"Задача человека сейчас - быть более интересным для другого, чем его смартфон". - Ален де Боттон
Прежде чем погрузиться в тему, я постараюсь немного рассказать о сенсоре и его работе. Поскольку мое понимание сенсоров ограничено, я предлагаю вам провести собственное исследование, чтобы получить более глубокое понимание.
Что такое датчик и как он работает?
Датчики - это устройства, которые обнаруживают или измеряют изменения физических величин, элементов или энергий, присутствующих в атмосфере, и превращают их в сигналы, доступные для восприятия человеком. Их также называют преобразователями.
Методология работы
На приведенной выше схеме показано, как первый датчик обнаруживает любые изменения/колебания каких-либо величин, таких как температура, давление, скорость, и посылает их в виде электрических сигналов на устройство сбора данных (DAQ) [которое преобразует аналоговые сигналы в цифровые]. Наконец, устройство DAQ передает выходные данные в приложение, которое использует эту информацию.
В идеале, у вас уже есть представление о том, что такое датчики и как они работают. Сейчас мы рассмотрим, какими датчиками оснащены наши мобильные телефоны и как они помогают нам изо дня в день.
1. Датчик приближения
Датчик приближения находится в верхней части телефона, рядом с наушником [обычным динамиком]. В нормальном режиме работы он обнаруживает любой объект, с которым соприкасается, на своем радаре. Во время разговора этот датчик автоматически отключает экран для предотвращения случайных прикосновений и уменьшает расход батареи.
2. Датчик внешней освещенности
Датчик окружающего света определяет подсветку экрана мобильного устройства [LCD, AMOLED, OLED] и управляет яркостью устройства в зависимости от окружающего освещения в окружающем пространстве, а также приложений, управляющих телефоном. Во время автоматической настройки яркости вы можете неосознанно использовать этот датчик.
3. Магнитометр
Магнитометрический датчик используется для определения или оценки направлений с помощью смартфона. Изменяя напряжение на выходе смартфона, он работает как цифровой компас, чтобы держать его на одном уровне с магнитным севером Земли. Когда мы используем навигационные приложения, такие как Google Maps, Apple Maps или любые другие приложения, основанные на определении местоположения, эти датчики срабатывают для прогнозирования правильного направления. Кроме того, эти датчики работают как металлоискатели для обнаружения металлов.
4. Датчик отпечатков пальцев
Биометрический датчик облегчает разблокировку устройства. Сегодня каждый смартфон оснащен датчиком отпечатков пальцев (задним, боковым или в экране/в дисплее), который сканирует наши отпечатки пальцев и сохраняет их, преобразуя в двоичный код для последующей аутентификации устройства. Разве это не прекрасно? Очевидно, что это значительно облегчает нашу работу, поскольку нам не нужно запоминать пин-код или шаблон и нет опасений что наши друзья разблокируют устройство. Таким образом, эта технология обеспечивает лучшую безопасность.
5. Акселерометр
Акселерометр - это датчик, который используется для поддержания ориентации пользовательского интерфейса устройства на основе механизма, основанного на движении оси. Мы можем автоматически поворачивать экран устройства с помощью этого датчика, выбрав режим автоповорота в настройках устройства. Во время гоночных игр или приложений, в которых необходимо вычислять скорость движущегося объекта, этот датчик будет полезен. Кроме того, производители телефонов, такие как Motorola, использовали этот датчик для настройки некоторых жестов, таких как переключение песен, создание скриншотов и включение вспышки.
6. Гироскоп
Датчик гироскопа обеспечивает контроль наклона и ориентации смартфона на 360 градусов. Повышается уровень точности навигации. Особенно в гоночных играх и даже в PUBG, вы можете наклонять устройство во всех направлениях. Датчики удерживают начало оси на одном уровне при каждом из трех поворотов, поэтому ваш экран будет оставаться выровненным в любом положении, в котором бы вы ни находились. Гироскопические датчики играют важную роль в приложениях дополненной и виртуальной реальности.
7. Барометр
Барометр – это прибор для измерения атмосферного давления – силы, с которой воздушная масса давит на поверхность земли. Наблюдение за изменением его показателей и правильное понимание значений позволяет предугадывать:
- Как уже сказано, грядущее изменение погоды.
- Снижение атмосферного давления обычно происходит перед дождями и снегопадами, повышение – перед установлением ясных, солнечных дней.
- Возможное ухудшение самочувствия у метеочувствительных людей.
- Скорую смену направления ветра (полезно для туристов, любителей запускать дроны, спортсменов-парапланеристов, парашютистов, серферов и т. д).
