Барометр анероид на Андроид: ТОП-5 приложений

Современные смартфоны оснащаются специальными барометрами для измерения атмосферного давления. Рыбаки с помощью приборов определяют время хорошего клёва, а рядовые пользователи …

Возможности мобильного барометра

Барометр – это прибор для измерения атмосферного давления – силы, с которой воздушная масса давит на поверхность земли. Наблюдение за изменением его показателей и правильное понимание значений позволяет предугадывать:

• Как уже сказано, грядущее изменение погоды. Снижение атмосферного давления обычно происходит перед дождями и снегопадами, повышение – перед установлением ясных, солнечных дней.
• Возможное ухудшение самочувствия у метеочувствительных людей.
• Скорую смену направления ветра (полезно для туристов, любителей запускать дроны, спортсменов-парапланеристов, парашютистов, серферов и т. д).
• Изменения в поведении рыб и животных (пригодится охотникам и рыболовам).

Применительно к мобильному телефону функции барометра полезны для:

• Определения точного положения аппарата в пространстве. Дает возможность узнать не только широту и долготу, но и высоту над уровнем моря. Это может пригодиться при фотографировании (некоторые приложения наносят координаты телефона на снимки) и в навигации – составлении маршрутов с учетом рельефа местности.
• Управления опциями устройства в зависимости от силы нажатия на экран (например, изменением толщины штриха при рисовании).

При желании барометру в телефоне можно найти еще массу применений, например, определять с его помощью высоту объектов. Но это уже на любителя.

Источник: http://f1comp.ru/prgrammy/meteostanciya-na-ladoni-zachem-v-telefone-barometr-i-kak-ego-ispolzovat/

Как работает барометр в смартфонах и часах?

В мобильных устройствах используются MEMS-барометры. MEMS — это аббревиатура, которую можно расшифровать как микроэлектромеханические системы (МЭМС). Собственно, это микроскопические механизмы с электроникой внутри.

Теоретически измерить давление очень легко. Для этого можно сделать небольшую коробочку с гибкой мембраной:

Что будет внутри коробочки — решать вам. Можно полностью откачать все молекулы воздуха, чтобы там образовался вакуум. Тогда мембрана будет изгибаться внутрь под давлением атмосферы. Чем выше давление, тем сильнее будет изогнута мембрана и наоброт:

Можно внутри коробочки сделать давление, равное одной атмосфере, то есть, идеальному давлению на уровне моря — 760 мм рт. ст.

В таком случае наша мембрана будет прогибаться то внутрь, когда атмосферное давление будет выше нормы (выше давления внутри коробочки), то наружу, когда атмосферное давление упадет и станет ниже того, что внутри коробочки:

Это примерно как наши уши. Когда мы взлетаем на самолете или поднимаемся на скоростном лифте, давление атмосферы резко падает (мы «выплываем со дна» атмосферы на «поверхность», где давление гораздо ниже). Но давление воздуха внутри уха (за барабанной перепонкой) осталось прежним, каким было еще на земле.

В результате барабанная перепонка продавливается наружу и мы чувствуем, будто уши заложило. Если глотнуть слюну, в глотке автоматически откроются небольшие отверстия, ведущие прямо к ушам и воздух (избыточное давление в ушах) по трубкам выйдет прямо в носоглотку.

Только в случае с барометром нам ни в коем случае нельзя запускать воздух в коробочку, ведь смысл именно в том, чтобы мембрана изгибалась.

Вот как выглядит реальный мобильный барометр:

Обратите внимание на его размеры (2*2*0.75 мм). И это даже не коробочка с воздухом внутри. Это общая «упаковка», под которой скрывается сама коробочка с мембраной и микросхема. То есть, сам чувствительный элемент здесь еще раз в 6-7 меньше. Вот еще одно фото барометра рядом с линейкой для оценки масштаба:

Два MEMS-барометра рядом с линейкой

Ну хорошо, с этим всё ясно. Мембрана движется в ответ на изменение давления, это чисто механический процесс, понятный даже ребенку. Но как смартфон отслеживает это изменение? Какой датчик и каким образом может уловить столь ничтожные колебания кремниевой мембраны? А они действительно настолько незначительные, что увидеть их невооруженным глазом невозможно.

Для отслеживания изгиба мембраны используется мост Уитстона.

Я, правда, не хочу выходить за рамки популярной статьи и углубляться в подробности, которые будут неинтересны широкому кругу читателей. Но, с другой стороны, объяснение принципа работы барометра останется неполным, так как совершенно неясно, как же смартфон фиксирует изгибы мембраны.

Поэтому давайте поступим так. Если тема кажется вам уже раскрытой, не стоит портить впечатление от статьи, погружаясь в детали. Можете просто поставить оценку статье и подписаться на наш Telegram-канал, чтобы не пропускать другие интересные материалы.

Но если вы все еще здесь, тогда продолжим!

Что такое мост Уитстона и как он работает?

Изгиб мембраны регистрируется смартфоном очень просто — чем сильнее она деформируется, тем выше будет электрическое напряжение на ее контактах. То есть, если давление повышается, мембрана изгибается сильнее и электрическое напряжение растет, если понижается — электрическое напряжение падает.

Измерив, сколько вольт «выдает мембрана», мы узнаем, какое там напряжение и, соответственно, как сильно давление воздуха деформировало мембрану.

Остается лишь одна задача — превратить механическую деформацию мембраны в электрический ток. Для этого используют тензорезисторы. Еще их называют пьезорезисторами из-за так называемого пьезорезистивного эффекта, который очень многие путают с пьезоэлектрическим эффектом.

Теперь давайте выдохнем и забудем обо всех этих терминах!

Когда ток идет по проводу, мы можем сделать так, чтобы его стало меньше, то есть, мы можем сделать так, чтобы в какой-то точке электроны «замедлялись»:

Для этого мы используем простую детальку под названием резистор. В физическом плане это может быть просто очень тонкий проводок (тоньше того, по которому ток шел до резистора), спрятанный в «коробочку» или какой-то материал, хуже проводящий ток. Главное то, что после резистора падает напряжение и сила тока (количество электронов, проходящих за секунду).

Это как шланг с водой. Воде гораздо проще течь по широкой трубе, чем по очень узкой. Возвращаясь к нашим трубочкам, попробуйте попить сок из широкой и узкой трубочек. В первом случае вам придется прикладывать гораздо меньше усилий, так как сок будет течь свободнее.

А теперь представьте, что у нас есть резистор, который может физически растягиваться. И когда он растягивается, провода, по которым течет ток, становятся более узкими и длинными. Соответственно, такой резистор будет еще сильнее препятствовать протеканию тока. Но когда резистор будет сжиматься, провода станут более широкими и короткими, то есть, сопротивление такого резистора упадет:

Это и есть тензорезистор! То есть, резистор, сопротивление которого изменяется при физической деформации. Конечно, в современных MEMS-барометрах нет никаких растягивающихся проводков, но принцип ровно тот же. Так называемые пьезорезисторы (по сути — те же тензорезисторы) — это полупроводниковый материал, который изменяет сопротивление при механических воздействиях.

Итак, у нас есть резисторы и тензорезисторы. Что с ними делать дальше? А дальше мы делаем невероятно простую схему, соединяя 4 резистора вот таким образом:

Это и есть мост Уитстона. Когда мы подключим к этому мосту напряжение от батарейки смартфона или часов, то по нему потечет ток и в каждом резисторе этот ток будет замедляться в зависимости от того, какое у каждого резистора сопротивление.

Всё, что нам осталось сделать — это измерить напряжение между точками A и B:

Весь смысл моста Уитстона заключается в том, что если правильно подобрать все четыре сопротивления, между этими точками не будет никакого напряжения, то есть, разницы потенциалов.

Другими словами, если на верхнем и нижнем проводе будет по 5 вольт, то между этими проводами не будет никакого напряжения (потенциал на верхнем и нижнем проводе одинаков), а значит и ток по проводу между точками A и B не будет протекать:

Как же подобрать эти резисторы? Я упущу несложные расчеты и просто скажу, что напряжения между точками A и B не будет в том случае, если R1*R3 = R4*R2. То есть, если умножив сопротивление первого резистора на сопротивление третьего, мы получим такое же значение, как если бы умножили сопротивление четвертого резистора на сопротивление второго, то между точками A и B ток проходить не будет.

