в каква посока спрямо север се движи смартфонът. С негова помощ и специално приложениеможете да търсите кабели в стените.
Това бяха най-модерните сензори, открити дори в бюджетни смартфони. По-скъпите джаджи може да имат допълнителни сензори.
Барометър (сензор за налягане)
Заедно с магнитометър помага на смартфона бързо да определи местоположението си и да улови GPS сигнал. Пряка цел - да покаже атмосферното налягане и височината над морското равнище. Колкото по-високо отивате, толкова по-малко е напрежението. Показанията се влияят от атмосферното налягане, така че показанията може да не са точни.
Температурни сензори
Един добър смартфон е пълен с цифрови термометри. Конструктивно това са резистори с два проводника, в зависимост от температурата съпротивлението между проводниците се променя. Така разбираме температурата на батерията, процесора и различните контролери. Той е този, който изключва зареждането, така че електролитът на батерията да не кипи. Много редки сензори за околната среда. Те не са се доказали, защото вътрешната температура в смартфона и температурата от ръцете изкривяват данните.
Хигрометър
Измерва влажността на въздуха, не е особено разпространено, последно е използвано в Galaxy S4. Фокусирайки се върху неговите показания, можете да включите устройството за овлажняване или изсушаване на въздуха в стаята.
пулсомер
Това е сензор за измерване сърдечна контракция(пулс). С негова помощ се регулира натоварването по време на тренировка. С този сензор смартфонът трябва да приляга плътно към кръвоносните съдове. Предварително инсталиран в Galaxy S5, S7 (S7 Edge). Най-често се използва в тракери и смарт часовници.
Скенер за пръстови отпечатъци
Този сензор набира все по-голяма популярност. Мигновено отключва устройството без въвеждане на парола и сигурно защитава данните на устройството. Днес дори малко известни производители на смартфони се опитват да оборудват децата си с тях. IPhone 5S беше първият сред смартфоните, който го получи.
Скенер за ретината
През 2016 г. скандалният Samsung Галакси ноут 7 беше оборудван с този сензор. По скорост не отстъпва на скенер за пръстови отпечатъци. IR лъчът сканира преливащата се ретина на окото, фиксира я и я кодира в алгоритъм, с който впоследствие се сравнява. Трябва да се отбележи, че работи дори на тъмно, идентифицира се чрез прозрачни очила и лещи.
Модерният първокласен смартфон има поне 12 сензора, сред лидерите са iPhone, Samsung Galaxy, HTC. Колко сензора има на вашия смартфон?
Windows 10 следи всеки потребител - всички негови заявки и местоположение, смартфоните дори не се обсъждат - те показват маршрута на собственика и височината (етаж), на който се намира и знае геоданни и вашите заявки - и може да записва гласа ви без вашите знания, правете вашите снимки и изпращайте на трети страни вашите пръстови отпечатъци и сканирани ретини
Въпреки скромните си размери, съвременните смартфони са много сложни устройства с мощни многоядрени процесори, камери с автофокус и оптична стабилизация, екрани с висока разделителна способност и високи стойности на ppi. Освен това всеки смартфон е оборудван с различни сензори, които правят използването на устройството по-удобно или, особено в джаджи от най-висок клас, разширяват възможностите им. В нашия материал днес ще говорим за сензори, кои от тях могат да бъдат намерени в съвременните джаджи, както и как и защо се използват.
Първият сензор, който се използва широко в смартфоните, е акселерометър, което също често се наричаше G-сензор. Както подсказва името му, този сензор се използва за измерване на ускорението на устройството по три оси. Очевидно има ускорение само когато устройството се движи или върти в пространството, така че акселерометърът не може да определи позицията на неподвижен смартфон. А това означава, че неговата точност, например в игрите, ще бъде относително ниска.
