Акселерометр измеряет ускорение и позволяет смартфону определять характеристики движения и положения в пространстве. Именно этот датчик работает, когда вертикальная ориентация меняется на горизонтальную при повороте устройства. Он же отвечает за подсчёт шагов и измерение скорости движения во всевозможных приложениях-картах. Акселерометр даёт информацию о том, в какую сторону повёрнут смартфон, что становится важной функцией в различных приложениях с .
Этот сенсор сам состоит из маленьких датчиков: микроскопических кристаллических структур, под влиянием сил ускорения переходящих в напряжённое состояние. Напряжение передаётся акселерометру, который интерпретирует его в данные о скорости и направлении движения.
Гироскоп
Этот датчик помогает акселерометру ориентироваться в пространстве. Он, например, позволяет делать на смартфон . В играх с гонками, где управление происходит с помощью перемещения устройства, работает как раз гироскоп. Он чувствителен к поворотам устройства относительно своей оси.
В смартфонах используются микроэлектромеханические системы, а первые подобные приборы, сохраняющие ось при поворотах, появились ещё в начале XIX века.
Магнитометр
Последний в тройке сенсоров для ориентации в пространстве - магнитометр. Он измеряет магнитные поля и, соответственно, может определить, где находится север. Функция компаса в различных приложениях с картами и отдельные программы-компасы работают с помощью магнитометра.
Подобные датчики есть в металлодетекторах, так что можно найти специальные приложения, превращающие смартфон в такой прибор.
Магнитометр действует в тандеме с акселерометром и GPS для определения географического положения и навигации.
GPS
Где бы мы были без технологии GPS (Global Positioning System)? Смартфон соединяется с несколькими спутниками и высчитывает своё положение на основании углов пересечения. Бывает, что спутники недоступны: например, при большой облачности или внутри помещений.
GPS не использует данные мобильной сети, поэтому геолокация работает и вне зоны покрытия сотовой связи: даже если саму карту загрузить не получится, точка геолокации всё равно будет.
При этом функция GPS тратит много заряда аккумулятора, поэтому лучше её отключать вне надобности.
Ещё один способ геолокации, хотя и не очень точный, - это определение расстояния от вышек сотовой связи. Смартфон добавляет к данным GPS другую информацию, например силу мобильного сигнала, для уточнения местоположения.
Барометр
Многие смартфоны, в том числе iPhone, имеют этот сенсор, измеряющий атмосферное давление. Он нужен для регистрации изменения погоды и определения высоты над уровнем моря.
Бесконтактный выключатель
Этот сенсор обычно находится около динамика в верхней части смартфона и состоит из инфракрасного диода и датчика света. Он использует невидимый человеку луч, чтобы определить, находится ли устройство возле уха. Так смартфон «понимает», что во время разговора по телефону нужно отключить дисплей.
Датчик освещённости
Как можно догадаться по названию, этот сенсор измеряет уровень освещённости окружающей среды, что позволяет автоматически настраивать комфортную яркость дисплея.
Датчики с каждым новым поколением смартфонов становятся всё более эффективными, маленькими и менее энергозатратными. Поэтому не стоит думать, что, например, функция GPS в устройстве, которому уже несколько лет, будет работать так же хорошо, как в новом. И даже если в информации о новых смартфонах не указывают характеристики всех этих датчиков, будьте уверены, что именно они позволяют вам пользоваться многими впечатляющими функциями современных гаджетов.
Современный смартфон – это сложное высокотехнологичное вычислительное устройство, которое мощнее тысяч бортовых компьютеров, полвека назад запускавших «Аполлоны» на Луну. Датчиков на борту флагманских мобильников тоже установлено едва не больше, чем на борту этого самого «Аполлона». Каждый из них незаметно, но добросовестно выполняет свою работу. Чем же занимаются все эти датчики смартфона, и как они устроены – подробнее читайте далее.
Сенсор освещения в смартфоне расположен на передней панели, обычно возле разговорного динамика (бывают исключения). Конструкционно он представляет полупроводниковый сенсор, чувствительный к потоку фотонов. В зависимости от его интенсивности, сенсор осуществляет управление подсветкой дисплея, с целью более эффективно расходовать заряд аккумулятора. Также он может выполнять вспомогательную функцию для других задач, работая с датчиком приближения.
