Какие датчики (сенсоры) устанавливаются в современные смартфоны и как они улучшают опыт использования аппаратов. Про типичные, редкие и эксклюзивные МЭМС

Многие удобные и даже необходимые функции смартфона были бы невозможны без специальных датчиков (сенсоров). Управление жестами, автоматическое изменение яркости, изменение ориентации экрана при повороте и его отключение при разговоре, контроль в игре без нажатий — это далеко не полный перечень возможностей. Также наличие некоторых датчиков может превратить смартфон в метеостанцию или быть очень полезным при занятии спортом, слежении за физическим состоянием.

Наличие датчиков в смартфонах и не только было бы не невозможно без развития микроэлектромеханических систем (МЭМС). Такие устройства соединяют в себе электрические и механические компоненты в микроисполнении. Размеры таких элементов не превышают 100 микрометров.

Готовые устройства МЭМС

Основным материалом для создания МЭМС служат кремний и полимеры. По данной технологии создаются все известные сенсоры, которые необходимо использовать в компактных устройствах, например, смартфонах. Совершенствование в технологическом плане смартфонов дало большой толчок для развития МЭМС. Давайте рассмотрим примеры таких датчиков.

Акселерометр – слово, соединяющее в себе два языка: акселеро – с латыни «ускоряю», метр – с греческого «измеряю». Такой датчик замеряет линейное ускорение движущегося тела по трем осям координат. Данные измерений собираются и обрабатываются посредством SoC или специально выделенного микроконтроллера. Далее, производится математический расчёт и фиксируется положения смартфона в пространстве в реальном времени.

Акселерометр внутри смартфона

Именно акселерометр позволяет менять ориентацию экрана с портретной на ландшафтную и наоборот в зависимости от положения устройства, переключать музыкальные треки при встряхивании, гонять автомобильные симуляторы, используя в качестве руля смартфон или планшет. Акселерометр является одним из самых популярных датчиков в смартфоне, и если раньше это была диковинка и прерогатива дорогих телефонов, то на сегодня таким сенсором может похвастаться любое бюджетное решение.

Гироскоп — состоит из двух древнегреческих слов «круг» и «смотрю». Как правило, работает в паре с акселерометром, дополняет его в некоторых случаях. Гироскоп необходим для фиксации углов наклона устройства. Делает это он с помощью измерения скорости углового вращения.

Также как акселерометр, гироскоп передает результаты замеров в устройство для дальнейших расчетов угла наклона и его направления. Погрешность откалиброванного гироскопа составляет не более 1-2 градусов. Широко применяется в мобильных играх, приложениях для фотосъемки, для оптической стабилизации в камерах, летающих дронах, управляемых смартфоном. Также как и акселерометр, гироскоп является очень популярным датчиком и присутствует во многих смартфонах.

Магнитометр – сенсор для измерения магнитного поля. По сути он собой представляет выполненный по технологии МЭМС миниатюрный датчик на основе эффекта Холла. Он регистрирует изменения силы магнитного поля по трем осям X, Y и Z. В этом случае он используется для навигационных и разных картографических приложениях, для повышения точности определения местоположения. Также без этого датчика не будет работать цифровой компас в смартфоне. Магнитометр иногда размещают в одном модуле с акселерометром, и они работают в паре, дополняя друг друга. Еще датчик Холла просто фиксирует изменения магнитного поля, без привязки к осям. Такие свойства используются в паре со специальными чехлами, в которые встроены магниты. При открытии крышки такого чехла экран смартфона автоматически включится и наоборот.

Датчик приближённости. Позволяет отключать экран телефона при разговоре. Такая функция позволяет экономить заряд устройства, а также предотвращает случайные нажатия. Работает такой датчик на основе IR детектора. Он обычно находится возле разговорного динамика и с помощью инфракрасного луча фиксирует нашу часть лица в непосредственной близости к телефону. На основе этого датчика реализуются еще одна интересная фича – распознавание жестов. Они позволяют управлять некоторыми функциями смартфоном не прикасаясь к экрану.

Датчик света – измеряет, насколько яркое освещение вокруг смартфона. На основании его данных ОС повышает или понижает яркость экрана. Экономя энергию смартфона и позволяя более комфортно пользоваться им. Продвинутые датчики могут анализировать составляющую RGB цвета и в соответствии с этим подстраивать цвета дисплея.