За да се изравни този недостатък на акселерометъра, заедно с него в огромното мнозинство модерни устройства, включително най-бюджетните, се използва жироскоп. За разлика от акселерометъра, жироскопът може да определи позицията в пространството (ъгъла на наклон по три оси) дори на неподвижно устройство. Грешката на калибриран жироскоп в съвременните смартфони, като правило, не надвишава 1-2 градуса. Жироскопът и акселерометърът се използват широко в много мобилни игриза управление, както и в други приложения - с разнообразни задачи.
Следващият сензор, който също може да се намери в почти всеки смартфон - магнитометър. Този сензор реагира на магнитното поле на Земята и по този начин ви позволява да определите кардиналните точки. Това от своя страна, заедно с данни за клетъчни кули и горещи точки WiFi достъпв пряка видимост, използва се при навигация при липса на GPS сигнал. Магнитометърът е чувствителен сензор и следователно със смартфон с него можете например да търсите кабели в стената, ако е зазидана плитко - просто изтеглете приложение, което ще чете показанията на сензора.
Почти всеки модерен смартфон също не може без сензор за близост. Сензорът представлява инфрачервен излъчвател с приемник, скрит под предното стъкло на устройството. Той може да открие наличието на предмет пред себе си на разстояние около пет сантиметра. Благодарение на този сензор е достатъчно да доближите смартфона до ухото си по време на разговор - и дисплеят ще се изключи автоматично (както и ще се включи, ако извадите устройството); не е необходимо да използвате бутона за захранване за това. Заслужава да се спомене, че в някои топ смартфони Samsung използва усъвършенстван сензор за близост, който изпълнява функциите сензор за жестове, който реагира на различни движения на ръката над него.
Много смартфони, с изключение на бюджетните модели, са оборудвани с светлинни сензори. Основната цел на този сензор е да определя нивото на околната светлина и да регулира яркостта на подсветката на дисплея в съответствие с нея.
Този списък с общи сензори може да се счита за пълен. Както можете да видите, повечето смартфони имат поне пет полезни сензора, но в по-модерните джаджи можете да намерите много други сензори. Един от тях - барометър. Въпреки че за първи път се появи в Смартфон Samsung Galaxy Note преди няколко години, досега може да се намери само в някои устройства от средния и горния сегмент. Подобно на магнитометър, барометърът помага на устройството бързо да се ориентира в терена и да улови сигнала на GPS сателитите. Разбира се, като изтеглите един от многото безплатни приложения, можете да използвате барометър по предназначение - да разберете атмосферното налягане в паскали или милиметри живак. Възможно е също да използвате барометър като висотомерИнструмент, който измерва надморска височина. Вярно е, че точността на неговите показания в този случай е значително повлияна от колебанията в атмосферното налягане, но това се регулира чрез въвеждане на текущи данни за времето и контролна точка за надморска височина за определена област.
В смартфона Samsung Galaxy S4 се появи за първи път термометър. Използването на този сензор е повече от очевидно: с помощта на предварително инсталираното приложение S Health (все пак можете да изтеглите едно от програми на трети страниот Google Play) потребителят може да отчете температурата на околната среда. Същото може да се каже и за сензора за влажност - влагомер, който също дебютира със Samsung Galaxy S4 и може да се използва с приложението S Health.
Сензор на Хол се използва за управление на Smart Covers, които автоматично включват екрана на устройството при отваряне. Като магнитометър Сензор на Холреагира на магнитно поле, но за разлика от първия има по-прост принцип на действие: не определя силата на магнитното поле по няколко оси, а просто реагира на неговото усилване, причинено от приближаването на постоянен магнит, скрит в капака.
Съвременните джаджи отдавна са се научили да изпълняват функциите на крачкомер, но обикновено за това се използва акселерометър. Едно от малкото устройства с крачкомерпод формата на отделен сензор се превърна смартфонът LG Nexus 5. Засега такъв сензор е любопитство, но вероятно скоро ще се използва и в други устройства.
Друг рядък сензор - пулсомер. На този моментотделен сензор за пулс може да се намери само в смартфоните Samsung Galaxy S5 и Samsung Galaxy S5 Active (без да се брои умен часовниксъщата фирма под Android управлениеи Tizen).