Датчик приближения
Это – оптический или ультразвуковой сенсор, определяющий, нет ли предметов перед экраном. Он посылает очень слабый световой или звуковой импульс, а если тот отразился – регистрирует отраженный сигнал. За счет этого осуществляется автоматическая блокировка экрана в режиме разговора или при перевороте смартфона дисплеем вниз. Традиционно сенсор приближения откалиброван таким образом, что регистрирует лишь 2 состояния: «посторонний предмет ближе N (обычно 5) сантиметров» и «посторонний предмет дальше N см».
Акселерометр
Этот сенсор смартфона расположен на плате и представляет собой миниатюрный электромеханический прибор, регистрирующий малейшие движения. В обязанности этого датчика входит переключение ориентации экрана смартфона при наклоне, управление в играх, регистрация особых жестов управления (вроде потряхивания или постукивания по корпусу), а также замер шагов (путем подсчета ритмических колебаний в процессе ходьбы).
Обычный двухосевой акселерометр в смартфоне
Бывают двухосевые и трехосевые акселерометры. Особенностью акселерометра является то, что в состоянии покоя - одна из осей всегда будет показывать значение в районе 9-10 м/с 2 (в трехосевом трехмерном акселерометре). Это связанно с тем, что сила тяжести Земли составляет в среднем 9,8 м/с 2 .
Гироскоп
Гироскоп отвечает за определение движения и ориентации смартфона в пространстве. Он тоже конструкционно представляет MEMS (микроэлектромеханическую схему), расположенную на системной плате. Сферы его применени пересекаются с таковыми у акселерометра. Основные отличия состоят в том, что гироскоп имеет заметно большую точность и измеряет движение не в м/с 2 , а радианах или градусах на секунду. За счет этого его можно использовать для отслеживания поворотов головы в VR-гарнитуре, а также более точно реализовать жестовое управление.
Гироскоп MEMS под микроскопом
Магнитометр и датчик Холла
Магнитометр измеряет величину магнитного поля окружающего мира. Он также проводит измерения в трехмерном пространстве (по трем осям декартовых координат - X, Y и Z). Основная функция магнитометра – более точное определение местоположения в ходе навигации. В этом режиме использования он выполняет функцию цифрового компаса. Благодаря тому, что одна из осей, которая расположена в плоскости с Северным полюсом Земли, регистрирует постоянно повышенный фон. Магнитометр помогает более точно определять, в какую сторону относительно севера движется смартфон.
Магнитометр смартфона
Часто магнитометр называют датчиком Холла, однако это не совсем тождественные понятия. Подробнее о датчике Холла мы писали в другой статье . Отличия состоят в том, что первый является более универсальным и чувствительным. Магнитометр способен производить замеры магнитного излучения, в то время как только регистрирует его наличие/отсутствие и уменьшение/усиление. В современных смартфонах отдельный датчик Холла обычно не ставят, так как универсальный магнитометр полностью покрывает его функциональность.
Одной из альтернативных функций магнитометра является поиск проводки в стенах. Проводник под напряжением генерирует слабое электромагнитное излучение, а чувствительность сенсора составляет единицы микротесла. Если водить смартфоном по стене, то в месте заложения кабеля магнитный фон будет повышенным.
Датчик гравитации
Измеряет силу притяжения нашей планеты в трехмерном пространстве. В состоянии покоя (когда смартфон лежит на столе), его показания должны совпадать с акселерометром: по одной из осей сила гравитации будет близка к 9,8 м/с 2 . Самостоятельно этот сенсор обычно не используется, но помогает работе других. В режиме навигации он определяет, в какой стороне земная поверхность, чтобы быстрее определить правильное положение смартфона. При использовании в VR за счет сенсора гравитации осуществляется правильное позиционирование картинки.
Датчик линейного ускорения в смартфоне
Принцип его работы практически идентичен акселерометру, единственное отличие кроется в инертности. То есть, показания этого сенсора не зависят ни от каких глобальных внешних факторов (вроде гравитации). Единственное, что он регистрирует – это скорость перемещений смартфона в пространстве относительно его прежнего положения.
