Miksi tarvitset etäisyysanturin puhelimeesi? Mikä on G-Sensor ja miksi sitä tarvitaan mobiililaitteissa?

Nykyaikaista älypuhelinta ei voi enää kutsua pelkästään tietokoneeksi, sillä se pystyy paljon enemmän kuin paikallaan oleva esi-isänsä: se voi mitata lämpötilaa, kertoa korkeuden merenpinnan yläpuolella ja määrittää ilmankosteuden ja jos yhtäkkiä unohdat suuntautumisen avaruudessa tai menettää painovoiman, se korjaa kaiken. Ja he auttavat häntä tässä, kuten luultavasti jo arvasit, antureissa eli antureissa. Tänään opimme tuntemaan heidät paremmin ja samalla tarkistamme, olemmeko todella maan päällä. 😉

Kaikenlaisia antureita tarvitaan!

Luokkaa käytetään Android-laitteissa saatavilla olevien laitteistoanturien kanssa työskentelyyn SensorManager, johon linkki löytyy vakiomenetelmällä getSystemService:

SensorManager sensorManager = (SensorManager)getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);

Jotta voit aloittaa anturin kanssa työskentelemisen, sinun on määritettävä sen tyyppi. Kätevin tapa tehdä tämä on käyttää luokkaa Sensori, koska se määrittää jo kaiken tyyppiset anturit vakioiden muodossa. Katsotaanpa niitä tarkemmin:

Sensor.TYPE_ACCELEROMETER- kolmiakselinen kiihtyvyysanturi, joka palauttaa kiihtyvyyden kolmea akselia pitkin (metreinä sekunnissa neliö). Siihen liittyvä koordinaattijärjestelmä on esitetty kuvassa. 1.
Anturi.TYPE_LIGHT- Valotunnistin, joka palauttaa arvon lukseina ja jota käytetään tyypillisesti näytön kirkkauden dynaamiseen muuttamiseen. Myös mukavuuden vuoksi valaistusaste voidaan saada ominaisuuksien muodossa - "tumma", "pilvinen", "aurinkoinen" (palaamme tähän myöhemmin).
Anturi.TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE- lämpömittari, palauttaa ympäristön lämpötilan Celsius-asteina.
Anturi.TYPE_PROXIMITY- läheisyysanturi, joka ilmoittaa laitteen ja käyttäjän välisen etäisyyden (senttiä). Kun näyttö pimenee keskustelun aikana, tämä anturi laukeaa. Joissakin laitteissa palautetaan vain kaksi arvoa: "far" ja "close".
Anturi.TYPE_GYROSCOPE- kolmiakselinen gyroskooppi, joka palauttaa laitteen pyörimisnopeuden kolmea akselia pitkin (radiaaneja sekunnissa).
Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD- magnetometri, joka määrittää magneettikentän lukemat mikrotesloina (µT) kolmella akselilla (saatavana älypuhelimissa, joissa on laitteistokompassi).
Anturi.TYPE_PRESSURE- ilmanpaineanturi (yksinkertaisesti sanottuna - barometri), joka palauttaa nykyisen ilmanpaineen millibaareina (mbar). Jos muistat vähän fysiikkaa, voit tämän anturin arvon avulla laskea korkeuden helposti (ja jos et todellakaan halua muistaa, voit käyttää valmista menetelmää getAltitude kohteesta SensorManager).
Sensor.TYPE_RELATIVE_HUMIDITY- suhteellinen kosteusanturi prosentteina. Muuten, suhteellinen kosteus- ja paineanturien yhdistetty käyttö mahdollistaa sään ennustamisen - tietysti, jos menet ulos. 😉
Anturi.TYPE_STEP_COUNTER(API 19:llä) - askellaskuri siitä hetkestä lähtien, kun laite käynnistetään (palautuu nollaan vasta uudelleenkäynnistyksen jälkeen).
Anturi.TYPE_MOTION_DETECT(API 24:llä) - älypuhelimen liiketunnistin. Jos laite on liikkeessä viidestä kymmeneen sekuntia, se palauttaa yhden (ilmeisesti laitteiston "varkaudenesto"-toiminnon perusta).
Sensori.TYPE_HEART_BEAT(API 24:llä) - syketunnistin.
Sensori.TYPE_HEART_RATE(API 20:lla) - anturi, joka palauttaa pulssin (lyöntiä minuutissa). Tämä anturi on huomionarvoinen, koska se vaatii nimenomaisen luvan android.permission.BODY_SENSORS manifestissa.

Listatut anturit ovat laitteisto ja toimivat toisistaan riippumatta, usein ilman suodatusta tai arvojen normalisointia. "Kehittäjien elämän helpottamiseksi", Google on ottanut käyttöön useita ns virtuaalinen anturit, jotka tarjoavat yksinkertaisempia ja tarkempia tuloksia.

Esimerkiksi anturi Sensor.TYPE_GRAVITY siirtää kiihtyvyysmittarin lukemat alipäästösuodattimen läpi ja palauttaa nykyisen painovoiman suunnan ja suuruuden kolmea akselia pitkin, ja Anturi.TYPE_LINEAR_ACCELERATION käyttää jo korkeataajuista suodatinta ja saa kiihtyvyysosoittimia kolmella akselilla (painovoimaa ottamatta huomioon).

Kehitettäessä sovellusta, joka hyödyntää anturin lukemia, ei tarvitse ollenkaan juosta kadulla tai hypätä veteen korkealta kalliolta, koska Android SDK:n sisältämä emulaattori voi välittää sovellukselle mitä tahansa virheenkorjausarvoja (kuva 3). 2–3).