Каким образом мы получили эту закономерность (R1*R3=R4*R2), я расскажу только в комментариях, если это вообще кому-то будет интересно.

И вот теперь самое главное! У нас уже есть мост Уитстона, который мы предварительно сбалансировали (балансировка моста — это и есть подбор резисторов нужных сопротивлений, чтобы работала наша простая формула).

Теперь вместо одного из резисторов или же вообще вместо всех резисторов, мы ставим тензорезисторы, которые изменяют свое сопротивление при деформации. А сами резисторы размещаем на мембране, которая изгибается под давлением.

Когда мембрана будет деформироваться, она изменит и форму тензорезисторов (показаны зеленым цветом), из-за чего тот изменит свое сопротивление:

Но как только один из резисторов меняет сопротивление, происходит разбалансировка моста Уитстона, то есть, теперь уже R1*R3 не будет равняться R4*R2 и между точками A и B возникнет напряжение, которое смартфон моментально зафиксирует, так как он непрерывно измеряет электрическое напряжение между точками A и B.

Более того, мост Уитстона позволяет не только определить напряжение, но и направление тока. При определенных значениях сопротивлений напряжение в точке A будет меньше, чем в точке B и ток потечет от B к A, в противном случае, ток потечет в обратную сторону. То есть, мы можем легко определять в какую сторону отклонилась мембрана (падает ли атмосферное давление или растет).

Вот так и замеряют смартфоны и часы атмосферное давление, если они, конечно, оснащены барометром!

Более того, именно на этом принципе и основана работа любых весов. То есть, во всех весах также есть тензорезисторы и мост Уитстона. Когда вы становитесь на весы, то немного деформируете «мембрану», которая изменяет и сопротивление тензорезистора.

И последнее! Если в вашем смартфоне есть датчик давления, тогда для того, чтобы им воспользоваться, нужно скачать соответствующее приложение. Их очень много как на Android, так и для iPhone. Просто в магазине приложений введите в поиск слово «барометр» и скачайте понравившуюся программу. Если же в смартфоне нет датчика, то и приложение работать не будет.

Алексей, глав. редактор Deep-Review

Источник: http://deep-review.com/articles/barometer-in-smartphone/

Немного теории

Первый барометр был создан в далёком 1644 году в Италии. Подобную конструкцию с использованием ртутного столба современные синоптики применяют и по сей день.

Когда жидкий металл опускается, значит погода ухудшится. А при повышении – ситуация обратная.

Казалось бы, кому это полезно знать? Существуют люди, самочувствие которых напрямую зависит от погоды. Особенно это касается тех, кто испытывает проблемы с сердечной системой, болями в суставах. Вот как раз для них барометр является важным инструментом прогнозирования. Обладая такой информацией, можно отложить некоторые дела, которые могут создавать нагрузку для физического здоровья.

Но зачем барометр в смартфоне? Оказывается, не только для медицинских целей, но и для более точного измерения местоположения мобильного гаджета. В связке с системой GPS можно получить детальное местонахождение человека посредством специальных программ (Google Карты и т.д.).

Нередко рыбаки прибегают к помощи измерителя атмосферного давления, чтобы предвидеть поведение рыбы и качество клёва. Я в этом деле не силён, лучше уточнить у знатоков или же «погуглить». Нашел на одном из сайтов такую табличку (вдруг пригодится):

Где находится датчик? Чаще всего располагается в нижней части девайса, а его строение аналогично тому, которое указано выше на изображении. Вот только количество ртути ничтожно мало и не способно навредить здоровью. Кроме того, модуль очень компактный и защищенный. Никакие падения и удары не смогу его разрушить (правильнее сказать, что это маловероятно).

Источник: http://it-tehnik.ru/gadgets/phone-barometr.html

Что такое атмосферное давление

Как известно, атмосфера – это среда, состоящая из различных газов. Молекулы этих газов имеют собственный вес и на них, как и на любые другие объекты на земле, действуют закон земного притяжения. Можно представить атмосферу в виде океана глубиной примерно в 100 км, на дне которого мы с вами находимся. Вся эта толща давит на земную поверхность с давлением примерно в 1 кг на каждый квадратный сантиметр. 