Определять положение аппарата в пространстве датчик линейного ускорения не способен (нет привязки к внешним ориентирам), но это и не нужно (с данной задачей отлично справляются сенсор гравитации и акселерометр). Отсутствие привязки к внешним ориентирам позволяет поворачивать объекты на дисплее безотносительно этих ориентиров, например, в играх. Также данный сенсор, в совокупности с другими, повышает общую точность определения движений.
Датчик вращения
Он определяет направление и частоту вращения смартфона относительно одной из осей трехмерного пространства. Как и датчик ускорения, является независимым и не привязан к внешним ориентирам. Часто выполняется в составе одного модуля с сенсором линейного ускорения. Отдельно, как правило, не задействуется, но позволяет корректировать работу других сенсоров для повышения точности. Также помогает при управлении жестами, например, покрутив смартфон в кисти руки активируется камера.
Гироскоп MEMS в разрезе
Температурные датчики
Современный смартфон обильно напичкан цифровыми термометрами. Конструкционно они представляют собой термопару: резистор с двумя выводами, сопротивление между которыми меняется в зависимости от температуры. Так как он относительно примитивен, то может быть выполнен даже внутри полупроводникового чипа.
В каждом смартфоне обязательно имеется датчик температуры батареи. При ее перегреве он отключает зарядку или снижает силу тока на выходе, чтобы предотвратить закипание электролита, которое влечет возгорание или взрыв. Также распространены термометры внутри SoC (в количестве от пары штук – до десятка и более). Они измеряют температуры процессорных ядер, графического ускорителя, различных контроллеров. Иногда встречаются и датчики окружающей температуры, но они распространены слабо. Причина тому – низкая точность, так как тепло от внутренностей аппарата и рук пользователя искажает показания.
Датчик давления (барометр) в смартфоне
Барометр в смартфоне измеряет атмосферное давление (в мм ртутного столба, бар или паскалях). Он позволяет корректнее определять местоположение и высоту над уровнем моря, так как при подъеме давление снижается. Также он может использоваться в качестве альтиметра, замеряя высоту над уровнем моря, но точность оставляет желать лучшего, так как атмосферное давление меняется вместе с погодой. Еще меньше востребована функция корректировки прогноза погоды в метеорологических программах и виджетах.
Гигрометр
Гигрометр измеряет влажность воздуха. Его основное предназначение очевидно, но популярностью данный сенсор не пользуется. В теории с его помощью можно корректировать данные прогноза погоды. Зная показания, можно также управлять микроклиматом в помещении, включив увлажнитель или осушитель воздуха. Единственный из известных смартфонов с гигрометром – уже старенький Samsung Galaxy S4.
Пульсометр или датчик сердечного ритма в смартфонах
Пульсометр способен измерять частоту и ритм сердечных сокращений. В процессе занятий спортом он дает возможность наблюдать за работой сердца и корректировать нагрузки для повышения эффективности тренировок. Недостатком пульсометра является потребность в плотном контакте смартфона с частью тела, в которой кровеносные сосуды находятся близко к поверхности (например, пальцами), чтобы уловить малейшие пульсации. Из-за этого популярности в смартфонах он не приобрел, а вот в смарт-часах и фитнес трекерах встречается повсеместно.
Современные устройства содержат множество контроллеров и датчиков, в том числе . Все сенсоры выполняют определенную практичную функцию, которая выглядит наглядно в виде определенной возможности, например, датчик освещения, позволяет определять уровень света и автоматически подстраивать яркость экрана. Благодаря встроенным датчикам гаджет становится более функциональным и легким в обращении. Рассмотрим особенности применения датчика Холла.
Датчик Холла в телефоне: что это
Многих любопытных пользователей интересует Датчик Холла в смартфоне что это? – Датчиком Холла называется устройство для обнаружения магнитного поля и определения дополнительных параметров. Получил своё название благодаря работе Эдвина Холла в сфере магнитных полей. Закон был обнаружен ещё в 1879 году, когда в ходе эксперимента для изучения поведения электрического тока была обнаружена зависимость магнитного поля и электричества. Магнитное поле влияет на напряжение в цепи, чем интенсивнее излучение, тем большее влияние на напряжение.