Etsitään antureita

Käytä menetelmää saadaksesi selville, mitä antureita älypuhelimessasi on getSensorList esine SensorManager:

Lista sensors = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);

Tuloksena oleva luettelo sisältää kaikki tuetut anturit: sekä laitteisto- että virtuaaliset (kuva 4). Lisäksi joillakin niistä on erilaisia itsenäisiä toteutuksia, jotka eroavat kulutetun tehon määrästä, latenssista, toiminta-alueesta ja tarkkuudesta.

Saadaksesi luettelon kaikista saatavilla olevista tietyn tyyppisistä antureista sinun on määritettävä vastaava vakio. Esimerkiksi koodi

Lista paineLista = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_PRESSURE);

palauttaa kaikki saatavilla olevat barometriset anturit. Lisäksi laitteistototeutukset ovat luettelon alussa ja virtuaaliset lopussa (sääntö koskee kaikentyyppisiä antureita).

Anturien oletustoteutuksen saamiseksi (sellaiset anturit sopivat hyvin standarditehtäviin ja ovat tasapainossa energiankulutuksen suhteen) käytetään menetelmää getDefaultSensor:

Sensor defPressureSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PRESSURE);

Jos tietylle anturityypille on laitteistototeutus, se palautetaan oletuksena. Kun haluttu vaihtoehto ei ole käytettävissä, virtuaalinen versio tulee peliin, mutta jos laitteessa ei valitettavasti ole mitään sopivaa, getDefaultSensor palaa tyhjä .

Kuinka valita henkilökohtaisesti anturien toteutus kriteerien mukaan, on kirjoitettu sivupalkissa, mutta jatkamme sujuvasti.

Lukemien ottaminen

Jotta voit vastaanottaa anturin luomia tapahtumia, sinun on rekisteröitävä käyttöliittymän toteutus SensorEventListener käyttäen samaa SensorManager. Se kuulostaa monimutkaiselta, mutta käytännössä se toteutetaan yhdellä rivillä:

Sensor defPressureSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PRESSURE); sensorManager.registerListener(työSensorEventListener, defPressureSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);

Täällä rekisteröimme aiemmin hankitun barometrin oletusarvoisesti menetelmällä rekisteröidy Kuuntelija, välittää anturin toisena parametrina ja tietojen päivitystiheyden kolmantena.

SensorManager-luokka määrittelee neljä staattista vakiota, jotka määrittävät päivitystiheyden:

SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST- suurin tietojen päivitystaajuus;
SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME- taajuus, jota käytetään tyypillisesti gyroskooppia tukevissa peleissä;
SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL- oletuspäivitysnopeus;
SensorManager.SENSOR_DELAY_UI- käyttöliittymän päivittämiseen sopiva taajuus.

On sanottava, että päivitystiheyttä määritettäessä sinun ei pitäisi odottaa, että sitä noudatetaan tiukasti. Kuten käytäntö osoittaa, anturin tiedot voivat saapua joko nopeammin tai hitaammin.

Ensimmäinen tutkimatta jäänyt parametri edustaa käyttöliittymän toteutusta SensorEventListener, josta lopulta saamme konkreettisia lukuja:

Yksityinen lopullinen SensorEventListener workingSensorEventListener = new SensorEventListener() ( public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int tarkkuus) ( ) public void onSensorChanged(SensorEvent-tapahtuma) ( // Hanki ilmakehän paine millibaareina; double paine =) tapahtuma.);

Menetelmässä onSensorChanged kohde on ohitettu SensorEvent, jossa kuvataan kaikki anturiin liittyvät tapahtumat: tapahtuma.anturi- linkki anturiin, tapahtuma.tarkkuus- anturin arvon tarkkuus (katso alla), event.timestamp- tapahtuman esiintymisaika nanosekunteina ja mikä tärkeintä, joukko arvoja tapahtuma.arvot. Paineanturissa vain yksi elementti lähetetään, kun taas esimerkiksi kiihtyvyysanturissa kullekin akselille on kolme elementtiä. Seuraavissa osioissa tarkastellaan esimerkkejä erilaisten antureiden kanssa työskentelystä.

Menetelmä onAccuracyChanged voit seurata lähetettyjen arvojen tarkkuuden muutoksia, jotka määritetään jollakin vakioista: SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_LOW- alhainen tarkkuus, SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_MEDIUM- keskimääräinen tarkkuus, kalibrointi mahdollista, SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH- korkea tarkkuus, SensorManager.SENSOR_STATUS_UNRELIABLE- tiedot ovat epäluotettavia, kalibrointi on tarpeen.

Kun sinun ei enää tarvitse työskennellä anturin kanssa, sinun tulee peruuttaa rekisteröinti:

SensorManager.unregisterListener(workingSensorEventListener);

Mittaamme paineen ja korkeuden

Olemme jo kirjoittaneet kaikki koodit paineanturin kanssa työskentelyä varten edellisessä osiossa saatuamme painemuuttujan ilmakehän paineen arvon millibaareina.

Jatko on vain tilaajien saatavilla

Vaihtoehto 1. Tilaa Hacker lukeaksesi kaiken sivuston materiaalin

Tilauksen avulla voit lukea KAIKKI maksulliset materiaalit sivustolla määritetyn ajan kuluessa. Hyväksymme maksut pankkikorteilla, sähköisellä rahalla ja siirrot matkapuhelinoperaattoritililtä.

Artikkelit ja Lifehacks

Monet mobiililaitteiden käyttäjät eivät vieläkään tiedä, miksi tiettyjä erikoistoimintoja tarvitaan.

