Что такое датчик силы тяжести в смартфоне

Что такое датчик гравитации в телефоне? Для чего он нужен, что это, вообще, такое? Неужели он помогает определить силу притяжения к Земле?

В принципе, что-то похожее. На самом деле этот датчик нужен, чтобы изображение вращалась, когда вы вращаете смартфон и вы могли смотреть картинку правильно в любом положении смартфона. Благодаря этому датчику ваш смартфон всегда знает где верх, а где низ. Раньше этот датчик назывался акселерометр, но очевидно кто-то из маркетологов решил, что

Измерение гравитации – зачем в смартфоне?

Если помните школьный курс физики, то упрощённая формула определения силы тяжести подразумевает произведение массы тела на ускорение свободного падения. Но что нам это дает? Точнее, как подобная информация может использоваться мобильным устройством?

Первая «теория», с которой столкнулся на известном форуме звучала таким образом:

С помощью этого датчика смартфон реагирует на падение и срабатывает система защиты: внутренняя память отключается, процессор переходит в режим энергопотребления и т.д. В итоге личные файлы не пострадают от физического воздействия (удара), и всё будет хорошо.

Как Вам такое? Лично я не поверил в столь фантастическое объяснение.

Далее увидел массу сообщений, суть которых сводилась к следующему:

Датчик гравитации в телефоне – это очередной маркетинговый ход производителей, направленный на увеличение заинтересованности потенциальных покупателей. Ведь можно будет потом похвастаться перед знакомыми, мол, у меня есть такой сенсор, а у вас нет.

На самом деле, речь идет об акселерометре. Он предназначен для фиксации направления и ускорения при перемещении гаджета. Проще говоря, ключевую роль играет инерционная составляющая:

Схема строения чипа акселерометра

Не буду повторяться, просто перейдите по ссылке и читайте детальный обзор, смотрите видео.

Попрошу не путать с

гироскопом

! Весьма распространённая ошибка.

Источник: http://it-tehnik.ru/gadgets/gravity-sensor.html

Какие бывают датчики в смартфонах

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.

Источник: http://poznanie-21vek.ru/vse-stati/chto-takoe-datchik-sily-tyazhesti-v-smartfone.html

Датчик освещения

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.

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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».

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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/с2 (в трехосевом трехмерном акселерометре). Это связанно с тем, что сила тяжести Земли составляет в среднем 9,8 м/с2.

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/с2, 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

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

Включение акселерометра

Для того, чтобы определить наличие этого устройства в телефоне, нужно его просто повернуть. Если экран не поворачивается следом за смартфоном, значит в нем нет акселерометра или он выключен.

При отсутствии этого устройства в телефоне его не получится добавить ни каким способом. В этом случае можно только купить телефон или планшет со встроенным акселерометром.

Для включения акселерометра существуют два способа. В большинстве моделей присутствуют два способа, но в некоторых – только один. Для включения первым способом необходимо зайти в меню настройки экрана, выбрать пункт «Включить поворот экрана».

Учитывайте, что этот пункт может быть написан по-разному в разных моделях. Для второго способа включения акселерометра необходимо сдвинуть вниз на весь экран верхнюю панель и включить эту функцию.

Иногда использование автоматического поворота не только не нужно, но и мешает. В таком случае нужно выключить эту функцию. Выключается она так же, как и при включении. Если появилась необходимость, то можно включить обратно.

Источник: http://askonline.ru/chto-takoe-gravitatsionnyj-effekt-v-smartfone/

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.

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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.

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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.

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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.

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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.

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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.

Пульсометр

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

Гироскоп

Этот датчик помогает акселерометру ориентироваться в пространстве. Он, например, позволяет делать на смартфон панорамные фото. 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.

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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.

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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.

Источник: http://ztegid.ru/blog/reshenie-problem/datchik-gravitatsii-v-telefone-chto-eto-takoe-kak-rabotaet.html

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.

Команда ученых из Мичиганского университета предложила использовать датчики гравитационных волн для поиска темной материи.

Прочие науки# LIGO# LISA# гравитационные волны# тёмная материя# темные фотоны pp_image_127548_0ls1sbn3htfield_image_f0202767_72dpi1.jpg

Датчики, регистрирующие гравитационные волны, возможно, способны на большее. Согласно новому исследованию они могут зарегистрировать темную материю, если она состоит из частиц, которые физики назвали «темными фотонами». Работа, написанная Аароном Пирсом, Китом Райлсом и Юэ Жао из Мичиганского университета, опубликована в недавнем издании журнала Physical Review Letters.

В будущем ученые, работающие в обсерватории LIGO, планируют найти эти темные фотоны. Поиск будет включать в себя и ранее неисследованные регионы параметрического пространства таких частиц.

«Это предложение — отличное сочетание недавно открытой области астрономии гравитационных волн и физики частиц, — говорит Жао. — Датчик гравитационных волн можно использовать в качестве очень чувствительного датчика темной материи без внесения в него каких-либо изменений и с потенциалом открытия темной материи на пять сигм».

Как физики объясняют в своей работе, если темные фотоны обладают крайне низкой массой, можно считать, что они ведут себя словно осциллирующее фоновое поле, в котором частота осцилляций определяется их массой. Датчики гравитационных волн потенциально могут зарегистрировать эти осцилляции, так как те способны воздействовать на тестовые объекты, расположенные в датчиках. Например, если два тестовых объекта, находящихся на разных позициях внутри датчика, испытывают смещения, разница этих смещений может быть результатом относительной фазы осцилляций поля темных фотонов на этих позициях.

Физики ожидают, что как наземные датчики гравитационных волн вроде LIGO, так и будущие космические датчики наподобие LISA смогут обнаружить темную материю в темных фотонах. Использование нескольких устройств поможет повысить чувствительность и обеспечит перекрестную сверку результатов.

Ученые намерены и далее развивать методы поиска темной материи и определения точного сигнала, который может получить датчик гравитационных волн при регистрации темного фотона.

«Сначала мы планируем провести анализ данных, используя упрощенную модель сигнала и прямолинейный алгоритм поиска, — рассказывает Жао. — Затем постепенно отточим наш поисковый метод и включим детальную симуляцию сигнала и реакции датчика».

Прочие науки# LIGO# LISA# гравитационные волны# тёмная материя# темные фотоны [miniorange_social_login] Используемые источники: