Датчики современных смартфонов
Владимир Нимин
Продолжаем разбираться в устройстве смартфона. В прошлый раз смотрели экраны, а сегодня поговорим про датчики.
Акселерометр, также называют G-сенсор. Официальное определение гласит, что это устройство, измеряющее проекцию кажущегося ускорения. А если простым языком, то акселерометр помогает смартфону определить положение в пространстве, а также расстояние перемещения. Основные функции акселерометра:
- Автоповорот ориентации экрана;
- Также акселерометр можно настроить так, чтоб он реагировал на жесты и действия. Например, потрясти смартфон или перевернуть экраном вниз, чтоб заглушить вызов;
- Ещё акселерометр помогает считать шаги и помогает ориентироваться на картах (Google Maps и прочих)
Акселерометр – это громоздкое устройство, внутри которого находится инертная масса, реагирующая на все перемещения. Такой вариант для смартфона не подходил, поэтому придумали чип, имеющий кристаллическую структуру, пьезоэлектрический элемент и сенсор ёмкостного сопротивления. Когда смартфон перемещается/вращается, то пьезоэлектрический элемент выдаёт разряды, а сенсор их интерпретирует, таким образом определяя положение и скорость.
Акселерометр – базовый датчик, который есть в любом, даже самом дешевом, смартфоне. Хотя это на удивление технически сложный продукт. В смартфонах акселерометр понимает движения по 3 осям. Третья нужна для 3D позиционирования. К слову, акселерометр есть и во всех современных автомобилях, но там он обычно двухосевой (ибо автомобиль не крутится в воздухе).
Не все акселерометры одинаковые. Их делают из разных материалов. Соответственно, некоторые более чувствительные, некоторые менее.
Гироскоп – это один самых классных датчиков, о полезности которого для смартфонов долгое время никто не подозревал, пока на сцену не вышел Стив Джобс и не объяснил, как оно должно быть. Посмотрите презентацию этой шикарной функции, и как зал взорвался от восторга.
Не следует путать гироскоп и акселерометр. Эти датчики частично дублируют и дополняют друг друга. Гироскоп также служит для отслеживания положения устройства в пространстве, но он делает это путем определения собственного угла наклона относительно земной поверхности. Это очень важно, так как это означает, что в условиях нулевой гравитации, вы не сможете поиграть в Asphalt 9, используя в качестве управления наклоны устройства. Будьте внимательны!
Гироскоп (в отличие от акселерометра) не может измерять проделанное расстояние, зато гораздо точнее определяет положение в пространстве. Для понимания посмотрите, пожалуйста, видео со Стивом Джобсом выше. Начиная с времени 1:10 Джобс показывает, как определяет положение объекта в пространстве акселерометр и как гироскоп.
Обычно в современных смартфонах оба датчика работают в тандеме. Гироскоп важен для игр, дополненной реальности, а также ряда других приложений. Нередко в дешевых смартфонах производитель предпочитает экономить на гироскопе.
Датчик приближения (proximity sensor). Как видно из названия, это датчик, который помогает определить наличие перед ним объекта. Самый простой пример – это отключение экрана, когда смартфон подносят к уху. Также датчик приближения исключает фантомные включения экрана, когда смартфон находится в сумке или кармане. Такой датчик может сам или в комбинации с фронтальной камерой отслеживать движения рукой над экраном для выполнения каких-либо функций. Например, пролистывание странички в браузере и тому подобное. Существует множество технологий датчика приближения. Он может работать по типу радара, сонара, эффекта Доплера, есть инфракрасный датчик приближения, а иногда ставят и фотоэлемент.
Базовый датчик приближения, отключающий экран при поднесении к уху, есть, кажется, уже во всех смартфонах. Но продвинутость датчика можно оценить по наличию дополнительных функций.
Датчик освещения – здесь всё просто и понятно. Такой датчик помогает автоматически выставить яркость экрана. Датчик освещения уже считается базовым датчиком, но в дешевых смартфонах на нем могут сэкономить. И тогда придется каждый раз выставлять яркость вручную.
Современный датчик освещения обычно работает в комбинации с ИИ смартфона. Например, если датчик выставил определенную яркость, а вы его вручную поправили, то смартфон возьмёт на заметку и в следующий раз самостоятельно сделает экран поярче. Соответственно, всегда давайте датчику освещения освоится и подстроиться под ваши привычки прежде, чем осуждать его работу.