Erityisesti joillakin heistä ei ole aavistustakaan, mikä G-Sensor on ja mihin sitä käytetään.

Ja tämä ei ole yllättävää, koska jatkuva innovaatio ja innovaatio voivat hämmentää jopa edistyneimmät suuren yleisön edustajat.

Siellä on samanniminen anturi, jonka kaikki autoilijat tietävät. Mutta miksi sitä tarvitaan mobiililaitteessa?

Joskus muutama päivä ei riitä ymmärtämään laitteen kaikkia toimintoja. Yritetään hieman helpottaa prosessia G-sensorilla varustetun puhelimen omistajalle kertomalla tästä anturista tarkemmin.

Mikä on G-Sensor

Kyseinen G-sensori, joka tunnetaan myös nimellä, on erikoislaite, joka ohjaa laitteen sijaintia avaruudessa.

Pohjimmiltaan se on liiketunnistin, joka voi mitata kiihtyvyyttä vertaamalla kolmea spatiaalista koordinaattia samanaikaisesti.

Jos selitämme, mikä G-Sensor on, toisin sanoen saamme erikoislaitteen, joka mittaa gravitaatiokiihtyvyyden ja absoluuttisen kiihtyvyyden projektioiden välistä eroa.

Anturin signaalitason lisäämiseksi käytetään erityisiä vahvistimia, joille on ominaista korkea lineaarisuus. Tämä tekee mittauksista tarkempia.

Jotkut laitteet on myös varustettu sisäänrakennetuilla järjestelmillä, jotka keräävät ja käsittelevät tietoa. Näin voit luoda täydellisen mittausohjelman, jossa on kaikki tarvittavat komponentit.

Miksi G-Sensoria tarvitaan mobiililaitteissa?

Tällaisissa laitteissa laitetta käytetään anturina spatiaalisen sijainnin määrittämiseen, askelmittarina ja myös näytön automaattiseen kääntämiseen.

Tämä tarkoittaa, että kun matkapuhelinta käännetään esimerkiksi kuvia otettaessa, kuva käännetään käyttäjälle sopivalla tavalla.

Reaktio iskuon on sama, mutta kun sitä ravistellaan musiikin toiston aikana, kappaleen pitäisi muuttua. Laitetta on kätevä käyttää askelmittarina.

On odotettavissa, että ajan myötä tällaisten antureiden käyttöalue laajenee jatkuvasti, koska niiden kanssa toimii laaja valikoima laitteita.

Tällä hetkellä tälle laitteelle on monia lisäohjelmia, joita voidaan käyttää kaikin mahdollisin tavoin. Lisäksi ne on helppo ladata, kuten edellä mainittiin.

Näin ollen G-Sensor on suunniteltu erityisesti siten, että jokainen voi tehdä mobiililaitteensa käytöstä mukavampaa.

Anturit ovat erilaisia laitteita, jotka koostuvat erilaisista mikroelektromekaanisista komponenteista, joiden avulla voit vastaanottaa ja lukea erilaisia lisätietoja. Tämän avulla voit tehdä gadgetin kanssa työskentelystä helpompaa ja lisätä siihen toimintoja.

Tietenkin on tunnettu tosiasia, että nykyaikaiset älypuhelimet ovat täynnä erilaisia antureita, mutta niiden käyttö ja määrä jää usein mysteeriksi, koska valmistajat antavat yleisölle tietoa vain niistä alkeellisimmista, kuten läheisyysantureista. , gyroskoopilla tai kiihtyvyysanturilla.

Tänään haluamme kertoa sinulle, mitä antureita älypuhelimessa voi olla ja miksi niitä tarvitaan.

Suunta- tai kiihtyvyysanturi - kiihtyvyysanturi. Tämä on yleisin anturityyppi, joka löytyy melkein jokaisesta älypuhelimen tai tabletin malleista. Se on tarpeen laitteen avaruudellisten kiertojen rekisteröimiseksi pystyasennosta vaaka-asentoon. Usein tiettyä kiihtyvyysmittaria kutsutaan G-anturiksi. Tyypillisesti on kolme akselia, joita pitkin anturi tallentaa eron itse kohteen kiihtyvyyden ja painovoimakiihtyvyyden välillä.

Tämän jälkeen prosessori laskee eroarvon, analysoi sen ja lähettää tiedot ohjelmistoon. Näiden tietojen mukaan tiedetään, millä hetkellä ja minne näyttöä käännetään. Toimintaperiaatteen perusteella voimme päätellä suunta-anturin suurimman haitan. Jos kiihtyvyysarvo on äärimmäisen pieni tai puuttuu, se pysäyttää laitteen spatiaalisen sijainnin rekisteröintiprosessin tai rekisteröinnin virhe on melko suuri. Tällä voi olla negatiivinen vaikutus gadgetin ohjauksen tarkkuuteen mobiilipeleissä tai ohjattaessa esimerkiksi dronea. Tässä tapauksessa kiihtyvyysmittaria avustaa seuraava anturi.

Gyroskooppi. On myös tarpeen merkitä laitteen tilallinen sijainti, mutta samalla se voi vapaasti rekisteröidä laitteen kaltevuuskulman kolmella akselilla, vaikka älypuhelin ei liiku. Tämä lisää ohjauksen tarkkuutta pelattaessa matkapuhelimella, koska kehittäjät voivat gyroskoopin ansiosta vastaanottaa tietoja siitä, kuinka paljon laite on poikennut mistä tahansa koordinaatista, ja virhe on tässä tapauksessa noin yksi tai kaksi astetta.

Geomagneettisen analyysin anturi. Se voi reagoida planeettamme magneettikenttiin. Sitä kutsutaan usein myös elektroniseksi kompassiksi, koska sen avulla laite voi näyttää tietoja pääpisteiden sijainnista. Esimerkiksi, jos on geomagneettinen anturi, älypuhelin pärjää ilman GPS-moduulia, joka määrittää kohteen sijainnin. Tämä on yksi nykyaikaisten älypuhelimien ja muiden laitteiden tärkeimmistä antureista.

Usein tarkkuuden lisäämiseksi älypuhelimeen asennetaan enemmän antureita, jotka toimivat samalla periaatteella, mutta yksinkertaisemmalla toimintosarjalla. Tietenkin käyttäjä voi käyttää magnetometriä suorien toimintojensa suorittamiseen - käyttää sitä metallinpaljastimena, etsiä johdotuksia rakennuksen seinistä tai kompassina. Tätä varten sinun on etsittävä tarvittavat ohjelmistot mobiilimarkkinoilta.

Läheisyysanturi. Tarjoaa mahdollisuuden tunnistaa esine ja laskea etäisyys siihen. Se sisältää infrapunasäteen lähettimen ja vastaanottimen. Jos vastaanottava laite ei vastaanota signaalia, tämä tarkoittaa, että kohde puuttuu, ja kun säteily osuu vastaanottimeen, tämä osoittaa, että siellä on esine, joka heijasti säteen. Se löytää laajan sovelluksen esimerkiksi sammuttamalla näytön taustavalon, kun älypuhelin tuodaan korvalle puhelun aikana. Jotkut edistyneemmät vaihtoehdot voivat lukea tiettyjä eleitä ja vastata sitten tietyllä toiminnolla. Joskus läheisyysanturia voidaan käyttää tapauksissa, joissa näyttö on sammutettava koteloa suljettaessa.

Valoanturi tai valoanturi. Sen ansiosta laite voi määrittää ympäröivän alueen valaistustason. Tämän avulla voit automaattisesti muuttaa näytön taustavalon kirkkautta. Tämä on melko kätevä toiminto - sinun ei tarvitse jatkuvasti muuttaa näytön kirkkaustasoa manuaalisesti. Kalliimmissa älypuhelinmalleissa käytetään joskus progressiivista ja laajennettua versiota anturista, joka voi analysoida päävärien (RGB) intensiteettitasoa säätääkseen myöhemmin näytön värejä tai säätääkseen valkotasapainoa valokuvausprosessin aikana.

Välitulostus

Jos älypuhelimessa on vain kiihtyvyysanturi, tämä tarkoittaa, että malli kuuluu budjettiluokkaan ja sillä on kyky kääntää näyttöä. Tietenkin joskus valmistaja ei tarjoa kattavia tietoja saatavilla olevista antureista, joten sinun tulee lukea joitain arvosteluja, joissa kaikki mobiililaitteen "täyte" analysoidaan yksityiskohtaisesti.

Jos kaikki yllä luetellut anturit ovat älypuhelimessa ja laitteen elektroniikka sisältää myös joitain niistä, joita käsitellään alla, tämä tarkoittaa, että malli on melko edistynyt.

Anturit, joita ei usein löydy halvoista älypuhelimista

Sensori Sali. Voit kaapata ja analysoida magneettikenttiä, mutta sillä on hyvin yksinkertaistettu toimintamekanismi. Se reagoi magneettikenttään vain, jos sitä vahvistetaan, eikä aksiaalista jännitystä tallenneta. Se on kätevä SmartCover-koteloa käytettäessä - näyttö sammuu heti, kun se havaitsee koteloon sisäänrakennetun magneetin lähestymisen. On syytä huomata, että jos "älykäs kansi" on tuettujen lisävarusteiden joukossa, tämä anturi on puhelimessa. Valmistajat eivät välttämättä aina ilmoita, että anturi on sisäänrakennettu laitteeseen.

Barometri. Anturi, jonka avulla voit määrittää ilmanpaineen arvon. Sitä voidaan käyttää sekä aiottuun tarkoitukseen että tapauksissa, joissa on tarpeen määrittää korkeus merenpinnan yläpuolella tai selvittää puhelimen sijainti.

Lämpömittari. Suunniteltu määrittämään tarkasti ympäristön lämpötila.

Kosteusmittari (tai kosteusanturi). Määrittää kosteustason. Kuten edellinen anturi, se esiteltiin ensimmäisen kerran Galaxy S4:ssä, mutta sitä käytetään nyt monissa älypuhelimissa ja muissa laitteissa.

Askelmittari (tai askelmittari). Jo tämän anturin nimen perusteella voit arvata, mihin sitä käytetään. Hänen ansiostaan määritetään, onko henkilö ottanut askeleen. Tämä on autonominen anturi, joka tunnistaa askeleet suurella tarkkuudella ja vapauttaa kiihtyvyysmittarin työstä.

Sormenjälkitunnistin. Tietysti olisi loogisempaa puhua tästä anturista artikkeleissa, joissa puhutaan siitä, kuinka varmistetaan mobiililaitteen asianmukainen turvallisuustaso. Mutta tätä anturia voidaan oikeutetusti kutsua yhdeksi nykyaikaisten älypuhelimien tarpeellisimmista ja tärkeimmistä antureista. Sen avulla voit paitsi lisätä laitteen suojaustasoa, myös avata tiettyjä sovelluksia sekä vahvistaa tapahtumia.