Малко по-често срещан сензор - Скенер за пръстови отпечатъци, което ви позволява бързо да отключите вашето устройство, без да се налага да въвеждате парола. Към днешна дата този сензор е бил използван в Apple iPhone 5S, Samsung Galaxy S5, HTC One Max и няколко други по-рядко срещани модела смартфони. Въпреки това, първото устройство, iPhone 5S, с право се счита за еталон за неговото внедряване досега.
На това, може би, може да бъде завършен дълъг списък от сензори, но в крайна сметка все пак оставихме напълно необичаен сензор за смартфон - дозиметър. Известно е със сигурност, че пуснатият в Япония Pantone 5 107SH е оборудван с него - вероятно след скандалната авария в атомна електроцентрала в Страната на изгряващото слънце те започнаха внимателно да следят радиационната обстановка наоколо.
Като малък извод повтаряме: почти всяка повече или по-малко модерна джаджа е оборудвана с поне пет различни сензора. Абсолютен шампион по техния брой може да се нарече Samsung Galaxy S5, който според нашите изчисления има цели 12 сензора. И колко сензора преброихте в смартфона си?
Атмосферното налягане е фактор, който пряко влияе върху здравето ни. Да знаете и контролирате налягането във всеки един момент най-вероятно не е полезно за всеки потребител. Но някои хора се нуждаят от проследяване на кръвното налягане. За такива потребители е разработено приложение със същото име за измервателното устройство - Барометър за Android. Това приложение е идеално за атмосферни изследвания от млади учени. Един обикновен лаик ще се нуждае от подобна програма на смартфон. Програмата може да бъде изтеглена безплатно от нашия уебсайт.
Основни характеристики на програмата
Въпреки простотата на оригиналното устройство, барометърът в телефона има значителен набор от функции:
- Може да се използва като джаджа. Информацията се показва на работния плот на вашия смартфон. Стойността на налягането винаги е пред очите ви.
- Показва атмосферното налягане в основните световни единици (mbar, mmHg, inHg).
- Ярък дизайн. Потребителят може да избира цветове работен панели показване на стойности, както и промяна на прозрачността.
- Поддържа статистика за различни времеви интервали.
- Статистическите данни, натрупани за определен период, се показват като графики в отделен прозорец. Графиките са посочени в часовата скала и в дневната скала.
- Коригираща функция на сензора за физическа величина.
- Потребителят може да настрои автоматично запитване на индикатори на физическа величина, за да пести енергия от батерията.
- Барометърът е съвместим с почти всички известни видове операционни системи.
- Програмата е изцяло на руски език.
- Удобен и прост интерфейс.
Стартиране и приложение
След първото стартиране мащабът на указателното устройство (подобно на оригинално устройство). Тази скала може да се променя. За да работите, не е необходимо да извършвате никакви действия, трябва само да стартирате приложението и то автоматично ще изчисли атмосферното налягане. Интересен факт е, че всеки 12 метра височина намалява стойността с 1 милиметър живачен стълб. Стартирайте приложението на последния етаж на небостъргач и ще видите как стойността се е променила значително. Физиката ни заобикаля в ежедневието.
Предимства на джобния барометър
Измервателното устройство има редица предимства:
- приложението не заема много място в паметта на смартфона и не изисква висока консумация на енергия от батерията;
- прост интерфейс и настройки допринасят за бърза ориентация;
- Помощната програма е свободно достъпна за всички потребители. Можете да изтеглите барометъра от официалните магазини за приложения (playmarket, Apstore) или други интернет ресурси на трети страни. Но проверете източника на изтегляне, преди да започнете да изтегляте. Инсталационният файл може да крие зловреден софтуер;
- напълно безплатна услуга.
В резултат на това потребителите могат да задоволят своя интерес и жажда за знания, като инсталират барометър на своя смартфон. Млади откриватели ще се опитат да проведат първите научни изследвания.
Използвали ли сте приложението? Уведомете ме дали ви е харесало в коментарите по-долу.
Зареждане...