Датчик Холла – один из самых таинственных датчиков в смартфоне, ибо мало кто знает, зачем он нужен. Датчик, основанный на, так называемом, эффекте Холла, фиксирует магнитное поле и измеряет его напряженность. Говоря языком физики: электроны в проводнике всегда перпендекулярны (угол 90 градусов) направлению магнитного поля. Плотность электронов на разных сторонах проводника будет отличаться, возникает разность потенциалов, которую и фиксирует датчик Холла.
Но в смартфонах используется упрощенный датчик Холла, фиксирующий только наличие магнитного поля.
Обычно датчик Холла нужен для дополнительных аксессуаров. Например, именно он включает экран iPad, когда пользователь снимает магнитный чехол. Кстати, в этой функции датчик приближения вполне может подменить датчик Холла.
Также датчик Холла работает в паре с компасом, делая работу последнего более точной.
Компас (магнитомер) – это очень важный датчик, даже если вы не занимаетесь спортивным ориентированием. Именно компас отвечает за то, что на Google Maps пользователь видит не просто точку, а стрелочку, указывающую в какую-сторону вы смотрите.
Когда компас откалиброван, то отображение направления узкое. Чтобы откалибровать компас, откройте карты Google и крутите смартфон «восьмеркой»:
Барометр – обычно наличием подобного датчика могут похвастаться только флагманы. Барометр ассистирует GPS и помогает определить высоту. Наличие такого датчика полезно, так как на Google Maps уже появляются схемы зданий, и барометр определит на каком этаже вы находитесь. Также барометр используется в приложениях, определяющих физическую активность. Суть такая же: определить, сколько этажей вы прошли.
Датчик влажности – когда-то такой датчик был в Samsung Galaxy Note 4, а потом Samsung от него отказались. Роль очевидная. Датчик определяет уровень влажности.
Датчик сердцебиения/датчик кислорода в крови – ещё один фирменный датчик от Samsung, но он есть и во многих фитнес-браслетах. Работает совместно с LED-вспышкой. Прикладываете палец, LED светит вам свозь палец, а датчик измеряет, как отражаются световые волны. Волны отражаются по-разному в зависимости от пульса: кровеносные сосуды, то сужаются, то расширяются. По этому же принципу работает и функция определения кислорода в крови.
GPS – глобальная система позиционирования. По сути, это даже не датчик, а наличие у смартфона возможности коммуницировать со спутниками благодаря или отдельному, или мульти-чипу, поддерживающему сразу несколько систем. Сейчас у каждой развитой страны, есть своя система спутников. ГЛОНАСС в России, Galileo в Европе, BDS (или BeiDou) в Китае, QZSS (или Quasi-Zenith Satellite System) в Японии. Можно скачать программу GPS Test, которая покажет, какие спутники видит ваш смартфон. Например, на скриншоте ниже отображаются флаги GPS, ГЛОНАСС и Galileo.
GPS прекрасная технология, но медленная (пока там все спутники найдешь и опросишь) и потребляющая много энергии и хорошо работающая на открытой местности, поэтому была придумана ещё A-GPS (Assisted GPS). Принцип основан на том, что пока GPS ищет спутники, смартфон успевает опросить сотовые вышки, Wi-Fi сети, Bluetooth устройства на предмет местонахождения. Таким образом существенно увеличивается время «холодного» старта, а также снижается расход энергии.
Двухдиапазонный GPS. Поддержка этой опции появилась в устройствах начbfz с Android 7 и старше. iPhone так не умеет.
Обычно спутники посылают два сигнала: грубый и точный. Если говорить про GPS, то это каналы L1 и L5, а у Галилео это E1 и Е5. L1 – это грубый канал. В городе любой сигнал достигает до спутника не только напрямую, но и отражаясь от сторонних объектов (например, зданий), то есть к спутнику прилетает сразу несколько сигналов. Соответственно, и возвращается он также не один, и образуется примерная область нахождения, где все вернувшиеся сигналы пересекаются. Ещё есть точный канал L5. Этот канал гораздо меньше подвержен искажением, так как работает по принципу: Первый достигший спутника сигнал и есть верный (ведь он идет по самому короткому пути, а не через отражения), а остальные можно игнорировать.
Раньше L5 принадлежал только военным и спец объектам, но теперь спутников в небе стало много, и L5-спутников хватит на всех, поэтому было решено поделиться.
Вместо заключения
Счётчик Гейгера – самый неожиданный датчик, правда? Это японская тема. И насколько есть информация в интернете, такой датчик был только в телефоне Sharp Pantone 5, который вышел после аварии на атомной станции Фукусима-1.
