• Jaké senzory najdete v chytrých telefonech – „Velký bratr“ vás sleduje a ví o vás všechno. Jak zkontrolovat senzory na telefonu Android a najít problémy Co jsou nositelné senzory ve smartphonu

    Navzdory své kompaktní velikosti obsahuje moderní smartphone výkonné prvky, včetně fotoaparátu s objektivy a automatickým ostřením, procesoru, kapacitní baterie a všech druhů senzorů, které vám umožní používat gadget více než jen dialer. Pojďme se blíže podívat na to, k čemu tyto senzory slouží a jak fungují.

    Světelný senzor smartphonu

    Jedná se o jeden z nejvíce nepostradatelných senzorů. Jedná se o polovodičový snímač umístěný vedle reproduktoru. Jeho hlavní funkcí je úspora energie baterie. Zachycuje tok fotonů a upravuje jas podsvícení obrazovky. Nejčastěji pracuje v tandemu se senzorem přiblížení.

    Senzor přiblížení

    Jedná se o senzor, který je umístěn vedle světelného senzoru a vypíná obrazovku. Vyšle signál k objektu, pokud se odrazí, pak senzor zareaguje vypnutím obrazovky. Stává se to například, když si přiložíte smartphone k uchu.

    Akcelerometr (G-senzor)

    Tento snímač je mechanické zařízení, které zachycuje všechny pohyby smartphonu. Jeho úkolem je přepínat obrazovku při naklonění zařízení, opravovat gesta, podílet se na správě her a počítat kroky. Dodává se ve 2 a 3 nápravách. V druhém případě bude v klidu jedna z os ukazovat 9-10 m/s2. Akcelerometr například nereaguje na nehybný telefon, takže se ve hrách snižuje přesnost. Téměř vždy pracuje v tandemu s gyroskopem.

    gyroskop na telefonu

    Tento elektromechanický obvod určuje polohu smartphonu v prostoru, zohledňuje jeho nehybnost. Je velmi přesný, chyba není větší než 1-2 °. Spolu s akcelerometrem se využívá v herních aplikacích, při ovládání gesty.

    Magnetometr v telefonu

    Určuje magnetické pole země, měří polohu ve 3-rozměrném prostoru. Hlavní funkcí tohoto senzoru je co nejpřesněji určit polohu při absenci signálu GPS. Jinými slovy, jde o digitální kompas, který informuje, kterým směrem se vzhledem k severu smartphone pohybuje. Pomocí něj a speciální aplikace můžete hledat rozvody ve zdech.

    Jednalo se o nejpokročilejší senzory nalezené i v levných smartphonech. Dražší gadgety mohou mít další senzory.

    Barometr (snímač tlaku)

    Společně s magnetometrem pomáhá smartphonu rychle určit jeho polohu a zachytit signál GPS. Přímý účel - zobrazení atmosférického tlaku a výšky nad hladinou moře. Čím výše půjdete, tím menší tlak. Údaje jsou ovlivněny atmosférickým tlakem, takže údaje nemusí být přesné.

    Teplotní senzory

    Dobrý smartphone je nabitý digitálními teploměry. Konstrukčně se jedná o odpory se dvěma vývody, v závislosti na teplotě se mění odpor mezi vývody. Takto zjistíme teplotu baterie, procesoru a různých ovladačů. Je to on, kdo vypne nabíjení, aby se elektrolyt baterie nevařil. Velmi vzácné senzory prostředí. Neosvědčily se, protože vnitřní teplota ve smartphonu a teplota z rukou zkreslují údaje.

    Vlhkoměr

    Měří vlhkost vzduchu, není nijak zvlášť obvyklá, naposledy použitá v Galaxy S4. Zaměřením na jeho hodnoty můžete zapnout zařízení pro zvlhčování nebo odvlhčování vzduchu v místnosti.

    monitor srdečního tepu

    Jedná se o senzor pro měření srdeční kontrakce (pulsu). S jeho pomocí se zátěž upravuje během tréninku. S tímto senzorem by měl smartphone těsně přiléhat k cévám. Předinstalovaný v Galaxy S5, S7 (S7 Edge). Nejčastěji se používá v trackerech a chytrých hodinkách.

    Skener otisků prstů

    Tento senzor si získává stále větší oblibu. Okamžitě odemkne zařízení bez zadání hesla a bezpečně chrání data v zařízení. Dnes se jimi snaží vybavit své mozkové děti i málo známí výrobci smartphonů. Jako první mezi smartphony jej dostal iPhone 5S.

    Skener sítnice

    V roce 2016 byl tímto senzorem vybaven nechvalně známý Samsung Galaxy Note 7. Z hlediska rychlosti není horší než snímač otisků prstů. IR paprsek snímá iridescentní sítnici oka, zafixuje ji a zakóduje do algoritmu, se kterým je následně porovnán. Je pozoruhodné, že funguje i ve tmě, identifikuje se pomocí průhledných skel a čoček.