Но возникает резонный вопрос: почему мы не чувствуем всей этой тяжести? Дело в том, что воздух давит на нас сразу со всех сторон, а не только сверху вниз. Кроме того, объем наших легких и других органов выравнивает это внешнее давление, поэтому мы его и не ощущаем.

Источник: http://hi-tech.mail.ru/news/53093-kak-ispolzovat-telefon-v-kachestve-barometra/

Акселерометр

Как сообщают наши коллеги из phonearena, акселерометр является одним из наиболее распространённых датчиков. Согласно классическому определению, его задачей является расчет разности между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением.
О способах его применения вы наверняка наслышаны. Без акселерометра смартфоны вряд ли бы меняли портретную ориентацию на ландшафтную и обходились без нажатий пользователя во всевозможных симуляторах гонок.

Источник: http://androidinsider.ru/polezno-znat/12-datchikov-kotoryie-mogut-nahoditsya-vnutri-vashego-smartfona.html

Гироскоп

Гироскоп также предоставляет данные о положении устройства в пространстве, однако делает это со значительно большей точностью. Именно благодаря его помощи приложение Photo Sphere узнает, на сколько градусов был повёрнут смартфон, и в каком направлении это было проделано.

Источник: http://androidinsider.ru/polezno-znat/12-datchikov-kotoryie-mogut-nahoditsya-vnutri-vashego-smartfona.html

Как можно измерить атмосферное давление?

Первые приборы для измерения атмосферного давления были изобретены итальянским физиком Эванджелистой Торричелли в 1644 году и представляли собой перевернутую колбу, помещенную в емкость с ртутью. При повышении давления уровень ртути в колбе поднимался, а нанесенная на колбу шкала указывала соответствующее атмосферное давление.

Эванджелиста Торричелли и его первый ртутный барометр. Фото: silviakuna.com

Такой метод был неудобным, а кроме того, небезопасным для бытового использования, поэтому со временем ученые задумались как можно измерять давление без жидкостным методом. Так появился прибор под названием «Анероид». Это небольшая металлическая коробка с подвижным гофрированным основанием, внутри которой создано разрежение. 

Под действием внешнего атмосферного давления, отличающегося от нормального, коробка деформируется и тянет на себя, или же толкает прикрепленную к ней пружину, соединенную рычагами со стрелкой на шкале прибора. До сих пор для измерения атмосферного давления барометры такого типа используются повсеместно.

Фото: Pixabay

Источник: http://hi-tech.mail.ru/news/53093-kak-ispolzovat-telefon-v-kachestve-barometra/

Как узнать, есть ли барометр в интересующем вас телефоне

Проще всего это узнать из характеристик аппарата. Если смартфон способен определять давление, в числе его сенсоров должен быть упомянут барометрический датчик или датчик давления. На собственном телефоне наличие этого датчика можно выяснить с помощью приложений, собирающих сведения о системе и аппаратном обеспечении, например:

• Phone information (на скриншоте выше).
• Aida 64.
• Мое устройство.
• Device Info HW и аналоги.

Это утилиты для девайсов на Андроиде.

Что касается айфонов, то здесь бародатчики установлены только на следующие модели: iPhone 6, 6S, 6 Плюс 6S Плюс, 7, 7 Плюс, 8, 8 Плюс и X.

Тестирование работоспособности и точности сенсора давления проводится под открытым небом с включенной функцией геолокации. Однако если нет возможности (или желания) выходить на улицу, берите на вооружение метод, предложенный нашими находчивыми соотечественниками – поместите телефон в прозрачный герметичный мешочек, наполненный воздухом, и сдавливайте его руками. При нажатии на мешок давление воздуха внутри него увеличивается, и исправный датчик на это реагирует.

Насколько точно снимает показатели барометрический сенсор вашего телефона, с помощью мешка не определить, но чувствительность проверить можно.

Источник: http://f1comp.ru/prgrammy/meteostanciya-na-ladoni-zachem-v-telefone-barometr-i-kak-ego-ispolzovat/

Противоречивость данного инструмента

Ниже публикуем несколько комментариев наших читателей, которые они оставили под данной статьей. После этого сможете ознакомиться с принципами эксплуатации барометра в телефоне.