Современный смартфон должен иметь на борту: акселерометр, гироскоп, датчик приближения и освещения. Также обязательно наличие компаса. Если без гироскопа можно обойтись, то точка на карте без направления раздражает. A-GPS уже есть во всех смартфонах. Отлично если GPS будет работать в двух диапазонах. Шикарно, если будет барометр.
Источник
Выбор есть: 9 аксессуаров, которые превратят смартфон в полезный прибор
Смартфоны умеют многое, но есть такие аксессуары, которые эти самые возможности делают ещё шире. Лёгким движением руки мобильное устройство превращается в микроскоп, эндоскоп или ODB-сканер, универсальный пульт ДУ или алкотестер. Все эти симбиозные решения практически ни в чём не уступают полноразмерным самодостаточным аналогам, а стоят дешевле, потому что часть функций берёт на себя смартфон. Сегодня разбираемся в том, как ещё вам может послужить мобильный гаджет.
USB-эндоскопы
Практичный аксессуар поможет заглянуть внутрь кондиционера, не разбирая его, исследовать детали двигателя авто и «посетить» множество других труднодоступных мест. Мини-эндоскоп повысит шансы на успешные поиски упавшего в раковину кольца или исчезнувшей за шкафом гайки. Компактная камера на гибком проводе длиной до 5 метров будет передавать видеоотчёт на ваш смартфон в режиме реального времени. Для большего удобства устройства оснащаются регулируемой подсветкой, а благодаря дополнительным насадкам при необходимости можно подцепить какую-нибудь деталь и вытащить её.
Мини-эндоскоп поддерживает шесть режимов подсветки — видеосъёмку в разрешении 640×480 пикселей можно вести в полной темноте. На проводе размещён пульт с кнопкой фотосъёмки и колесом регулировки подсветки. USB-эндоскоп имеет стандарт защиты IP67, а потому «прогулки» по трубам ему не страшны. Благодаря диаметру головки камеры 7 мм и фокусному расстоянию 5 см исследовать можно даже самые труднодоступные пространства. В комплекте несколько насадок: с магнитом и крючком, чтобы было проще подцепить и достать пропажу, и насадка-зеркало для лучшего обзора. Гаджет работает в паре с приложением и доступен в нескольких версиях: с длиной провода 1 метр, 1,5 метра и 2 метра.
Второй вариант USB-эндоскопа с проводом до 5 метров предлагает большую свободу действий. Модель с фокусным расстоянием от 3 до 8 см ведёт видео-, фото- и звукозапись. Диаметр головки камеры составляет 7 мм, так что эндоскоп прошмыгнёт практически куда угодно: с ним можно заглянуть под плинтус или даже проверить «апартаменты» аквариумных рыбок — гаджет имеет стандарт защиты IP67. Как и предыдущая модель, эндоскоп включает шесть режимов светодиодной подсветки и небольшой пульт управления, а в комплект поставки входят насадки с крючком, магнитом и зеркалом. Отснятые материалы можно сохранить и в любой момент пересмотреть их.
OBD-сканеры
С этим практичным аксессуаром диагностику электроники авто можно проводить самому. Адаптер работает в паре со смартфоном, и последний берёт на себя роль компьютера. Гаджет не только выявляет ошибки и расшифровывает их, но и помогает стирать сообщения о них. Таким образом, недорогое устройство позволяет экономить не только время и нервы автовладельца, но и в некоторых случаях — деньги на услугах автосервисов. Узнать о совместимости адаптера с моделью вашего «железного коня» можно в описании товара, и в случае сомнений уточнить у продавца.
Автосканер Neaxpeak NX102 с версией прошивки 1.5 поддерживает 10 протоколов и работает вместе с мобильными приложениями Torque Pro с поддержкой русского языка и DashCommand с поддержкой английского. Всё, что необходимо для бортовой диагностики, так это подключить адаптер к 16-контактному разъёму и установить соединение по Bluetooth. Такой прибор пригодится не только для сброса ошибок, но и для наглядной демонстрации показаний датчиков, которые на приборной панели не отображаются.
OBD-сканер Foxwell с чипом PIC18F25K80 получил версию прошивки 1.5 и поддержку Bluetooth. Работает устройство в паре со смартфонами на Android с приложением Torque Pro с поддержкой русского языка. Для устройств на iOS по ссылке предлагается приобрести Wi-Fi-версию. Помимо чтения, расшифровки и удаления ошибок, в режиме реального времени он определит и такие параметры, как обороты и нагрузка двигателя, состояние топливной системы и расход горючего, абсолютное давление воздуха и многое другое. От предыдущего адаптера модель отличается формой, расцветкой и большими габаритами — 8,5 x 4,5 x 2,5 см.