Описанные выше сенсоры характерны для соверменных смартфонов. Но ведь есть и редкие экземпляры:

Барометр – датчик для измерения атмосферного давления. Может использоваться в некоторых приложениях (навигационных, измерительных) для определения высоты над уровнем моря. Делает это он, высчитывая разницу атмосферного давления. Также повышает точность и скорость работы систем GPS. Например, фиксируя постоянно высоту объекта относительно уровня моря, можно отследить его перемещения не только в горизонтальной плоскости, но и в вертикальной.

Температурный датчик – как вы уже догадались, этот сенсор измеряет температуру. Бывают двух видов:

1. Внутренний – для измерения температуры модулей смартфона, нужен для контроля над нагревом и предотвращения перегрева компонентов. Присутствует во многих устройствах.
2. Внешний – для измерения температуры окружающей среды. Может использоваться в качестве обычного термометра и для разнообразных фитнес-приложений. И этот датчик скорее редкость, чем заурядность.

Датчик влажности воздуха – в паре с предыдущими двумя может выполнять функции продвинутой метеостанции. Поможет вам узнать, не пересушиваете ли вы воздух в квартире и насколько комфортная погода на улице (соотношение температуры и влажности).

Педометр – считает количество пройденных шагов и полезен для отслеживания активности. Главное, чтобы смартфон был всегда при вас.

Пульсометр — по запросу измеряет частоту сердцебиения. Как по мне, намного удобнее использовать этот датчик и шагомер во всевозможных фитнес-браслетах.

Сканер отпечатков пальцев – биометрический датчик, призван повысит безопасность устройства. Подробнее о них вы можете прочитать в одной из наших статей.

Наличие всех перечисленных выше датчиков является своеобразной фишкой смартфонов Samsung линейки Galaxy (начиная с S4).

И совсем уж диковинкой выглядит дозиметр – датчик измерения радиации. Им оснастила свой телефон компания Sharp, а причиной такого шага стала авария на атомной электростанции в Японии.

Проверить наличие и работоспособность того или инного датчика в вашем смартфоне можно с помощью специального программного обеспечения, например — AnTuTu Tester, Z — Device Test, Android Sensor Box и т.д.

Как мы убедились, в нашем смартфоне может быть много разнообразных датчиков и его работа уже практически невозможна без них. А ведь к этому списку можно добавить еще камеру со светочувствительным сенсором, микрофон – регистрация звука, тач — реакция на касание. В будущем же смартфоны могут обладать обонянием, улавливая, например, чадный газ, смогут диагностировать сердечные и другие заболевания и многое другое.

А как вы думаете, какие датчики реально полезны и востребованы в современном смартфоне?

Современные мобильные устройства оснащены многочисленными датчиками, значительно расширяющими их функциональные возможности. Пользователи девайсов часто даже не догадываются о наличии некоторых встроенных сенсоров, и тем более не имеют представления об их предназначении. Датчики приближения, освещения, акселерометр, гироскоп и прочие интегрированные сенсоры, которыми давно оснащаются даже бюджетные модели, обычно известны владельцам устройств, но, встречая незнакомые решения, пользователи не знают, чем они могут быть полезны и как их применить.

Сравнительно недавно производители мобильных девайсов начали встраивать регистраторы геомагнитного поля, позволяющие использовать телефон в качестве компаса и определять стороны света с применением специального ПО.

Что такое геомагнитный датчик

Встраиваемый в мобильное устройство геомагнитный датчик (geomagnetic fields sensor, магнитометр) являет собой сенсор, реагирующий на магнитные поля Земли, то есть, улавливающий электромагнитное излучение. Поскольку с его помощью можно определить стороны света и узнать текущее направление девайса, он именуется также «электронный компас».

Измерения магнитных полей, выполняемые датчиком, позволяют хорошо ориентироваться на местности, что обеспечит точную навигацию и очень выручит в отсутствии модуля GPS на устройстве, ведь с магнитометром легко определить текущее местонахождение смартфона и направление движения (при этом подразумевается использование Wi-Fi и вышек сотовой связи).