    Moderní prémiový smartphone má nejméně 12 senzorů, mezi lídry patří iPhone, Samsung Galaxy, HTC. Kolik senzorů máte na svém smartphonu?

    Senzory jsou různá zařízení sestávající z různých mikroelektromechanických komponent, které umožňují přijímat a číst různá doplňková data. To vám umožní pohodlnější práci s gadgetem a přidat k němu funkce.

    Samozřejmě je dobře známo, že moderní smartphony jsou napěchovány mnoha senzory, ale jejich použití a množství často zůstává záhadou, protože výrobci poskytují veřejnosti informace pouze o těch nejzákladnějších z nich, jako jsou senzory přiblížení, gyroskop nebo akcelerometr.

    Dnes vám chceme říci, jaké senzory mohou být v chytrém telefonu a proč jsou potřeba.

    Senzor orientace nebo zrychlení - akcelerometr. Jedná se o nejběžnější typ senzoru, který je pozorován téměř u každého modelu smartphonu nebo tabletu. Je nutné, aby bylo možné registrovat prostorovou rotaci zařízení z polohy na výšku do polohy na šířku. Akcelerometr se často nazývá G-senzor. Obvykle existují tři osy, podél kterých senzor registruje rozdíl mezi zrychlením samotného objektu a gravitačním zrychlením.

    Následně procesor vypočítá hodnotu rozdílu, analyzuje a odešle informaci do softwaru. Podle těchto informací se zjistí, v jakém bodě a kde otočit obrazovku. Na základě principu činnosti lze odvodit hlavní nevýhodu senzoru orientace. Pokud je hodnota zrychlení extrémně malá nebo chybí, zastaví proces registrace prostorového umístění zařízení nebo je chyba v registraci poměrně vysoká. To může mít negativní dopad na přesnost ovládání gadgetu v mobilních hrách nebo při ovládání například dronu. Akcelerometru v tomto případě pomáhá další senzor.

    Gyroskop. Je také nutné pro označení prostorového umístění zařízení, ale zároveň může libovolně registrovat úhel sklonu zařízení ve třech osách, i když se smartphone nepohybuje. To zlepšuje přesnost ovládání při hraní na mobilním telefonu, protože vývojáři mohou díky gyroskopu přijímat data o tom, jak daleko se zařízení odchýlilo od jakýchkoli souřadnic, a chyba je v tomto případě přibližně jeden nebo dva stupně.

    Geomagnetický analytický senzor. Dokáže reagovat na magnetická pole naší planety. Často se mu také říká elektronický kompas, protože s jeho pomocí může zařízení zobrazovat informace o poloze světových stran. Například, pokud je k dispozici geomagnetický senzor, smartphone se obejde bez modulu GPS, který určuje polohu objektu. Jedná se o jeden z hlavních senzorů moderních smartphonů a dalších zařízení.

    Často, aby se zlepšila přesnost, je do smartphonu instalováno více senzorů, které fungují na podobném principu, ale mají jednodušší sadu funkcí. Uživatel může samozřejmě využít magnetometr k plnění svých přímých funkcí – použít jej jako detektor kovů, hledat rozvody ve zdech budovy nebo jako kompas. Na mobilních trzích je k tomu potřeba hledat ten správný software.

    Senzor přiblížení. Poskytuje schopnost identifikovat objekt a vypočítat vzdálenost k němu. Součástí je vysílač infračervených paprsků a jejich přijímač. Pokud přijímací zařízení nepřijímá signál, znamená to, že zde není žádný předmět, a když záření vstoupí do přijímače, znamená to, že existuje předmět, který odrážel paprsek. Najde široké uplatnění, například vypnutí podsvícení displeje při přiložení smartphonu k uchu v době hovoru. Některé pokročilejší možnosti dokážou přečíst některá gesta a poté na ně reagovat určitou akcí. Někdy lze senzor přiblížení použít v případech, kdy je potřeba vypnout displej při zavírání krytu.

    Světelný senzor nebo světelný senzor. Díky němu může zařízení určit úroveň osvětlení okolního potrubí. To vám umožní automaticky změnit jas podsvícení displeje. To je docela pohodlná funkce - nemusíte neustále ručně měnit úroveň jasu obrazovky. Dražší smartphony někdy používají progresivní a pokročilou verzi snímače, která dokáže analyzovat úroveň intenzity primárních barev (RGB) a následně upravit barvy na displeji nebo upravit vyvážení bílé v procesu fotografování.

    mezivýstup

    Pokud má smartphone pouze akcelerometr, znamená to, že model patří do nejlevnější kategorie a má schopnost otáčet obrazovku. Samozřejmě někdy výrobce neuvádí ucelené informace o dostupných senzorech, takže si přečtěte recenze, kde je celá „náplň“ mobilního zařízení podrobně rozebrána.

    Pokud jsou ve smartphonu přítomny všechny senzory uvedené výše, stejně jako některé z těch, které budou popsány níže, jsou součástí elektroniky zařízení, znamená to, že model je poměrně pokročilý.

    Senzory, které v levných chytrých telefonech často nenajdete

    Senzor Hala. Umožňuje zachytit a analyzovat magnetická pole, ale má velmi zjednodušený mechanismus ovládání. Na magnetické pole reaguje pouze tehdy, je-li zesíleno a axiální síla se nezaznamenává. Pohodlné to bude při použití pouzdra SmartCover – displej zhasne v okamžiku, kdy zaznamená přiblížení magnetu zabudovaného v pouzdru. Je třeba poznamenat, že pokud je mezi podporovaným příslušenstvím „chytrý kryt“, pak je tento senzor v telefonu přítomen. Výrobce nemusí vždy poskytnout informaci o tom, že snímač je zabudován v zařízení.

    Barometr. Senzor, který umožňuje určit hodnotu atmosférického tlaku. Lze jej použít pro zamýšlený účel a v případech, kdy potřebujete určit úroveň nadmořské výšky nebo zjistit polohu telefonu.

    Teploměr. Je navržen tak, aby s vysokou přesností určoval teplotu ve svém okolí.

    Vlhkoměr (nebo čidlo vlhkosti). Určuje úroveň vlhkosti. Stejně jako předchozí senzor byl poprvé představen v Galaxy S4, ale nyní se používá v mnoha chytrých telefonech a dalších zařízeních.

    Krokoměr (nebo krokoměr). Již podle názvu tohoto senzoru lze odhadnout, k čemu slouží. Díky němu se zjistí, zda člověk udělal krok. Jedná se o samostatný senzor, který s vysokou přesností identifikuje kroky a vyřazuje akcelerometr z práce.

    Snímač otisků prstů. Samozřejmě by bylo logičtější mluvit o tomto senzoru v článcích, které hovoří o tom, jak zajistit správnou úroveň zabezpečení pro mobilní zařízení. Ale tento senzor lze právem nazvat jedním z nejnutnějších a nejdůležitějších senzorů v moderních chytrých telefonech. Umožňuje nejen zvýšit úroveň zabezpečení zařízení, ale také otevírat konkrétní aplikace a potvrzovat transakce.

    Senzor, který snímá sítnici oka. Umožňuje spočítat a analyzovat jedinečnost sítnice. Ve chvílích, kdy je potřeba zajistit bezpečnost smartphonu. Senzor existuje již poměrně dlouho, ale zatím byl implementován do několika smartphonů.

    Senzor, který analyzuje srdeční tep. Původně byl zabudován do modelů Galaxy S5 a byl používán s cílem, aby se telefon mohl stát konečným osobním asistentem a trenérem. Aplikace s názvem S-Health dokázala získat mnohem více informací o člověku ve všech fázích školení, a to umožnilo poskytnout uživateli lepší individuální doporučení.

    Senzor, který detekuje saturaci krve kyslíkem. Nemá žádné analogy a používá se také ve výše uvedené aplikaci. Pokud se takové aplikace objeví, pak s nimi bude moci úspěšně pracovat.

    Dozimetr. Umožňuje přijímat a určovat dávku nebo sílu ionizujícího záření. Jinými slovy, při jeho použití je možné měřit pozadí radioaktivity.

    Řada pomocných senzorů smartphonu

    Někdy, aby se zvýšila úroveň přesnosti, jsou chytré telefony vybaveny dalšími senzory, které mají podobnou, ale zjednodušenou sadu funkcí.

    • Pomocný senzor, který umožňuje prostorovou orientaci.
    • Snímač gravitace - indikuje velikost a směr gravitace.
    • Udává hodnotu zrychlení podél všech tří os, přičemž nevěnuje pozornost úrovni gravitace.
    • Určení úhlu vychýlení mobilního zařízení v okamžiku jeho rotace kolem jedné osy ze tří.
    • Senzor, který dokáže detekovat řadu předem definovaných pohybů, například otřesy.
    • K určení gest a pohybů.
    • Umožňuje sledování a identifikaci osoby.
    • Senzor, který dokáže přijmout pouze dvojité kliknutí na displej.
    • Sledování rotace ne celého gadgetu, ale pouze jeho zobrazení.

    Samozřejmě může existovat mnoho dalších různých senzorů, ale všechna tajemství a záhady jejich použití znají pouze vývojáři jakéhokoli softwaru nebo mobilních operačních systémů.