По факту датчик позволяет обнаружить магнитное поле, но само напряжение им не может быть замерено. Благодаря действию устройства смартфон может взаимодействовать с окружающей средой. Самым ярким примером работы датчика Холла является работа электронного компаса. GPS-навигатор также использует данную функцию, преимущественно в момент запуска для более быстрого определения геолокации.
Устройство позволяет считывать все изменения в магнитном поле по области, это может использовать для обнаружения определенных объектов в зоне действия, что косвенно используется в беспроводных сетях. В целом сфер применения у датчика много, но из-за небольшого объёма устройства потенциал используется частично.
Зачем используется датчик Холла в смартфоне
В умной технике, где датчик Холла используется для работы небольшого количества инструментов, он встроен в дисплейный модуль. Благодаря такому подходу возможно бесконтактное управление смартфоном. Данная функция встроена практически во все флагманы, но есть и в более дешевых устройствах, правда урезанная версия.
Возможности использования датчика в смартфоне не смогут быть в полной мере задействованы, а количество доступных функций во многом зависит от стоимости гаджета, а также целевой направленности. Для нормальной реализации датчика Холла требуется много места, которым производитель сильно дорожит.
Применение датчика Холла в смартфоне:
- Цифровой компас. Помимо стандартного приложения компас, может применяться в других программах, связанных с навигацией. Благодаря датчику удается достичь более точного позиционирования устройства в пространстве. Известная многим функция в GPS-навигации – направление движения пользователя, также реализуется при помощи датчика. Подобная функция важна в играх (например, известная Pokemon GO) или при составлении маршрута;
- Связь с аксессуарами. Благодаря магнитному чехлу можно несколько расширить возможность устройства и получить доступ к базовым функциям смартфона даже не открывая чехол;
- Отключение/включение экрана в раскладных смартфонах. При изменении положения крышки по отношению к основной части датчик реагирует и производит действие;
- Функционирование возможности «Автоповорот». Позиция смартфона по отношению к земле определяется также микроконтроллером;
- Самостоятельная подстройка изображения при изменении параметров экрана из-за времени суток.
Как проверить датчик Холла
Проверка датчика Холла возможна при помощи стандартных функций смартфона, которые используют сенсор. Данный оператор выходит из строя крайне редко, поэтому проверка сводится к обнаружению, встроен ли он в смартфон или нет.
Если телефон уже у вас на руках, то достаточно поднести магнит к экрану, при наличии контроллера, он должен погаснуть. Причем достаточно даже небольшого кусочка магнита. Если убрать его, экран снова должен заработать. В период прикасания магнитом устройство можно стандартно разблокировать через кнопку.
Самый простой способ достичь цели, если доступа к устройству нет – это посмотреть описание смартфона, в параметрах «Датчики» или «Другое» должна быть соответствующая строка. Информация доступна на бесплатных интернет ресурсах или на официальном сайте. Также можно изучить бумажную документацию. К сожалению, не всегда указываются полные характеристики смартфона и записи о датчике может просто не быть, так как устройство является второстепенным. Наиболее полная информация доступна в электронной документации от производителя, её можно загрузить на официальном сайте.
Дополнительно удостовериться в наличии или отсутствии датчика можно при помощи следующих методов:
На практике использование сенсора может быть удобным благодаря магнитным-чехлам. По внешнему виду чехол не имеет значительных отличий, но в нём встроен магнит. При открытии верхней крышки экран активируется, при закрытии блокируется. Если на смартфоне нужно выполнить пару простых действий, можно даже не открывать чехол, при наличии нём окошка, а достаточно просто нажать на кнопку блокировки и 2 раза тапнуть по дисплею.
Стоит учесть, что частое использование датчика Холла приводит к быстрой потере заряда, поэтому предпочтительно ограничить работу и лишний раз предотвратить его активацию.