Для чего нужен геомагнитный датчик

На смартфонах датчик геомагнитного анализа используется чаще всего для определения местоположения объекта и стороны света, куда направлен девайс. Информация об отслеживании ориентации устройства в пространстве относительно магнитных полюсов пригодится при работе с картографическими приложениями. Софт данной категории относится к must have для любого современного мобильного устройства и обычно на девайсах под управлением Android уже предустановлены карты (Google Maps), альтернативные варианты можно устанавливать самостоятельно из магазина Google Play.

Наиболее распространённое применение магнитометра в смартфоне – реализация компаса и улучшение геомагнитного позиционирования, но можно использовать его также в качестве металлоискателя и с целью поиска проводки в стенах помещений, для чего потребуется установка специального ПО.

Вместе с акселерометром и гироскопом магнитометр позволяет полноценно использовать Android-устройство в качестве геймпада на компьютере.

Чем отличаются магнитные и геомагнитные датчики

Часто сенсоры, встроенные в смартфон, в некоторой мере дублируют и дополняют друг друга. Например, геомагнитный датчик может работать также в тандеме с датчиком Холла. Арсенал устройства пополняется дополнительными аппаратными датчиками со схожим принципом работы, при этом упрощённой функциональности, с целью повышения точности.

Так, владелец Android-девайса может найти в списке имеющихся сенсоров магнитный и геомагнитный анализаторы, отличающиеся предназначением и вариациями применения.

Магнитный датчик позволяет улавливать и анализировать магнитные поля, при этом имея упрощённый механизм работы. Его задача заключается в регистрации усиления магнитного поля, тогда как на осевую напряжённость сенсор не реагирует. Современные мобильные устройства оснащаются им для взаимодействия с аксессуарами, такими как чехол SmartCover в виде книжки. Когда «умная обложка» закрывается, датчиком регистрируется приближение магнита, интегрированного в чехол, сигнал подаётся системе и экран смартфона гаснет. Это избавляет пользователя от необходимости вручную блокировать дисплей устройства, исключает случайные нажатия и экономит заряд батареи. При открытии обложки магнит на флипе удаляется от сенсора, магнитное поле изменяется. Это регистрируется датчиком, он подаёт команду системе и экран загорается снова. В некоторых чехлах предусмотрено окошко ля отображения определённых участков дисплея (часы, сообщения, пропущенные звонки и прочие) – возможность также обеспечена датчиком Холла, определяющим необходимость полностью блокировать экран или оставить отдельную область активной.

Наличие датчиков в мобильном телефоне

Геомагнитный сенсор являет собой более совершенную конструкцию, позволяющую регистрировать магнитное поле Земли, с высокой точностью определяя стороны света. Это обеспечивает возможность использования смартфона как компаса, но перед применением важно откалибровать датчик.

Использование компаса на телефоне

Компас не всегда является штатной функцией смартфона, но при наличии магнитного датчика добавить опцию можно, установив специальное приложение из магазина Google Play. О возможностях стороннего инструмента можно почитать в описании к софту. Компас потребуется откалибровать для точности показаний.

В Google Maps благодаря компасу пользователь видит стрелку, указывающую направление стороны света, в которую повёрнут смартфон. Если компас откалиброван, луч будет узким, а в случае необходимости калибровки – широким, при этом приложение предупредит о том, что действие должно быть выполнено. Процедура подразумевает очерчивание телефоном восьмёрки в воздухе.

Краткое описание основных датчиков современного смартфона, их назначение, какие из них необходимы, а без каких можно и обойтись.

Смартфоны сегодня оснащают множеством датчиков, работа которых часто не заметна. При этом их отсутствие резко уменьшает функционал телефона. На презентациях новинок их упоминают вскользь, хотя каждый из имеющихся датчиков делает работу со смартфоном удобнее и проще.

В этой короткой статье мы рассмотрим основные датчики, являющиеся неотъемлемой частью большинства современных смартфонов и их назначение.

Акселерометр самый популярный на сегодняшний день датчик в смартфонах. Он измеряет ускорение тела в пространстве и отвечает за автоматический поворот изображения на дисплее.

Этим датчиком укомплектованы абсолютно все современные смартфоны, а его работа заключается в автоматической смене ориентации экрана при повороте устройства.

Гироскоп в смартфоне определяет скорость углового вращения. Благодаря этому сенсору пользователь может поворотом гаджета управлять игрой. Он также используется при фотосъемке и для координирования дронов. Так же крайне полезен и есть практически везде.

Магнитометр (датчик Холла)

Магнитометр (магнитный компас) встречается не во всех смартфонах. Этот датчик измеряет уровень магнитного поля и используется для комфортной работы с навигационными сервисами и в случае запуска цифрового компаса. Работа с чехлами, которые позволяют разблокировать смартфон при открывании аксессуара, тоже зависит от наличия магнитометра.

Многие смартфоны не имеют аппаратного магнитометра, что не позволяет использовать соответствующие аксессуары. В них используется так называемый цифровой (программный) компас, который используется в навигации, но является менее точным.

Встроенный в смартфон барометр позволит с высокой точностью определять атмосферное давление. С помощью этого датчика легко выяснить текущее положение над уровнем моря. Присутствие барометра существенно повышает точность данных GPS, но является привилегией топовых дорогих смартфонов.

Шагомер

Шагомер или педометр помогает контролировать пройденное расстояние, выраженное в количестве шагов. Наличие этого сенсора демонстрирует то, что владелец смартфона уделяет внимание физическим нагрузкам и состоянию своего здоровья.

Отдельный датчик шагов может быть только в некоторых смартфонах и умных часах, ориентированных специально на спортсменов и людей, которые хотят вести более подвижный образ жизни. В других смартфонах шаги считаются с помощью стандартных датчиков и специальных спортивных программ, но немного менее точно.

Датчик приближения

Датчик приближения является обязательным модулем, который блокирует экран во время разговора от случайных нажатий (когда экран прикладывается к щеке). Кроме этого, в некоторых более дорогих моделях успешно реализована система управления жестами с использованием датчика приближения.

Датчик освещенности

Датчик освещенности устанавливается для замера освещенности вокруг смартфона. На основе полученной с него информации смартфон может автоматически выставлять комфортную яркость экрана. Это крайне полезный датчик, облегчающий использование смартфона без необходимости постоянной ручной регулировки яркости, но может отсутствовать в некоторых бюджетных смартфонах.

На улице при ярком свете экран будет максимально ярким и хорошо читаемым, в помещении яркость будет снижаться до среднего уровня, а в вечернее время и затемненном помещении подсветка будет опускаться до минимального щадящего для глаз уровня.

Дактилоскопический сенсор

Стандартом в современных смартфонах в последние годы стал сканер отпечатка пальца. Используя этот способ разблокировки, можно закрыть доступ к устройству или отдельным приложениям от посторонних.

Разблокировка смартфона с помощью датчика отпечатка пальцев позволяет ускорить получения доступа к функционалу смартфона и предотвратить доступ к личным данным в случае его утери или кражи.

Сканер отпечатка пальца обеспечивает высокий уровень защиты смартфона, потому что в отличие от пароля или графического ключа найти способ разблокировки без заданного пальца практически невозможно.

Другие датчики

Есть и некоторые другие датчики, такие как термометр, датчик влажности, пульсометр (датчик сердцебиения), датчик вредного излучения (радиации). Но встречаются они крайне редко и их назначение вполне понятно, так что мы не будем на этом останавливаться.

Надеемся эта статья была для вас полезной и интересной, если так – поделитесь ей в соцсетях с помощью кнопочек слева

В этой статье я расскажу вам что такое датчик приближения в телефоне Андроид, как он работает, его особенности и как выполнить сброс и калибровку. Обо всем по порядку.

Внимание! Вы можете задать свой вопрос специалисту в конце статьи.

Что такое датчик приближения в телефоне?

Датчик приближения в смартфоне представляет собой небольшую деталь, которая реагирует во время сближения гаджета с каким-либо объектом. При помощи данного датчика во время разговора по телефону автоматически гаснет его экран, когда устройство приближается к уху.

Данная функция очень полезна:

• Если при разговоре отключается экран, то это гарантирует, что вы не нажмете случайно на сенсорном дисплее какую-либо кнопку к примеру, ухом или щекой.
• Данный датчик позволяет экономить заряд телефона. Если бы во время разговора горел экран, то смартфон бы очень быстро разряжался, а это неудобно, особенно для любителей разговаривать часами.