Anturi, joka skannaa silmän verkkokalvoa. Voit laskea ja analysoida verkkokalvon ainutlaatuisuutta. Hetkinä, jolloin on tarpeen varmistaa älypuhelimesi turvallisuus. Anturi on ollut käytössä jo jonkin aikaa, mutta toistaiseksi se on toteutettu muutamissa älypuhelimissa.

Anturi, joka analysoi sydämenlyöntiä. Se rakennettiin alun perin Galaxy S5 -malleihin ja sitä käytettiin tavoitteena, että puhelimesta voisi vihdoin tulla henkilökohtainen avustaja ja valmentaja. S-Health-niminen sovellus pystyi saamaan paljon enemmän tietoa henkilöstä koulutuksen kaikissa vaiheissa, mikä mahdollisti käyttäjälle entistä yksilöllisempiä suosituksia.

Anturi, joka tallentaa veren happisaturaatiota. Sillä ei ole analogeja ja sitä käytetään myös edellä mainitussa sovelluksessa. Jos samanlaisia sovelluksia ilmestyy, hän voi työskennellä niiden kanssa onnistuneesti.

Dosimetri. Voit vastaanottaa ja määrittää ionisoivan säteilyn annoksen tai tehon. Toisin sanoen sitä käytettäessä on mahdollista mitata taustaradioaktiivisuutta.

Valikoima älypuhelimen lisäantureita

Joskus tarkkuustason lisäämiseksi älypuhelimissa on lisäantureita, joilla on samanlainen, mutta yksinkertaisempi toimintosarja.

Lisäanturi, joka mahdollistaa tilan suuntautumisen.
Painovoima-anturi – osoittaa painovoiman voimakkuuden ja suunnan.
Ilmaisee kiihtyvyyden arvon kaikkia kolmea akselia pitkin painovoiman tason huomioimatta.
Mobiililaitteen taipumakulman määrittäminen sen pyörimishetkellä yhden kolmesta akselista.
Anturi, joka voi havaita sarjan esiasetettuja liikkeitä, kuten tärinää.
Eleiden ja liikkeiden havaitsemiseen.
Mahdollistaa henkilön jäljittämisen ja tunnistamisen.
Anturi, joka voi vastaanottaa vain kaksoisnapsautuksen näyttöä.
Pyörityksen seuranta ei koko gadgeille, vaan vain sen näytölle.

Tietenkin voi olla monia muita erilaisia antureita, mutta kaikki niiden käytön salaisuudet ja salaisuudet ovat vain ohjelmistojen tai mobiilikäyttöjärjestelmien kehittäjien tiedossa.

Nykyaikainen älypuhelin on monimutkainen korkean teknologian laskentalaite, joka on tehokkaampi kuin tuhannet ajotietokoneet, jotka käynnistivät Apollo-matkat Kuuhun puoli vuosisataa sitten. Lippulaivapuhelimiin on myös asennettu lähes enemmän antureita kuin tähän samaan Apolloon. Jokainen heistä tekee työnsä hiljaa mutta tunnollisesti. Mitä kaikki nämä älypuhelimen anturit tekevät ja miten ne toimivat Lue lisätietoja?

Älypuhelimen valoanturi sijaitsee etupaneelissa, yleensä kuulokkeen lähellä (poikkeuksiakin on). Rakenteellisesti se on puolijohdeanturi, joka on herkkä fotonivuolle. Anturi ohjaa näytön taustavaloa sen voimakkuudesta riippuen, jotta se käyttää akkuvirtaa tehokkaammin. Se voi myös suorittaa aputoiminnon muihin tehtäviin työskentelemällä läheisyysanturin kanssa.

Läheisyysanturi

Tämä on optinen tai ultraäänianturi, joka määrittää, onko näytön edessä esineitä. Se lähettää erittäin heikon valo- tai äänipulssin, ja jos se heijastuu, se rekisteröi heijastuneen signaalin. Tästä johtuen näyttö lukitaan automaattisesti puhelun aikana tai kun älypuhelin käännetään ylösalaisin näyttö alaspäin. Perinteisesti läheisyysanturi on kalibroitu siten, että se rekisteröi vain 2 tilaa: "vieras esine on lähempänä kuin N (yleensä 5) senttimetriä" ja "vieras esine on kauempana kuin N cm".

Kiihtyvyysmittari

Tämä älypuhelimen anturi sijaitsee piirilevyllä ja on pieni sähkömekaaninen laite, joka tallentaa pienimmätkin liikkeet. Tämän anturin tehtäviin kuuluu älypuhelimen näytön suunnan vaihtaminen kallellaan, pelien ohjaaminen, erityisten ohjauseleiden rekisteröinti (kuten ravistelu tai kehon koputtaminen) ja myös askeleiden mittaaminen (laskemalla rytminen tärinä kävelyn aikana).

Tavallinen kaksiakselinen kiihtyvyysanturi älypuhelimessa

On kaksiakselisia ja kolmiakselisia kiihtyvyysantureita. Kiihtyvyysmittarin ominaisuus on, että levossa yksi akseleista näyttää aina arvoa alueella 9-10 m/s 2 (kolmiakselisessa kolmiulotteisessa kiihtyvyysanturissa). Tämä johtuu siitä, että Maan painovoima on keskimäärin 9,8 m/s 2 .

Gyroskooppi

Gyroskooppi on vastuussa älypuhelimen liikkeen ja suunnan määrittämisestä avaruudessa. Se edustaa myös rakenteellisesti emolevyllä sijaitsevaa MEMS-piiriä (mikroelektromekaaninen piiri). Sen käyttöalueet ovat päällekkäisiä kiihtyvyysanturin alueiden kanssa. Tärkeimmät erot ovat, että gyroskoopin tarkkuus on huomattavasti suurempi ja se mittaa liikettä ei m/s 2, vaan radiaaneina tai asteina sekunnissa. Tämän ansiosta sillä voidaan seurata pään käännöksiä VR-kuulokkeissa sekä toteuttaa tarkemmin eleohjausta.