    Moderní smartphone je složité hi-tech výpočetní zařízení, které je výkonnější než tisíce palubních počítačů, které před půl stoletím vypustily Apollo na Měsíc. Senzorů na palubě vlajkových mobilních telefonů je také instalováno téměř více než na palubě stejného Apolla. Každý z nich neznatelně, ale svědomitě vykonává svou práci. Co všechny tyto senzory smartphonů dělají a jak fungují – přečtěte si další podrobnosti.

    Světelný senzor ve smartphonu je umístěn na předním panelu, obvykle v blízkosti reproduktoru (existují výjimky). Konstrukčně se jedná o polovodičový senzor citlivý na tok fotonů. V závislosti na jeho intenzitě senzor řídí podsvícení displeje, aby efektivněji spotřebovával energii baterie. Může také vykonávat pomocnou funkci pro jiné úkoly, pracovat se senzorem přiblížení.

    Senzor přiblížení

    Jedná se o optický nebo ultrazvukový senzor, který určuje, zda jsou před obrazovkou nějaké předměty. Vysílá velmi slabý světelný nebo zvukový impuls, a pokud se odrazí, zaregistruje odražený signál. Díky tomu se obrazovka automaticky uzamkne v režimu hovoru nebo při otočení smartphonu vzhůru nohama. Tradičně je senzor přiblížení kalibrován tak, že registruje pouze 2 stavy: „cizí objekt blíže než N (obvykle 5) centimetrů“ a „cizí objekt dále než N cm“.

    Akcelerometr

    Tento senzor smartphonu je umístěn na desce a jedná se o miniaturní elektromechanické zařízení, které registruje sebemenší pohyby. Mezi povinnosti tohoto senzoru patří přepínání orientace obrazovky smartphonu při naklonění, ovládání her, registrace speciálních ovládacích gest (jako je třes nebo poklepávání na tělo) a měření kroků (počítáním rytmických vibrací při chůzi).

    Konvenční dvouosý akcelerometr v chytrém telefonu

    Existují dvouosé a tříosé akcelerometry. Charakteristickým rysem akcelerometru je, že v klidu - jedna z os bude vždy ukazovat hodnotu v oblasti 9-10 m/s 2 (u tříosého trojrozměrného akcelerometru). To je způsobeno skutečností, že zemská gravitace je v průměru 9,8 m/s 2 .

    Gyroskop

    Gyroskop je zodpovědný za určování pohybu a orientace smartphonu v prostoru. Konstrukčně také představuje MEMS (mikroelektromechanické obvody) umístěné na základní desce. Oblasti použití se překrývají s oblastmi použití akcelerometru. Hlavní rozdíly jsou v tom, že gyroskop má znatelně větší přesnost a neměří pohyb v m/s 2, ale v radiánech nebo stupních za sekundu. Díky tomu jej lze použít ke sledování rotace hlavy ve VR headsetu a také přesněji implementovat ovládání gesty.

    MEMS gyroskop pod mikroskopem

    Magnetometr a Hallův senzor

    Magnetometr měří velikost magnetického pole okolního světa. Provádí také měření ve 3D prostoru (podél tří os kartézských souřadnic - X, Y a Z). Hlavní funkcí magnetometru je přesnější určení polohy během navigace. V tomto režimu použití funguje jako digitální kompas. Vzhledem k tomu, že jedna z os, která se nachází v rovině se severním pólem Země, registruje neustále zvýšené pozadí. Magnetometr pomáhá přesněji určit, kterým směrem se vzhledem k severu smartphone pohybuje.

    Magnetometr smartphonu

    Magnetometr se často nazývá Hallův senzor, ale nejde o zcela totožné koncepty. Více o Hallově senzoru jsme psali v jiném článku. Rozdíly jsou v tom, že první z nich je všestrannější a citlivější. Magnetometr je schopen měřit magnetické záření, přičemž registruje pouze jeho přítomnost/nepřítomnost a pokles/zesílení. V moderních chytrých telefonech obvykle není instalován samostatný Hallův senzor, protože univerzální magnetometr plně pokrývá jeho funkčnost.

    Jednou z alternativních funkcí magnetometru je vyhledávání kabeláže ve stěnách. Vodič pod napětím generuje slabé elektromagnetické záření a citlivost senzoru je jednotek mikrotesla. Pokud pojedete smartphonem po zdi, pak v místě, kde je kabel položen, se magnetické pozadí zvětší.

    gravitační senzor

    Měří gravitační sílu naší planety v trojrozměrném prostoru. V klidu (když je smartphone na stole) by jeho hodnoty měly odpovídat akcelerometru: na jedné z os bude gravitační síla blízko 9,8 m/s 2 . Sám o sobě se tento senzor obvykle nepoužívá, ale pomáhá práci ostatních. V navigačním režimu určuje, kterým směrem je zemský povrch, aby bylo možné rychle určit správnou polohu smartphonu. Při použití ve VR se díky gravitačnímu senzoru provede správné umístění obrazu.

