Содержание
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.
Автор: admin · Апрель 14, 2018
В настоящее время смартфоны и прочая электронная техника оборудованы таким огромным количеством разнообразнейших сенсоров и считывателей, что о большинстве из них многие пользователи не только ничего не знают, но и даже никогда не слышали. Один из таких – датчик Холла. Что это и зачем нужен в смартфонах?
Что такое датчик Холла
В 1879 году Эдвином Холлом был открыт эффект, позднее получивший его имя. Суть его заключается в том, что напряжение проводника с током, помещенного в магнитное поле, меняется, причем кратно силе этого поля. Данный эффект используется в одноименном контроллере.
Таким образом, датчик Холла – прибор, позволяющий выявить наличие и характеристики магнитного поля рядом с устройством, на которое он установлен. Обычно представляет собой небольшую микросхему, которая при наличии поля подает сигнал на контроллер, а при его отсутствии – не действует.
Применение в смартфонах
Несмотря на сложное и не понятное для многих название, есть множество ответов на вопрос для чего нужен датчик Холла в смартфоне. В этом ему помогает его расположение – непосредственно за экраном на передней части смартфона. Это позволяет использовать его для бесконтактного управления устройством при помощи различных жестов и других предустановленных возможностей.
От программного обеспечения, установленного на телефоне, зависит работа сенсора – более дешевые модели не могут распознавать жесты, в то время как флагманские, наоборот, поддерживают довольно большое их количество. В основном, чем больше дисплей и размеры аппарата, тем больше возможностей для сенсора будет реализовано, так как он занимает довольно много места.
Кроме того, датчик Холла обладает и другими полезными функциями:
- Карманный электронный компас – анализ магнитных полей помогает определять направление на север при помощи смартфона, а также азимут и направление угла наклона смартфона;
- Функционирование и взаимодействие с аксессуарами – чехлы-книжки могут сами блокировать телефон, в этом случае в них вшит небольшой магнит прямо над датчиком;
- Автоматический поворот экрана – контроллер датчика определяет изменения смартфона в пространстве, поэтому именно это устройство отвечает за ориентацию дисплея.
Виды датчиков
Существует несколько разновидностей датчиков Холла, каждый из которых отличается особенностями работы и реакций на полюса магнитов:
- Униполярные. Данный тип встраивается в небольшие процессоры, смартфоны и планшетные компьютеры, сенсор реагирует только на один полюс магнита и выдает сигнал при поднесении его к устройству;
- Биполярные. Используются в авиа- и ракетостроении, реагируют на оба магнитных полюса за тем лишь исключением, что для того, чтобы отключить датчик, необходимо поднести к нему противоположный полюс магнита;
- Омниполярные. Данный тип походит на униполярные сенсоры, но сам контроллер при этом засчитывает сигнал как северного, так и южного магнитных полюсов, поэтому считается более чувствительным, хоть и занимает больше места.
Как определить наличие датчика в смартфоне
Для того, чтобы определить, предустановлен ли датчик Холла в конкретной модели, можно воспользоваться несколькими путями:
- Посетить интернет-сайт фирмы производителя, найти и скачать инструкцию к смартфону (или найти ее в коробке от него) и посмотреть список характеристик. Обычно компании пишут полный список сенсоров и контроллеров, входящих в комплектацию аппарата.
- Посмотреть отзывы на товар и обзоры на видеохостингах как YouTube. Лучше искать видео, где тестируют аксессуары для телефонов. Если демонстрируется чехол, причем при его закрытии экран гаснет, то можно быть уверенным в том, что датчик установлен.
- Поднести к верхней части экрана магнит и убрать его. Если нет реакции смартфона – контроллер не был включен в состав комплектации.
Таким образом, датчик Холла – универсальное и полезное устройство, которое применяется повсеместно для контроля за наличием и свойствами магнитного поля. Он позволяет расширить функционал смартфона.
Больше о том, что такое датчик Холла и зачем он нужен в смартфоне можно узнать на видео ниже:
На борту смартфонов и планшетов имеется до 10, а иногда и до 20 датчиков и сенсоров. Благодаря этому мобильное устройство считывает различную окружающую информацию и предлагает владельцу дополнительные возможности. Из статьи вы узнаете о датчике Холла, а так же сфере применения.
Что такое датчик Холла
Датчик Холла представляет собой устройство, распознающее наличие магнитного поля и уровня напряжения. Изобретение названо в честь открывателя физика Эдвана Холла. Датчик позволяет отслеживать ориентацию дисплея в пространстве, измерение полярности в ракетных двигателях, бесконтактных выключателях и т.д. В мобильных устройствах используется уменьшенная версия ввиду ограниченного пространства внутри смартфона.
Где используется датчик Холла
В телефонах, смартфонах и планшетах датчик работает следующим образом:
- Повышает точность геопозиционирования GPS навигации.
- Позволяет использовать жесты для бесконтактного управления.
- Включение/отключение работы экрана в раскладушках.
- Является основой для электронного компаса.
- Обеспечивает взаимодействие с чехлами.
Наиболее заметная работа датчика – при использовании чехлов типа книжки. В вариациях закрытого типа датчик помогает смартфону знать, что крышка чехла полностью прилегает к дисплею, а значит необходимо выключить экран. В версиях с вырезом, при закрытии крышки чехла в отведенную область выводится отдельное изображение с часами или кнопками управления проигрывателем.
Как проверить наличие датчика Холла в устройстве
Обычно датчик не устанавливается в смартфоны бюджетного или среднего ценового диапазона. Либо в таких устройствах используется урезанная конфигурация сенсора. Что бы проверить наличие датчика в устройстве необходимо установить приложение для тестирования – Aida64 или Antutu.
При использовании Aida64 в меню нажмите на пункт «датчики».
В новом меню просмотрите список доступных датчиков.
В приложении Antutu нажмите на пункт «Мое устройство».
Опуститесь вниз до категории «Датчики». В случае с рассматриваемым смартфоном Motorola Turbo 2 датчик Холла именуется «Магнитометром».
Если же вы только планируете купить телефон и интересуетесь поддержкой датчика Холла, в таком случае лучше обратится в службу поддержки производителя.
Вывод
Теперь вы знаете, что такое датчик Холла в смартфоне. Крошечный чип используется мобильным устройством для решения нескольких задач, что позволяет использовать определенные функции или улучшить работу существующих. При этом сенсор не всегда устанавливается в недорогие или же только с ограниченным режимом работы. Поэтому что бы узнать о наличии датчика в смартфоне или планшете, стоит обратиться к производителю или же установить программу для тестирования, если аппарат приобретен.
А в вашем аппарате имеется датчик Холла? Напишите в комментариях, какое применение вы нашли для сенсора.