MEMS-gyroskooppi mikroskoopin alla

Magnetometri ja Hall-anturi

Magnetometri mittaa ympäröivän maailman magneettikentän voimakkuutta. Se mittaa myös kolmiulotteisessa avaruudessa (kolmella suorakulmaisten koordinaattien akselilla - X, Y ja Z). Magnetometrin päätehtävä on määrittää sijainti tarkemmin navigoinnin aikana. Tässä käyttötavassa se toimii digitaalisena kompassina. Johtuen siitä, että yksi akseleista, joka sijaitsee tasossa Maan pohjoisnavan kanssa, rekisteröi jatkuvasti lisääntyvän taustan. Magnetometri auttaa määrittämään tarkemmin, mihin suuntaan älypuhelin liikkuu suhteessa pohjoiseen.

Älypuhelimen magnetometri

Magnetometriä kutsutaan usein Hall-anturiksi, mutta nämä eivät ole täysin identtisiä käsitteitä. Kirjoitimme lisää Hall-anturista toisessa artikkelissa. Erot ovat siinä, että ensimmäinen on yleismaailmallisempi ja herkempi. Magnetometri pystyy mittaamaan magneettista säteilyä, samalla kun se vain rekisteröi sen läsnäolon/puuttumisen ja vähenemisen/lisääntymisen. Nykyaikaisissa älypuhelimissa erillistä Hall-anturia ei yleensä asenneta, koska yleinen magnetometri peittää sen toiminnallisuuden kokonaan.

Yksi magnetometrin vaihtoehtoisista tehtävistä on johdotuksen löytäminen seinistä. Jännittävä johdin tuottaa heikkoa sähkömagneettista säteilyä ja anturin herkkyys on mikroteslan yksikköä. Jos siirrät älypuhelinta seinää pitkin, magneettinen tausta kasvaa kohdassa, jossa kaapeli on asetettu.

Painovoiman anturi

Mittaa planeettamme painovoiman kolmiulotteisessa avaruudessa. Lepotilassa (kun älypuhelin makaa pöydällä) sen lukemien tulisi olla samat kuin kiihtyvyysmittarin: yhdellä akselilla gravitaatiovoima on lähellä 9,8 m/s 2 . Tätä anturia ei yleensä käytetä yksinään, mutta se auttaa muiden työtä. Navigointitilassa se määrittää, mikä puoli maan pinnasta on, jotta älypuhelimen oikea sijainti voidaan määrittää nopeasti. VR:ssä käytettynä painovoima-anturi varmistaa kuvan oikean asennon.

Lineaarinen kiihtyvyysanturi älypuhelimessa

Sen toimintaperiaate on lähes identtinen kiihtyvyysmittarin kanssa, ainoa ero on hitaus. Toisin sanoen tämän anturin lukemat eivät riipu mistään globaaleista ulkoisista tekijöistä (kuten painovoimasta). Ainoa asia, jonka se rekisteröi, on älypuhelimen liikkeiden nopeus avaruudessa suhteessa sen edelliseen sijaintiin.

Lineaarinen kiihtyvyysanturi ei pysty määrittämään laitteen sijaintia avaruudessa (ei viitata ulkoisiin maamerkkeihin), mutta tämä ei ole välttämätöntä (painovoimaanturi ja kiihtyvyysanturi tekevät tästä tehtävästä erinomaisen työn). Viittauksen puuttuminen ulkoisiin maamerkkeihin mahdollistaa objektien kiertämisen näytöllä näistä maamerkeistä riippumatta, esimerkiksi peleissä. Lisäksi tämä anturi yhdessä muiden kanssa lisää liikkeentunnistuksen yleistä tarkkuutta.

Pyörimisanturi

Se määrittää älypuhelimen pyörimissuunnan ja -taajuuden suhteessa yhteen kolmiulotteisen avaruuden akselista. Kuten kiihtyvyysanturi, se on itsenäinen eikä ole sidottu ulkoisiin vertailupisteisiin. Usein suoritetaan osana yhtä moduulia, jossa on lineaarinen kiihtyvyysanturi. Erikseen sitä ei yleensä käytetä, mutta sen avulla voit säätää muiden antureiden toimintaa tarkkuuden parantamiseksi. Se auttaa myös eleohjauksessa, esimerkiksi kääntämällä älypuhelinta kädessäsi kamera aktivoituu.

MEMS-gyroskooppi leikattu

Lämpötila-anturit

Moderni älypuhelin on täynnä digitaalisia lämpömittareita. Rakenteellisesti ne ovat lämpöpari: vastus, jossa on kaksi napaa, joiden välinen vastus vaihtelee lämpötilan mukaan. Koska se on suhteellisen primitiivinen, se voidaan toteuttaa jopa puolijohdesirun sisällä.

Jokaisessa älypuhelimessa on oltava akun lämpötila-anturi. Jos se ylikuumenee, se katkaisee latauksen tai pienentää lähtövirtaa estääkseen elektrolyytin kiehumisen, mikä johtaa tulipaloon tai räjähdykseen. SoC:n sisällä olevat lämpömittarit ovat myös yleisiä (parista kappaleesta tusinaan tai useampaan). Ne mittaavat prosessoriytimien, grafiikkakiihdyttimien ja erilaisten ohjaimien lämpötiloja. Joskus on myös ympäristön lämpötila-antureita, mutta ne eivät ole yleisiä. Syynä tähän on alhainen tarkkuus, sillä laitteen sisältä ja käyttäjän käsistä tuleva lämpö vääristää lukemia.