    Snímač lineárního zrychlení v chytrém telefonu

    Princip jeho činnosti je téměř shodný s akcelerometrem, rozdíl spočívá pouze v setrvačnosti. To znamená, že hodnoty tohoto senzoru nezávisí na žádných globálních vnějších faktorech (jako je gravitace). Jediné, co registruje, je rychlost smartphonu v prostoru vzhledem k jeho předchozí poloze.

    Lineární snímač zrychlení není schopen určit polohu zařízení v prostoru (neexistuje žádný odkaz na vnější orientační body), ale to není nutné (snímač gravitace a akcelerometr s tímto úkolem odvádějí vynikající práci). Absence odkazu na vnější orientační body umožňuje otáčet objekty na displeji bez odkazu na tyto orientační body, například ve hrách. Také tento snímač ve spojení s dalšími zvyšuje celkovou přesnost určování pohybů.

    Rotační senzor

    Určuje směr a frekvenci otáčení smartphonu vzhledem k jedné z os trojrozměrného prostoru. Stejně jako senzor zrychlení je nezávislý a není vázán na vnější orientační body. Často se provádí jako součást jednoho modulu s lineárním snímačem zrychlení. Samostatně se zpravidla neaktivuje, ale umožňuje upravit provoz jiných senzorů pro zlepšení přesnosti. Pomáhá i s ovládáním gesty, například otočením smartphonu v ruce se aktivuje fotoaparát.

    MEMS gyroskop v sekci

    Teplotní senzory

    Moderní smartphone je hojně nacpaný digitálními teploměry. Strukturálně se jedná o termočlánek: rezistor se dvěma vodiči, jejichž odpor se mění v závislosti na teplotě. Protože je relativně primitivní, lze jej provádět i uvnitř polovodičového čipu.

    Každý smartphone má snímač teploty baterie. Při přehřátí vypne nabíjení nebo sníží výstupní proud, aby nedošlo k varu elektrolytu, který způsobí požár nebo výbuch. Běžné jsou také teploměry uvnitř SoC (v množství od několika kusů po tucet nebo více). Měří teploty procesorových jader, grafického akcelerátoru, různých řadičů. Někdy existují čidla okolní teploty, ale nejsou příliš běžné. Důvodem je nízká přesnost, protože teplo z vnitřku zařízení a rukou uživatele zkresluje naměřené hodnoty.

    Tlakový senzor (barometr) v chytrém telefonu

    Barometr ve smartphonu měří atmosférický tlak (v mmHg, barech nebo pascalech). To vám umožní přesněji určit polohu a výšku nad hladinou moře, protože tlak klesá, jak stoupáte. Může být také použit jako výškoměr, měřící výšku nad hladinou moře, ale přesnost není příliš žádoucí, protože barometrický tlak se mění s počasím. Ještě méně žádaná je funkce úpravy předpovědi počasí v meteorologických programech a widgetech.

    Vlhkoměr

    Vlhkoměr měří vlhkost ve vzduchu. Jeho hlavní účel je zřejmý, ale tento snímač není populární. Teoreticky jej lze použít ke korekci dat předpovědi počasí. Když znáte naměřené hodnoty, můžete také ovládat vnitřní klima zapnutím zvlhčovače nebo odvlhčovače. Jediný známý smartphone s vlhkoměrem je starý Samsung Galaxy S4.

    Monitor srdečního tepu nebo snímač srdečního tepu v chytrých telefonech

    Měřič srdečního tepu je schopen měřit frekvenci a rytmus srdečních kontrakcí. V procesu sportování umožňuje sledovat práci srdce a upravovat zátěž pro zvýšení efektivity tréninku. Nevýhodou pulsmetru je nutnost těsného kontaktu smartphonu s částí těla, ve které jsou cévy blízko povrchu (například prsty), aby zachytil sebemenší pulsace. Z tohoto důvodu si nezískal popularitu v chytrých telefonech, ale nachází se všude v chytrých hodinkách a fitness trackerech.

    monitor srdečního tepu

    Také se vám bude líbit:


    Moderní smartphone nejsou jen hovory a SMS, ale mnohem více. Dnes ale nebudeme mluvit o tom, jak se z těchto zařízení dostat na internet, ani o jejich hyperkomunikačních schopnostech a ani o výhodách konkrétního mobilního operačního systému. Článek bude věnován senzorům a senzorům, kterými vývojáři vybavují moderní zařízení, aby byla jejich funkčnost ještě rozmanitější. Takže, co jsou senzory a senzory? Jedná se o mikrozařízení v samotném smartphonu (přehrávač, tablet, navigátor, notebook, digitální fotoaparát, herní konzole atd.), které jej činí chytrým a také jej propojují s vnějším světem. Bez nich nebude smartphone tak zajímavý a žádaný, jelikož gadget bude bez komunikace s okolím. Právě pomocí senzorů a senzorů se objevuje spojení s okolním světem, což znamená, že se objevují nové úžasné funkce.