На скриншоте ниже показано, где на Андроид устройстве находится датчик приближения.

Зачастую датчик движения располагается в верхней части телефона – рядом с фронтальной камерой. На некоторых девайсах окошко датчика хорошо видно, а на других невооруженным глазом оно не заметно.

Для определения места расположения на вашем телефоне данного датчика достаточно в режиме разговора его отодвинуть от уха и область возле камеры закрыть пальцем. Когда погаснет экран – вы нашли на устройстве датчик приближения.

Читайте На Android не выключается экран во время звонка

Особенности работы датчика приближения

По своей технологии датчики бывают нескольких типов, основные из которых следующие:

• Индуктивные.
• Емкостные.

Особенностью индуктивных датчиков стало реагирование только на металлические объекты, из-за чего в экранах телефонов они не применяются. Емкостные могут определить почти все объекты, у которых диэлектрическая проницаемость отличается от воздуха.

Здесь он вместе с объектом образует между собой своеобразный пространственный конденсатор с емкостью. Расстояние определяется через изменение емкости.
В таких датчиках длительность чувствительности невелика. Параметр зависит от размера приближения. Для сенсорных экранов смартфонов не требуется большая дальность – ему необходимо реагировать только во время разговора на приближение уха.

Как в телефоне включить датчик приближения?

В телефонах Андроид зачастую датчик включен автоматически. Если изначально он у вас не работает или его случайно отключили, то можно включить снова:

• Заходим в «Вызовы» гаджета.
• Переходим в «Настройки» вызовов (долгое или обычное нажатие на кнопку функций гаджета или на сенсорном дисплее кнопка «Настройки»).
• Нажимаем на раздел «Входящие вызовы».
• Сдвигаем переключатель или ставим галочку рядом с пунктом «Датчик приближения».

Подобным образом при необходимости можно отключить датчик.

Преимущества и недостатки технологии распознавания

Выделяют следующие преимущества датчика распознавания:

• Высокая степень чувствительности.
• Довольно большая область обнаружения.
• Относительная доступность в плане стоимости, т.к. производятся датчики из дешевых компонентов – пленки оксидов олова, меди, печатной краски, индия и внешнего проволочного датчика.
• Универсальность конструкции.
• Малый размер.
• Возможность функционирования с использованием разных не проводящих покрытий, например, стекол разной толщины.
• Температурная стабильность.
• Высокая надежность и долговечность.

Данный метод имеет определенные минусы:

• Чувствительный элемент должен быть проводящим, чтобы было обнаружено приближение. Например, он не сможет обнаружить руку в резиновой перчатке.
• Нахождение возле проводящего объекта можно стать причиной того, что система паразитную емкость будет пересчитывать так, чтобы учитывать изменение, вызванные этим объектом. Из-за этого часто появляются ложные срабатывания в будущем, но данную неприятность можно устранить путем калибровки датчика приближения.
• Метод емкостного распознавания функционирует так, что, когда металлические объекты находятся в диапазоне его работы, сам диапазон уменьшается.

Читайте Google Play Market не работает сегодня — причины и что делать

Настраиваем на телефоне датчик приближения

В функционировании датчика могут появиться некоторые неполадки. При приближении гаджета к уху он может не работать или включаться, когда далеко от смартфона находится какой-либо объект.

В этой ситуации нужно осуществить калибровку датчика приближения. Самый безопасный и простой способ – это использование бесплатного приложения «Датчик приближения Сброс», которое доступно в Плей Маркете.

После скачивания и инсталляции необходимо запустить софт и выполнить такие шаги:

• Нажимаем на «Calibrate Sensor».
• Закрываем рукой датчик и выбираем на экране «Next».
• Руку убираем и снова нажимаем на «Next».
• Теперь следует нажать на «Calibrate», затем на «Confirm»
• Программе предоставляем root-права (нажимаем «Разрешить»).
• Ожидаем, пока телефон перезагрузится.
• Проверяем работоспособность датчика приближения.

Если данные действия не решили проблему, то может потребоваться калибровка дисплея или даже перепрошивка девайса. Еще мог произойти аппаратный сбой, т.е. потребуется заменить сам датчик в гаджете, что сможет сделать специалист в сервисном центре.