Paineanturi (barometri) älypuhelimessa

Älypuhelimesi barometri mittaa ilmanpainetta (mmHg, bar tai pascal). Sen avulla voit määrittää sijaintisi ja korkeutesi merenpinnan yläpuolella tarkemmin, koska paine laskee noustessa. Sitä voidaan käyttää myös korkeusmittarina, joka mittaa korkeutta merenpinnan yläpuolella, mutta tarkkuus jättää paljon toivomisen varaa, koska ilmanpaine muuttuu sään mukaan. Sääennusteen säätäminen sääohjelmissa ja widgeteissä on vielä vähemmän kysytty.

Kosteusmittari

Kosteusmittari mittaa ilman kosteutta. Sen päätarkoitus on ilmeinen, mutta tämä anturi ei ole suosittu. Teoriassa sitä voidaan käyttää sääennusteiden korjaamiseen. Lukemat tuntemalla voit hallita sisäilmaa myös kytkemällä päälle ilmankostuttimen tai ilmankuivaimen. Ainoa tunnettu älypuhelin, jossa on kosteusmittari, on vanha Samsung Galaxy S4.

Sykemittari tai sykeanturi älypuhelimissa

Sykemittari pystyy mittaamaan sydämen supistusten tiheyttä ja rytmiä. Urheilun aikana on mahdollista seurata sydämen toimintaa ja säätää kuormitusta harjoittelun tehokkuuden lisäämiseksi. Sykemittarin haittana on se, että älypuhelimella on oltava läheinen kosketus sellaiseen kehon osaan, jossa verisuonet ovat lähellä pintaa (esimerkiksi sormet), jotta pienimmätkin pulsaatiot saadaan kiinni. Tämän vuoksi se ei ole saavuttanut suosiota älypuhelimissa, mutta löytyy kaikkialta älykelloista ja kuntoseurantalaitteista.

Monet kätevät ja jopa välttämättömät älypuhelimen toiminnot olisivat mahdottomia ilman erityisiä antureita. Eleohjaus, automaattinen kirkkauden vaihto, näytön suunnan muuttaminen käännettäessä ja sammuttaminen keskustelun aikana, ohjaus pelissä ilman painamista - tämä ei ole täydellinen luettelo mahdollisuuksista. Lisäksi joidenkin antureiden läsnäolo voi muuttaa älypuhelimen sääasemaksi tai olla erittäin hyödyllinen urheillessa tai fyysisen kunnon seurannassa.

Sensorien läsnäolo älypuhelimissa ei olisi mahdotonta ilman mikroelektromekaanisten järjestelmien (MEMS) kehittämistä. Tällaiset laitteet yhdistävät sähköiset ja mekaaniset komponentit mikrosuunnitteluun. Tällaisten elementtien mitat eivät ylitä 100 mikrometriä.

Valmiit MEMS-laitteet

Päämateriaalit MEMS:ien luomisessa ovat pii ja polymeerit. Tätä tekniikkaa käytetään luomaan kaikki tunnetut sensorit, joita on käytettävä pienikokoisissa laitteissa, kuten älypuhelimissa. Älypuhelimien tekniset parannukset ovat antaneet suuren sysäyksen MEMS:n kehitykselle. Katsotaanpa esimerkkejä tällaisista antureista.

Kiihtyvyysmittari- sana, joka yhdistää kaksi kieltä: accelero- latinasta "kiihdytän", mittari- kreikasta "mittaan". Tällainen anturi mittaa liikkuvan kappaleen lineaarista kiihtyvyyttä kolmea koordinaattiakselia pitkin. Mittaustiedot kerätään ja käsitellään SoC:n tai erillisen mikro-ohjaimen kautta. Seuraavaksi suoritetaan matemaattinen laskelma ja älypuhelimen sijainti avaruudessa tallennetaan reaaliajassa.

Kiihtyvyysmittari älypuhelimen sisällä

Se on kiihtyvyysanturi, jonka avulla voit muuttaa näytön suunnan pystysuunnasta vaakasuuntaan ja päinvastoin laitteen asennosta riippuen, vaihtaa musiikkikappaleita täristäessä, ajaa autosimulaattoreita käyttämällä älypuhelinta tai tablettia ohjauspyöränä. Kiihtyvyysanturi on yksi älypuhelimen suosituimmista antureista, ja jos aiemmin se oli uteliaisuus ja kalliiden puhelimien etuoikeus, niin nykyään mikä tahansa budjettiratkaisu voi ylpeillä tällaisella anturilla.

Gyroskooppi- koostuu kahdesta antiikin kreikkalaisesta sanasta "ympyrä" ja "katso". Yleensä se toimii yhdessä kiihtyvyysanturin kanssa, täydentäen sitä joissakin tapauksissa. Gyroskooppi tarvitaan laitteen kallistuskulmien kiinnittämiseen. Hän tekee tämän mittaamalla pyörimiskulman nopeuden.

Aivan kuten kiihtyvyysanturi, gyroskooppi välittää mittaustulokset laitteeseen kaltevuuskulman ja sen suunnan lisälaskelmia varten. Kalibroidun gyroskoopin virhe on enintään 1-2 astetta. Käytetään laajasti mobiilipeleissä, valokuvaussovelluksissa, kameroiden optisessa stabiloinnissa, älypuhelimella ohjatuissa lentävissä droneissa. Aivan kuten kiihtyvyysanturi, gyroskooppi on erittäin suosittu anturi, ja sitä löytyy monista älypuhelimista.