    Z hlavních senzorů a senzorů, které mnozí zná a bez kterých se dnes obejdou pouze velmi levné mobilní telefony, lze rozlišit následující:

    1. Senzor přiblížení

    2. Akcelerometr

    3. Světelný senzor

    4. Gyroskopický senzor

    5. Senzor magnetického pole

    Senzor přiblížení

    Senzor přiblížení umožňuje určit blízkost objektu bez fyzického kontaktu s ním. Například senzor přiblížení nainstalovaný na mobilním telefonu umožňuje vypnout podsvícení obrazovky, když se telefon během hovoru přiblíží k uchu uživatele. To znamená, že jeho hlavním úkolem je zablokovat smartphone, aby uživatel omylem nestiskl, řekněme, tvář na konci. Mimochodem, v tomto případě se šetří i nabití baterie. Výrobci se přirozeně snaží všemi možnými způsoby rozšířit možnosti této funkce. Samsung Galaxy S3 například před rokem představil Přímé volání, které umožňuje zavolat kontaktu, jehož detaily, protokol hovorů nebo údaje o zprávách se zobrazí na displeji, když zařízení podržíte u obličeje. Telefon s tímto senzorem lze také bezpečně vložit do kapsy nebo pouzdra bez obav z náhodného zbytečného hovoru.

    Obecně je řízení pohybu další fází komunikace mezi člověkem a technikou, na které dnes pracuje spousta výrobců. Například v loňském roce Pioneer představil řadu multimediálních GPS navigačních systémů do auta, které lze ovládat pomocí gest. Pioneer nazval jejich vývoj „Air Gesture“. Pokud uživatel přiblíží ruku k přední části obrazovky multimediálního navigačního systému, zobrazí se okno s názvem právě přehrávané skladby a často používanými ovládacími příkazy: „Nastavit jako cíl“ a „Nastavit oblíbené místo jako cíl“. Jakmile uživatel sundá ruku z obrazovky, tyto příkazy zmizí a navigační mapa se opět zobrazí na celé obrazovce. Navíc horizontálním pohybem ručiček lze vyvolat určité uživatelem definované funkce bez stisknutí tlačítka. Můžete nastavit jednu z 10 funkcí, včetně „Přepínání mezi navigačními a AV funkcemi“ a „Přeskočit přehrávání skladby / Přehrát předchozí skladbu“. Senzor, který detekuje pohyby ruky, se skládá ze dvou infračervených emitujících částí a jedné přijímací části mezi nimi. Když se ruka pohybuje směrem k přední části obrazovky, přijímající IR senzor detekuje odrazy infračerveného světla. S horizontálně se pohybující rukou IR senzor určuje změnu časování infračerveného záření z pravé a levé části vyzařující tak, aby bylo jasné, na kterou stranu se ruka pohybuje. Mimochodem, výroba modelů s uživatelským rozhraním ovládání gesty Air Gesture již začala.

    Stejná funkce je implementována v nové vlajkové lodi Samsung Electronics – Galaxy S4. Vedle senzoru přiblížení se vedle předního fotoaparátu nachází ještě jeden senzor, který slouží pro rozpoznávání gest. Detekuje pohyby rukou přijímáním infračervených paprsků odražených od dlaně uživatele a spolupracuje s funkcí Air Gesture, která uživatelům umožňuje přijmout hovor, změnit hudbu nebo posouvat webovou stránku nahoru nebo dolů pouhým mávnutím ruky.

    Akcelerometr (akcelerometr)

    Možná je to nejběžnější snímač. G-senzor, jak jej mnozí výrobci nazývají, dnes najdeme téměř v každém moderním zařízení. Úkol akcelerometru je jednoduchý – sledovat zrychlení, které je dané zařízení. Zdá se, že se nabízí otázka, proč měřit zrychlení smartphonu? Ale zamysleme se nad tím, ve chvíli, kdy telefon otočíme, dojde ke zrychlení. Akcelerometr to zaregistruje a na základě z něj přijatých dat spustí proces, například změnu orientace obrazovky. Snímač se také používá pro měřítko stránek prohlížeče při naklonění smartphonu, aktualizaci seznamu Bluetooth zařízení při zatřesení, v konkrétních aplikacích a samozřejmě ve hrách, zejména v simulátorech. Akcelerometr se navíc používá jako kapesní krokoměr pro počítání počtu kroků, které uživatel udělal.