Беспроводные микроскопы
Преимущество беспроводных микроскопов заключается в их компактности и небольшом весе — с карманным устройством работать можно где угодно. Мобильные гаджеты не требуют установки для того, чтобы исследовать объекты, и предлагают настраиваемую яркую подсветку для более комфортного использования. Портативный вариант стоит меньше крупногабаритных собратьев, но также эффективен в работе: при пайке, проверке ювелирных изделий, денежных купюр или текстиля. Ещё такой гаджет понравится и просто любознательным пользователям.
Эта модель микроскопа работает в связке с устройствами на iOS и Android посредством приложения с поддержкой английского языка. Гаджет с увеличением до 1 000x передаёт на смартфон видео в разрешение 640×480 пикселей с частотой 20 кадров в секунду. Внутри установлен Wi-Fi модуль и аккумулятор ёмкостью 750 мАч, который обеспечит до 2,5 часов работы. За удобное использование отвечает регулируемая подсветка с восемью встроенными диодами, рабочий диапазон до 10 м и фокусное расстояние 0 мм
40 мм. Габариты составляют 142 x 37 мм, а вес — 100 граммов.
В комплект беспроводного микроскопа входит подставка размерами 120×160 мм, на которой можно зафиксировать объект исследования. Камера с увеличением до 1 000 раз получила объектив с диафрагмой f/4,5 и углом обзора 16 градусов, поэтому рассмотреть в подробностях удастся всё. Запись видео ведётся в разрешении 720p. Аккумулятор ёмкостью 800 мАч обеспечивает до 3 часов работы, а регулируемая подсветка из восьми встроенных диодов делает эту работу более комфортной. Габариты микроскопа составляют 130×32 мм.
IR-модули
Если ваш смартфон не оснащён ИК-передатчиком, то его можно добавить, прикупив внешний модуль под аудиоразъём 3,5 мм. Полезный аксессуар с поддержкой приёма и передачи сигнала превратит смартфон в универсальный пульт. С его помощью можно управлять телевизорами, кондиционерами, ТВ-приставками, фотоаппаратами, проекторами и другой техникой.
Внешний ИК-модуль работает на дистанции до 5-8 м: можно с комфортом расположиться на диване перед телевизором и оттуда же управлять ТВ-приставкой. Компактный аксессуар совместим со смартфонами на Android и iOS, оснащённых миниджеком. Работает модуль в паре с мобильным приложением Tasogo с поддержкой английского языка, которое «знает» множество различных производителей техники. Для того чтобы превратить смартфон в универсальный пульт ДУ, необходимо подключить внешний модуль и в настройках приложения выбрать модель ТВ, бокса или фотоаппарата. Модуль можно «натренировать» на любую технику, используя оригинальный пульт. Для этого достаточно их «познакомить», направив друг на друга.
ИК-передатчик с чехлом брелоком будет сложнее потерять, а за счёт компактных габаритов выглядит он как обычная заглушка под миниджек. Как и предыдущий вариант, этот модуль работает в связке с мобильным приложением, благодаря которому смартфон сможет переключать ТВ-каналы, регулировать температурные режимы кондиционера или управлять фотосъёмкой на расстоянии.
Алкотестер
Алкотестер — полезная вещица для автовладельцев. Доступное устройство габаритами не больше коробка спичек убережёт от проблем с автоинспекцией, а ещё показания независимого электронного «эксперта» могут спасти жизнь.
Универсальный алкотестер от Ipega не нуждается в источнике питания, поскольку работает от смартфона. Он оснащён экраном, на котором отображаются показатели в двух единицах измерения: г/л (промилле) и % ВАС. Тестирование осуществляется бесконтактным способом, поэтому не придётся докупать мундштуки или стерилизовать их. Экран алкотестера получил ещё и световую индикацию, которая станет дополнительной подсказкой: зелёная — опьянения нет, концентрация алкоголя 0,00 промилле; жёлтая — небольшое опьянение, концентрация алкоголя от 0,2 до 0,5 промилле (0,02%-0,05% ВАС); красная — опьянение достаточно сильное, концентрация алкоголя более 0,8 промилле (0,08% ВАС).
Хватает ли вам того, что может предложить смартфон? Делитесь в комментариях, как бы вы расширили функциональность гаджета.
Источник