Magnetometri- anturi magneettikentän mittaamiseen. Pohjimmiltaan se on MEMS-tekniikalla tehty Hall-efektiin perustuva pienoisanturi. Se tallentaa muutoksia magneettikentän voimakkuudessa kolmella akselilla X, Y ja Z. Tässä tapauksessa sitä käytetään navigointiin ja erilaisiin karttasovelluksiin sijainnin tarkkuuden parantamiseksi. Myöskään älypuhelimesi digitaalinen kompassi ei toimi ilman tätä anturia. Magnetometri sijoitetaan joskus samaan moduuliin kiihtyvyysmittarin kanssa, ja ne toimivat pareittain täydentäen toisiaan. Toinen Hall-anturi yksinkertaisesti tallentaa muutokset magneettikentässä ilman viittausta akseleihin. Tällaisia ominaisuuksia käytetään yhdessä erityisten koteloiden kanssa, joissa on sisäänrakennetut magneetit. Kun avaat tällaisen kotelon kannen, älypuhelimen näyttö käynnistyy automaattisesti ja päinvastoin.

Läheisyysanturi. Voit sammuttaa puhelimen näytön puhelun aikana. Tämän toiminnon avulla voit säästää akun virtaa ja estää myös tahattomat napsautukset. Tämä anturi toimii IR-ilmaisimen perusteella. Se sijaitsee yleensä kaiuttimen lähellä ja vangitsee infrapunasäteen avulla osamme kasvoista puhelimen välittömässä läheisyydessä. Tämän anturin perusteella toteutetaan toinen mielenkiintoinen ominaisuus - eleiden tunnistus. Niiden avulla voit ohjata joitain älypuhelimen toimintoja koskematta näyttöön.

Valotunnistin- mittaa kuinka kirkas valo on älypuhelimen ympärillä. Tietojensa perusteella käyttöjärjestelmä lisää tai vähentää näytön kirkkautta. Säästät älypuhelimesi energiaa ja voit käyttää sitä mukavammin. Kehittyneet anturit voivat analysoida värin RGB-komponentin ja säätää näytön värejä sen mukaan.

Yllä kuvatut anturit ovat tyypillisiä nykyaikaisille älypuhelimille. Mutta on myös harvinaisia yksilöitä:

Barometri- anturi ilmanpaineen mittaamiseen. Voidaan käyttää joissakin sovelluksissa (navigointi, mittaus) korkeuden määrittämiseen merenpinnasta. Hän tekee tämän laskemalla ilmanpaineen eron. Parantaa myös GPS-järjestelmien tarkkuutta ja nopeutta. Esimerkiksi tallentamalla jatkuvasti kohteen korkeutta suhteessa merenpintaan, voit seurata sen liikkeitä paitsi vaakatasossa myös pystysuunnassa.

Lämpösensori- Kuten ehkä arvasit, tämä anturi mittaa lämpötilaa. Niitä on kahta tyyppiä:

Sisäinen - älypuhelinmoduulien lämpötilan mittaamiseen, tarvitaan lämmityksen ohjaamiseen ja komponenttien ylikuumenemisen estämiseen. Esiintyy monissa laitteissa.
Ulkoinen - ympäristön lämpötilan mittaamiseen. Voidaan käyttää tavallisena lämpömittarina ja erilaisissa kuntoilusovelluksissa. Ja tämä anturi on harvinaisempi kuin tavallinen.

Ilmankosteusanturi- yhdistettynä kahteen edelliseen, se voi suorittaa edistyneen sääaseman toimintoja. Se auttaa sinua selvittämään, kuivaatko asunnon ilmaa ja kuinka mukava sää on ulkona (lämpötilan ja kosteuden suhde).

Askelmittari- Laskee otetut askeleet ja on hyödyllinen toiminnan seurannassa. Pääasia, että sinulla on aina älypuhelin mukanasi.

Sykemittari- Mittaa sykkeen pyynnöstä. Minulle on paljon kätevämpää käyttää tätä sensoria ja askelmittaria kaikenlaisissa kuntorannekoruissa.

Sormenjälkitunnistin- biometrinen anturi, joka on suunniteltu lisäämään laitteen turvallisuutta. Voit lukea niistä lisää yhdestä artikkelistamme.

Kaikkien yllä lueteltujen antureiden läsnäolo on Galaxy-sarjan Samsung-älypuhelimien ainutlaatuinen ominaisuus (alkaen S4:stä).

Ja se näyttää täysin oudolta annosmittari- säteilyn mittausanturi. Sharp-yhtiö varusteli sillä puhelimensa, ja syynä tähän oli Japanin ydinvoimalaitoksen onnettomuus.

Voit tarkistaa tietyn anturin läsnäolon ja toimivuuden älypuhelimessa käyttämällä erityistä ohjelmistoa, esimerkiksi - AnTuTu Tester, Z - Device Test, Android Sensor Box jne.

Kuten olemme nähneet, älypuhelimessamme voi olla monia erilaisia antureita ja sen toiminta on lähes mahdotonta ilman niitä. Mutta tähän luetteloon voit lisätä kameran, jossa on valoherkkä anturi, mikrofoni äänen tallentamiseen, kosketus kosketukseen reagoimiseen. Jatkossa älypuhelimilla voi olla hajuaisti, joka havaitsee esimerkiksi höyryt, ne pystyvät diagnosoimaan sydän- ja muita sairauksia ja paljon muuta.