- Изменения в поведении рыб и животных (пригодится охотникам и рыболовам).
Применительно к мобильному телефону функции барометра полезны для:
- Определения точного положения аппарата в пространстве. Дает возможность узнать не только широту и долготу, но и высоту над уровнем моря.
- Это может пригодиться при фотографировании (некоторые приложения наносят координаты телефона на снимки) и в навигации – составлении маршрутов с учетом рельефа местности.
- Управления опциями устройства в зависимости от силы нажатия на экран (например, изменением толщины штриха при рисовании).
При желании барометру в телефоне можно найти еще массу применений, например, определять с его помощью высоту объектов. Но это уже на любителя.
8. Датчик шагомера
Шагомеры используются в качестве счетчиков шагов и датчиков шагов. Они оснащают устройство акселерометром, который подсчитывает количество шагов, сделанных вами во время ношения устройства. Даже если вы держите его в кармане, датчик будет выполнять свою работу. Тренеры по физкультуре и члены спортзалов оценят это устройство, поскольку больше не нужно носить с собой внешние устройства или ленты. Несколько приложений могут задействовать этот датчик, если он есть в вашем смартфоне.
9. Датчик сердечного ритма
С помощью датчика пульса можно измерить частоту сердечных сокращений с помощью оптического светодиодного источника света и датчика, который измеряет свет. Оптический луч светит через вашу кожу, а отраженный свет измеряется датчиком. Отражение света в коже меняется в зависимости от того, сколько крови протекает через нее. Эти изменения в отражении света интерпретируются как удары сердца.
10. Датчик температуры
Существует несколько дополнительных датчиков, таких как датчик температуры [используется для измерения температуры воздуха],
Существует две основные разновидности:
- для определения внутренних температурных показателей;
- для вычисления значений, связанных с окружающей средой.
Первый является более распространенным, присутствует в каждой современной модели, выполняет защитную функцию, предупреждая пользователя о сильном перегреве мобильного приспособления в процессе эксплуатации.
Данный сенсор может иметь непосредственную связь со встроенными утилитами, которые выводят на экран информацию о температуре аккумулятора, процессора, графического адаптера. Если же такие приложения не интегрированы в Android, то их можно запросто скачать в официальном магазине Google Play.
Что касается сенсора, который измеряет атмосферное показатели, то подобных моделей очень мало. Дело в том, что смартфоны в процессе использования часто греются, это приводит к проблеме размещения датчика. Где встроить датчик температуры? Можно попробовать расположить его на торце телефона, но торец, как правило, выполнен из металла и выполняет роль радиатора, отводя тепло от чипсета и распространяя его равномерно по корпусу. К примеру в прошлых смартфонах S4 и Note 3 корпус был выполнен из пластика, поэтому там эта проблема не была такой очевидной.
Других вариантов расположить датчик температуры нет. Владельцам S4 и Note 3 Samsung рекомендовал использовать датчик температуры только в том случае, если телефон долго находился в состоянии покоя и его корпус достаточно холодный. В противном случае качество работы такого датчика может быть неудовлетворительным.
Неоднозначная работа датчика в Galaxy Note 3 привела к тому, что одни пользователи утверждают, что датчик достаточно точно показывает окружающую температуру, другие, напротив, считают его неточным. И именно из-за этих проблем со множеством условий, влияющих на работу датчика, Samsung решила избавиться от него в новых поколениях устройств.
Однако выход из ситуации есть. Компании с помощью расчетов в реальном времени могут определять разницу между температурой процессора и температурой, которую выдает датчик на корпусе устройства. С помощью хитрых вычислений можно получить достаточно точные показатели температуры окружающего воздуха.
Другие датчики
Инфракрасный датчик[используется для управления другими устройствами], датчик влажности [определяет количество водяного пара в атмосфере], датчик Soli [используется в Pixel 4 для обнаружения движения телефона и улучшения функции разблокировки по лицу], датчик Lidar [используется в iPhone 12, подобно радару использует лазер для определения глубины и расстояния], NFC [датчик связи ближнего действия используется для передачи данных между устройствами в радиусе 10 см], конечно, наша камера также имеет множество датчиков, но это заслуживает отдельной статьи.
Спасибо что читаете. Хотите больше технологических новостей, обзоров и руководств от канала TechoМир? Тогда подписывайтесь и приглашайте друзей). Я буду публиковать три новые публикации каждый день, поэтому обязательно следите, чтобы всегда быть в курсе событий!