    U fotoaparátů se akcelerometr používá k otáčení snímaného snímku a u notebooků k urgentnímu zaparkování hlav pevného disku, pokud počítač náhle spadne. A v autech slouží k aktivaci airbagů při nárazu. Zjednodušeně řečeno, akcelerometr se zabývá polohou zařízení v prostoru a náklonem těla, přičemž při změně této polohy spoléhá na jeho zrychlení.

    Světelný senzor

    Úkol tohoto senzoru je extrémně jednoduchý a je určit míru venkovního osvětlení a podle toho upravit jas obrazovky. Díky tomuto nastavení automatického jasu je možné šetřit energii, zejména pokud chcete optimalizovat spotřebu baterie. Možná se jedná o nejstarší senzor v mobilním světě, a i když se zdá, že v provozu tohoto senzoru není prostor pro vylepšení funkčnosti, stále se výrobci snaží práci se smartphonem v tomto případě ještě více zpříjemnit.

    Mobilní operační systém Apple iOS 6 například zavedl možnost upravit automatický jas. Dříve byl světelný senzor plně automatizovaný a upravoval si jas obrazovky podle svého. Nyní má uživatel možnost ovládat činnost tohoto senzoru. Můžete snadno určit úroveň jasu, která vám vyhovuje, a iOS tuto volbu zohledňuje při výpočtu úrovně jasu pro nové světelné podmínky. Pro správnou funkci snímače je však nutné provést malou úpravu zařízení.

    Gyroskopický senzor (gyroskop)

    Pokud jsou možnosti akcelerometru z velké části vyčerpány a rozsah jeho použití je zjevně omezený, pak zařízení dalšího inerciálního senzoru, kterým je gyroskop, ještě není v chytrých telefonech plně zvládnuto. Historie používání gyroskopů sahá až do konce 19. století. Inerciální senzory byly v té době ve flotile běžné, protože pomocí gyroskopu můžete nejpřesněji určit polohu světových stran. Později se gyroskop díky tak jedinečné funkci rozšířil v letectví. Svou konstrukcí připomíná gyroskop v mobilních telefonech klasické rotační, což jsou rychle rotující disky upevněné na pohyblivých rámech. Ani při změně polohy rámečků v prostoru se osa otáčení disku nezmění. Díky neustálému otáčení kotouče např. pomocí elektromotoru je možné neustále určovat polohu předmětu (ve kterém je gyroskop) v prostoru, jeho sklony či náklony.

    Gyroskopy v moderních zařízeních jsou založeny na mikroelektromechanickém senzoru, ale princip činnosti inerciálního senzoru zůstává stejný. Do stejné rodiny patří akcelerometry, magnetometrické a další vysoce specializované senzory. Trh s těmito drobnými zařízeními, také známými jako MEMS, získal velkou podporu, když Apple začal přidávat gyroskop do iPhone 4 a poté do iPodu Touch. Úspěšné prodeje mobilních zařízení vedly k tomu, že se výrobci MEMS prvků úspěšně etablovali na mobilním trhu. Apple iPhone 4, který byl průkopníkem v používání gyroskopu a dvou MEMS mikrofonů pro potlačení hluku, měl obrovský dopad na telefonní průmysl. Například na konci roku 2010 se přítomností gyroskopu mohlo pochlubit necelých pět telefonů uvedených na trh a v roce 2011 již bylo představeno více než 50 modelů telefonů a tabletů s gyroskopem.

    Gyroskopy zabudované do mobilních telefonů zajišťují nejvyšší kvalitu her. Pomocí tohoto senzoru pro ovládání hry můžete využít nejen běžné otáčení zařízení, ale také rychlost otáčení, která poskytuje realističtější ovládání. Kromě her se gyroskop používá v prohlížečích rozšířené reality pro přesnější určení polohy zařízení v prostoru a také v modelech letadel ovládaných chytrými telefony na platformách iOS a Android.

    Senzor magnetického pole (Magnetickompas)

    Po příchodu GPS přijímačů do našeho světa se objevily i digitální kompasy, které se však v době rozvoje navigačních technologií příliš neuplatňují. Magnetometr, stejně jako obvyklý magnetický kompas, sleduje orientaci zařízení v prostoru vzhledem k magnetickým pólům Země.

    Informace získané z kompasu se používají v mapových a navigačních aplikacích. V praxi se toto zařízení docela osvědčilo a dnes je nepostradatelné v řadě her a aplikací, například v prohlížeči rozšířené reality Layar.