Если не включит GPS и Интернет то ни каких данных программа не покажет. А знаете почему? Потому что это обычный обман. Программа тупо определяет где вы находитесь и берет из сети данные из нужных источников о давлении и показывает вам в программе. Если в сматрфоне есть некий барометр , то почему не одна программа не показывает какое сейчас давление пока не включишь GPS и интернет?

Барометры основаны на пьезорезистивном, либо на тензометрическом методе, в которых используется эффект изменения сопротивления материала под действием деформирующих сил. И причём тут ртуть, от которой отказались ещё во времена царя Гороха, лично мне непонятно.

У меня дома висит барометр которому уже почти 100 лет,никакой привязки к спутникам естественно нет,погоду предсказывает гидромет отдыхает,так причём тут система подобного плана и откуда у автора такая мещанина в голове о точности. Откуда ртуть в моем смартфоне?Какое отношение к барометру имеет GPS и вся космическая группировка спутников вместе с Глонасом?Автор ты много чего то куришь раз такие мысли зародились. я наверно просто совсем отсталый человек,но откуда в смартфоне ртуть?И при чем тут данные со спутников через GPS?

Оставить комментарий

Если есть желание, то можете пролистать страницу вниз, прочитать другие мнения, оставить своё. Или же нажмите на кнопку «Оставить комментарий».

Источник: http://it-tehnik.ru/gadgets/phone-barometr.html

Есть ли прибор в смартфоне

Инженерные службы часто оснащают девайсы измерительными сенсорами. Среди наиболее распространённых выделяют такие модели: Samsung Galaxy Note, S3 и Nexus, Motorola Xoom, Sony Ericsson Active и Xiaomi Phone 2. Также датчики могут быть встроены и в других устройствах связи. Хотя бывает это и не слишком часто.

Имеется три метода, позволяющих определить, что на смартфоне есть подобная опция, вернее установлен датчик. Чтобы узнать, возможно ли измерить атмосферное давление, используя гаджет, необходимо выполнить такие действия:

1. Посмотреть официальные характеристики телефона.
2. Скачать специальную утилиту AnTuTu. Запустив приложение, в разделе «Моё устройство» можно ознакомиться со списком всех встроенных датчиков.
3. Установить программу «Датчекер». Как и предыдущее приложение, оно позволяет увидеть все сенсоры, которыми инженеры оснастили девайс, включая и датчик атмосферного давления.

Источник: http://vgrafike.ru/zachem-nuzhen-barometr-v-smartfone/

Почему атмосферное давление меняется и зачем нам это знать?

Дело в том, что молекулы газов, из которых состоит атмосфера, находятся в постоянном движении и их скорость меняется в зависимости от температуры. А как известно из курса физики, чем выше скорость молекул, тем больше расстояние между ними, а значит ниже их плотность. 

Из-за большей теплоемкости воды молекулы газов над сушей нагреваются быстрее, чем, например, над поверхностью моря. Нагреваемый солнцем воздух над сушей становится менее плотным и давление, действующее на землю, падает.

Но так как любая система стремится к равновесию, в зону низкого давления сразу же устремляется воздух более высокого давления. Такие перемещения воздушных потоков нам известны как ветер и чем больше перепад между зонами высокого и низкого давления, тем ветер сильнее.

Зная текущее атмосферное давление, мы таким образом можем предсказывать погоду. Если давление падает, это говорит нам о том, что погода скоро ухудшится. Кроме этого, имея информацию о текущем давлении, можно предсказывать поведение некоторых животных. Например, рыбы сильнее подвержены изменениям атмосферного давления. Зная этот факт, рыболовы могут предсказывать активность и клев.

Давление также помогает определять нам высоту. Логично, что на большей высоте давление, действующее на землю – меньше. Имея эти знания, люди придумали такой прибор как Альтиметр, который конвертирует показания давления в высоту и таким образом позволяет ориентироваться пилотам воздушных судов, а также путешественникам при подъеме в горы.