Если у Вас остались вопросы по теме «Что такое датчик Холла в телефоне и как его проверить», то можете задать их в комментариях
if(function_exists("the_ratings")) { the_ratings(); } ?>
Современные мобильные устройства обладают большим количество вспомогательных датчиков, трансформирующих обычный мобильный телефон в умное (smart) устройство с большим количеством функций. Кроме акселерометра, сенсора освещённости и других датчиков во многих современных смартфонах присутствует ещё так называемый «датчик Холла», позволяющий измерить напряжённость магнитного поля. В этом материале я подробно расскажу, что такое датчик Холла в телефоне, какова специфика его применения, и в каких функциях смартфона он может особенно пригодиться.
Датчик Холла — это измерительный элемент (по сути – магнитометр), определяющий наличие, интенсивность, и смены в интенсивности магнитного поля.
Датчик получил своё название благодаря открытому в 1879 «эффекту Холла» — возникновению поперечной разности потенциалов, которая появляется благодаря помещению проводника с постоянным током в магнитное поле (американский физик Эдвин Холл, в честь которого назван данный эффект, экспериментировал с пропуском постоянного тока по тонким пластинкам золота).
Эдвин Холл
Возможности датчика Холла пригодились во многих отраслях материального производства (в частности, в автомобилестроении). Применение же его при производстве мобильных гаджетов позволило реализовать следующие функции:
- Измерять величину магнитного потока;
- Автоматически корректировать яркость экрана при разных степенях освещённости;
- Определять более точное направление движения;
- Реализовать бесконтактное управление (с помощью жестов);
- Менять ориентацию изображения на дисплее вашего гаджета и так далее.
В смартфонах датчик Холла выглядит как микросхема, которая на выходе выдаёт сигнал в виде нуля (сигнала нет) или единицы (сигнал подаётся). Данный сигнал считывается смартфоном, и в зависимости от специфики настроек аппарат выполняет то или иное действие.
Упомянутая микросхема
Проверяем, есть ли датчик Холла в вашем телефоне
Так как узнать, есть ли магнитный датчик в телефоне? Обычно наличие датчика Холла в смартфоне должно быть указано в технических характеристиках вашего устройства. Если для модели вашего смартфона продаются умные чехлы (уровня Smart Case), тогда, вполне вероятно, рассматриваемый мной датчик присутствует в вашем гаджете.
При этом большинство современных флагманских моделей смартфонов располагают упомянутым датчиком, встроенным во внутренний функционал таких устройств. Уверен, вы поняли что это за датчик Холла в вашем мобильном устройстве, теперь давайте разберём зачем он нужен.
Зачем нужен Датчик Холла в телефоне
При изготовлении смартфонов, упрощённая модель датчика Холла применяется в нескольких основных случаях:
- В качестве цифрового компаса . Помогает в определении позиционирования устройства, определении направления движения, способствует более корректной работе GPS;
- При работе с магнитными чехлами . Датчик Холла реагирует на открытие и закрытие такого чехла (часто это чехол-флип), соответственно включая или выключая те или иные режимы работы телефона (например, дисплей). Соответственно, это позволяет снизить скорость разрядки аккумулятора, способствуя его более бережному расходу.
- В раскладных телефонах (раскладушках) . В таких устройствах открытие или закрытие крышки включает или выключает данное устройство;
- В других устройствах, связанных с работой смартфона , в частности, в очках виртуальной реальности Google CardBoard, где датчик Холла применяется в работе единственной кнопки данного аксессуара.
При этом небольшие размеры смартфона и такой же небольшой объём его аккумулятора существенно снижают, по мнению специалистов, возможности использования датчика Холла.
Как работает Датчик Холла [видео]
При рассмотрении того, что это такое Датчик Холла в вашем телефоне следует отметить, что данный элемент из-за небольших размеров смартфонов и других ограничивающих возможностей не может в полной мере реализовать свой изначально богатый потенциал. Тем не менее, наличие данного датчика в мобильном устройстве позволяет сделать смартфон более эргономичным и дружелюбным для пользователя – удобно пользоваться магнитными чехлами, удобно ориентироваться на местности, и даже работать с очками виртуальной реальности. Всё упомянутое выше позволяет сделать вывод, что внедрение датчика Холла в современные мобильные устройства является полезной новацией, которая ещё не раз оправдает себя в будущем.
Вконтакте