Какие датчики устанавливаются в современных смартфонах?


Все современные смартфоны напичканы множеством разнообразных датчиков (еще их называют сенсорами), без которых большинство удобных, а в некоторых случаях и просто необходимых функций не могло бы существовать. Среди них можно выделить такие:

  • автоматическая корректировка яркости при изменении освещенности;
  • смена ориентации изображения на дисплее при соответствующем повороте гаджета;
  • управление устройством при помощи жестов;
  • манипуляции в играх и других приложениях путем изменения положения смартфона в пространстве.

Это далеко не все преимущества, которые стали возможны, благодаря использованию сенсоров в мобильных гаджетах. В последнее время активнее стали внедрять специальные датчики, превращающие смартфоны в полноценные метеостанции, а также открывающие широкий спектр возможностей по контролю над физическим состоянием пользователей, в том числе и при занятиях спортом.

Несколько слов о технологии

Возможность использования датчиков, впрочем, как и ряда других аппаратных технологий, появилась благодаря развитию микроэлектромеханических систем, сокращенно - МЭМС. В подобных устройствах соединено множество микроскопических механических компонентов, размеры которых меньше 100 микрометров.

af2b5dcc7ba058e31b80dd05ed3224-145495691

Практически все МЭМСы изготавливают из кремния и полимерных материалов. Постоянная гонка технологий среди основных производителей смартфонов серьезно стимулирует развитие МЭМС и постоянное улучшения таких полезных сенсоров.

Основные датчики, используемые в современных смартфонах

Акселерометр

Название этого датчика происходит от латинского «акселеро» - «ускоряю» и греческого «метр» - «измеряю». То есть акселерометр производит измерение линейного ускорения движущегося объекта в трех осях координат. Полученные данные аккумулируются и поступают на обработку в специальный микроконтроллер или новомодный SoC, где выполняются математические расчеты и вычисляется положение устройства в пространстве в режиме реального времени.

02610add335598b9ae6d6a376e44a4-145495692

В смартфоне акселерометр отвечает за смену ориентации дисплея, в зависимости от положения с ландшафтной на портретную и наоборот. Он позволяет переключать музыкальные композиции после встряхивания, играть в автосимуляторы, держа в руках гаджет, как руль гоночной машины.

В настоящее время акселерометр является чуть ли не обязательным сенсором для всех, даже бюджетных, смартфонов. А еще каких-то 5-7 лет назад наличием последнего могли похвастаться лишь самые дорогие гаджеты.

Гироскоп

Название этого сенсора происходит от древнегреческих слов «гирос» («круг») и «скопео» («смотрю»). Гироскоп нужен для определения углов наклона устройства, посредством замера скорости углового вращения. Чаще всего его используют для совместной работы с акселерометром, поскольку их показания дополняют друг друга.

По тому же принципу, как и акселерометр, гироскопический сенсор передает данные для последующих вычислений угла наклона и направления. Хорошо откалиброванный гироскоп имеет погрешность не более 1-2 градусов.

113a92857ab8e39450ad05082f302b-145495696

Область применения гироскопа в мобильных устройствах – игры, приложения фотосъемки, в том числе для работы оптической стабилизации и т.д.

Кстати, гироскопический датчик является основным элемент в таких устройствах, как летающий дрон и гироскутер.

Магнитометр

Магнитометр необходим для измерения магнитных полей. Принцип работы основан на эффекте Холла, вследствие чего этот сенсор еще называют датчиком Холла. Датчик в режиме реального времени отслеживает изменения силы магнитного полу в трех осях пространства. Иногда магнитометр и акселерометр физически размещают в одном модуле, что позволяет им работать эффективнее.

Магнитометр используется различными навигационными и картографическими приложениями и позволяет значительно повысить точность определения местоположения. Без наличия этого сенсора невозможна работа компаса в смартфоне.

7fdffd5ba99817f16ee4684d767b45-145495709

Еще одним часто используемым применением датчика Холла является разблокировка телефона после открытия чехла, оснащенного небольшим магнитом. Датчик фиксирует изменения магнитного поля и посылает команду на разблокировку или, наоборот, на блокировку при закрытии чехла.

Датчик приближения

Датчик приближения чаще всего устанавливают около разговорного динамика. При помощи инфракрасного луча датчик определяет степень приближенности лица человека к телефону и передает данные процессору. В режиме разговора на основе информации от этого сенсора система принимает решение об отключении дисплея и блокировки тактильных сенсоров, что позволяет экономить заряд аккумулятора и не реагировать на непреднамеренные нажатия.

da5a0600080ce56525e051ba14982a-145495705

В последнее время производители смартфонов стали использовать эти датчики еще и для распознавания жестов. Благодаря этому, пользователь может управлять определенными функциями без прикосновений к дисплею.

Датчик освещенности

Пользу от использования датчика освещенности невозможно недооценить. Он передает системе информацию об уровне яркости света вокруг гаджета, в результате чего система понижает яркость экрана (когда вокруг темно), что позволяет не так сильно напрягаться глазам и экономит заряд батареи. Увеличение яркости экрана осуществляется при попадании ярких лучей, чтобы изображение не блекло и текст на экране был читабельным.

В дорогих гаджетах применяются более продвинутые датчики света, способные распознавать составляющие RGB, и на основе этих данных система может производить автоматическую корректировку цветопередачи.

Редкие датчики

Наличием нижеприведенных датчиков могут похвастаться не так уж и много продаваемых сегодня смартфонов. Хотя некоторые из них набирают все большую популярность и скоро перейдут в разряд «обязательных к применению».

Дактилоскопический сенсор

Его еще называют сканером отпечатков пальцев. Основная цель применения данного биометрического датчика – повышение безопасности использования мобильных устройств. В смартфонах часто хранится так много информации, с помощью которой можно получить доступ к финансам владельца и персональным данным, что их следует защищать как можно надежнее. Также дактилоскопический датчик используется в качестве элемента управления устройством (как еще одна навигационная клавиша).

d80b8b8031e03c945fcef2cad86458-145495711

И да, еще год назад, этим датчиком оснащались лишь флагманские модели смартфонов. Сейчас его можно увидеть и на более доступных аппаратах с ценником, чуть превышающем 100 долларов.

Педометр

Педометр или, как его еще называют, шагомер предназначен для измерения количества шагов владельца гаджета, что позволяет при помощи специальных приложений отслеживать его физическую активность. Главное не забывать носить его с собой, иначе данные будут не полными. Стоит отметить, что намного удобнее для этих целей использовать специальный фитнес-браслет, который уж точно всегда будет на руке, и его не забудешь.

c7a7dd7a58898c8f778cc2fa75e439-145495713

Пульсометр

Этот сенсор измеряет сердечный ритм, чаще все по запросу пользователя. Пульсометры также встраивают в фитнес-браслеты (например, Xiaomi Mi Band 1S), что намного удобнее в повседневном использовании.

Температурный датчик

Очевиднее очевидного, что температурный датчик предназначен для измерения температуры. Существует два типа термодатчиков:

  • Внутренние – контролируют температуру различных модулей смартфона, для предотвращения их перегрева. Устанавливаются практически во все смартфоны.
  • Внешние – измеряют температуру окружающей среды. Чаще всего используются в фитнес-приложениях. Кроме того, он банально заменяет обычный уличный термометр. Но этот датчик используется не часто.

Барометр

Измеряет атмосферное давление. Используется в навигационных программах в качестве высотомера, повышает точность работы системы GPS. Вычисляет высоту над уровнем моря на основе изменения разницы атмосферного давления.

8428b0fcaf121f55bf1764e79c1f19-145495718

Датчик влажности воздуха

Как бы банально это не звучало, датчик влажности измеряет влажность воздуха. При использовании совместно с барометром и температурным датчиком (внешним), он способен заменить продвинутую метеостанцию. Помогает контролировать и оптимальный уровень влажности в помещении и подсказывает уровень комфортности погоды за окном (на основе соотношения температуры и влажности).

Как говорилось выше, далеко не все смартфоны могут похвастаться наличием большинства вышеперечисленных датчиков, но есть и такие, в которых установлены и функционируют должным образом все они – это модели линейки Samsung Galaxy S4 и выше (S5, S6).

Экзотические датчики

Есть еще несколько примеров ну очень редко встречающихся датчиков:

Дозиметр

Предназначен для измерения уровня радиационной активности. В повседневной жизни трудно придумать, кому он мог бы понадобиться в смартфоне. Однако японская компания Sharp оснастила одну из своих моделей датчиком-дозиметром после масштабной аварии на атомной электростанции.

7d65eac6d732ff9933c2a35f284613-145495723

Датчик отслеживания силы нажатия

Он, конечно, не настолько экзотический, как дозиметр, но попал в эту подкатегорию по причине еще пока малой распространенности. Им оснащены последние модели iPhone, а также смартфон китайского производителя ZTE Axon Mini. В 2016 году планируется, что он появится в Samsung Galaxy S7 и, возможно, во флагмане от LG.

Датчик предназначен для определения и фиксации определенного уровня нажатия на сенсорный дисплей с целью выполнения соответствующего действия. Кроме того, его можно применять для «взвешивания» мелких предметов на лицевой поверхности смартфона.

Как проверить наличие датчиков в собственном смартфоне

Все очень просто. Данная функция поддерживается в последних версиях популярного бенчмарка AnTuTu, а также в приложении Android Sensor Box, Device Test и некоторых других. В подобных приложениях можно не только убедиться в наличии определенных датчиков, но и посмотреть поступающие от них сведения.

Выводы

Современные смартфоны умеют делать множество разных полезных и не очень вещей, но все это им удается благодаря наличию специальных датчиков. Развитие технологий происходит очень быстро и, возможно, в самом ближайшем будущем мы будем обладать гаджетами с такими невероятными функциями, о которых мы даже не могли и мечтать. Кто знает, может «завтра» будет смартфон, способный анализировать запахи или диагностировать у пользователя развитие каких-то тяжелых заболеваний.

Какие датчики наиболее полезными считаете вы? А каких не хватает в вашем смартфоне?

Похожие статьи