Фото: cruzworlds.ru

Источник: http://hi-tech.mail.ru/news/53093-kak-ispolzovat-telefon-v-kachestve-barometra/

Ищем датчики

Чтобы узнать, какие сенсоры есть в смартфоне, следует использовать метод getSensorList объекта SensorManager:

List<Sensor> sensors = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);

Полученный список будет включать все поддерживаемые датчики: как аппаратные, так и виртуальные (рис. 4). Более того, некоторые из них будут иметь различные независимые реализации, отличающиеся количеством потребляемой энергии, задержкой, рабочим диапазоном и точностью.

Для получения списка всех доступных датчиков конкретного типа необходимо указать соответствующую константу. Например, код

List<Sensor> pressureList = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_PRESSURE);

вернет все доступные барометрические датчики. Причем аппаратные реализации окажутся в начале списка, а виртуальные — в конце (правило действует для всех типов датчиков).

Рис. 4. Датчики смартфона среднего ценового диапазона

Чтобы получить реализацию датчика по умолчанию (такие датчики хорошо подходят для стандартных задач и сбалансированы в плане энергопотребления), используется метод getDefaultSensor:

Sensor defPressureSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PRESSURE);

Если для заданного типа датчика существует аппаратная реализация, по умолчанию будет возвращена именно она. Когда нужного варианта нет, в дело вступает виртуальная версия, ну а если, увы, ничего подходящего в девайсе не окажется, getDefaultSensor вернет null .

О том, как самолично выбирать реализацию датчиков по критериям, написано во врезке, мы же плавно двигаемся дальше.

Источник: http://xakep.ru/2017/06/06/android-sensors/

Лучшие приложения-барометры

Чтобы «превратить» телефон в полноценный измерительный прибор, не хватает самой малости – приложения, которое сымитирует его работу. Таких приложений немало, и основная их масса доступна бесплатно. Ниже неполный перечень наиболее удобных, красивых и наглядных, на мой взгляд.

Для Андроид

• Барометр про – стильно оформленное приложение + виджет на рабочий стол. Функционирует не хуже настоящего профессионального прибора. Использует показатели датчиков давления, GPS и данные ближайших к вам метеостанций. Отображает показатели в гекто-Паскалях (hPa) и дюймах ртутного столба (INhg). Дополнительно показывает температуру и влажность воздуха. Сохраняет историю измерений.

• Точный барометр. Показывает местное и среднее (по уровню моря) атмосферное давление. Получает информацию как с датчиков телефона, так и с метеостанции ближайшего к вам аэропорта. Поддерживает возможность калибровки бародатчика. Ведет автоматическую запись показателей через заданные промежутки времени. Отображает результаты в разных единицах измерения – hPa, INhg, мм. ртутного столба и других.

Для Android и iOS

• Barometer Plus. Помимо атмосферного давления, изменяет температуру и влажность воздуха (если это функции поддерживает телефон). Ведет историю и уведомляет пользователя об изменениях показателей. Получает и анализирует информацию с датчиков устройства и ближайших метеостанций. Поддерживает множество единиц измерений. Имеет функцию калибровки сенсора и набор красивых тем оформления.

Для iOS

• Барометр альтиметр и термометр. Отображает показатели атмосферного давления, влажности, скорости ветра, наружной температуры воздуха и другую информацию о погоде в вашей местности, а также координаты телефона по спутнику. Получает и обрабатывает информацию с датчиков устройства и ближайших метеостанций. Если айфон не оборудован сенсором давления, выдает показатели только на основании сторонних источников.

Для использования этих и других аналогичных приложений особые знания не нужны. Достаточно выбрать удобные для себя единицы измерения и включить функцию определения геопозиции смартфона. После этого всё, можно удивлять друзей предсказаниями.

Удачных измерений!

Источник: http://f1comp.ru/prgrammy/meteostanciya-na-ladoni-zachem-v-telefone-barometr-i-kak-ego-ispolzovat/

Термометр

Возможно, вы удивитесь, но термометр находится практически в каждом смартфоне. Единственным отличием является лишь то, что последний предназначен для измерения температуры внутри девайса. Впрочем, случались и исключения. Galaxy S4 располагал термометром для измерения температуры за бортом.

Источник: http://androidinsider.ru/polezno-znat/12-datchikov-kotoryie-mogut-nahoditsya-vnutri-vashego-smartfona.html