    Další senzory a senzory

    Barometr

    Pomáhá s polohováním a tímto senzorem. Barometr se v chytrých telefonech objevil teprve nedávno, s uvedením Samsungu Galaxy Nexus, a dokáže zkrátit dobu potřebnou k připojení k signálu GPS. Vestavěný barometr měří atmosférický tlak v aktuální poloze majitele smartphonu a určuje nadmořskou výšku. Mnoho vlajkových smartphonů je dnes vybaveno nejen přijímači GPS a GLONASS, ale také barometrem, takže signál ze satelitu je zachycen a počáteční poloha je určena okamžitě. Tato funkce je užitečná i v případě, kdy se uživatel pohybuje po nakloněných rovinách, ať už jde o kopec nebo horu, protože v závislosti na atmosférickém tlaku a nadmořské výšce dokáže vypočítat přesný počet kalorií, které jsou spáleny při procházce. No, a podle toho určit tlak a povětrnostní podmínky přímo z vašeho smartphonu.

    Zvažte princip fungování tohoto senzoru na příkladu smartphonu Samsung Galaxy S III, kde lze určení tlakového rozdílu přepočítat asi 25krát za sekundu. Tato rychlost umožňuje jasně určit pohyb osoby nahoru a dolů, to znamená používat navigaci nejen v horizontální rovině, ale i ve vertikální. Dostáváme tak trojrozměrnou navigaci, což je naprostá pravda. Například při navigaci v obchodním centru vám nebude stačit běžný GPS navigátor, který vám ukáže bod na zemské rovině, a nikoli to, v jaké výšce se vaše trasa nachází. A autonavigátory mohou navigovat na vícepodlažních parkovištích a víceúrovňových silnicích.

    Tlakový senzor vám to umožní a dostanete nejen přesné souřadnice daného místa, ale také informaci, v jakém patře či výšce vaše trasa vede. Typicky takové snímače obsahují systém zpracování dat a jejich rozměry jsou v rozmezí 3x3x1 mm. Drobný senzor reaguje na změny výšky s přesností 50 cm Technika je implementována porovnáním vnějšího atmosférického tlaku s ohledem na vakuovou komoru uvnitř senzoru. Do miniaturního těla zařízení se kromě vakuové komory a senzorů vejde vestavěný mikroprocesor, analogový zesilovač, digitální koprocesor a prvek energeticky nezávislé paměti.

    Snímač teploty/vlhkosti

    Takový snímač se stal novým přírůstkem Samsungu Galaxy S4. Snímá okolní teplotu a vlhkost přes malý otvor umístěný na základně smartphonu. A poté senzor určí optimální úroveň pohodlí a zobrazí tyto informace na obrazovce aplikace S Health. Teplotní senzor navíc umožňuje korigovat chyby tlaku způsobené změnami teploty vzduchu. Ti, kteří chtějí okamžitě využít schopností teplotního senzoru, mohou věnovat pozornost vývoji vědců z Robocatu.

    Vytvořili malý elektrický teploměr Thermodo, který se připojuje k telefonu přes sluchátkový port. Thermodo se skládá z pasivních teplotních senzorů zabudovaných do standardního 4pólového konektoru pro sluchátka v odolném krytu. Není vyžadováno žádné síťové připojení, zařízení je napájeno z telefonu a spotřebovává málo energie. Když není vyžadováno měření teploty, lze Thermodo zavěsit na klíče jako klíčenku. S Thermodo můžete měřit teplotu uvnitř i venku.

    3D senzor

    Senzor, který neustále snímá okolí a vytváří počítačově generovaný virtuální model s vysokou přesností. Něco podobného je Kinect, ale nová verze tabletu Google Nexus 10 má mnohem kompaktnější snímač a existují již hotové aplikace, které dokážou na tabletu fungovat a předvést možnosti nejen nejmodernějších her.

    Senzor Capri 3D, který na konferenci Google I / O 2013 představila společnost PrimeSense, mimo jiné dokáže registrovat pohyby a přijímat metrické parametry objektů. Mimochodem, tento vývoj této technologie dokazuje předpoklad IBM, že v polovině tohoto desetiletí se komunikace pomocí videokonferenčních aplikací začne podobat 3D hologramům.

    Bezpečnost

    Profesor Adam J. Aviv ze Swarthmore College (Pennsylvánie, USA) nedávno předvedl možnost provádět útoky pomocí dat přijatých akcelerometrem smartphonu. Ukázalo se, že data přijatá senzory smartphonu mohou útočníkům pomoci získat přístup k odemykacím kódům zařízení. Mohou zjistit PIN kódy a hesla uživatele. Získání informací pomocí senzorů je mnohem jednodušší než pomocí aplikací stažených do chytrého telefonu, tvrdí profesor. Výzkumníci analyzovali data přijatá akcelerometrem a sestavili jakýsi „slovník“ pohybů smartphonu při zadávání hesla, načež vyvinuli software, který umožňuje dešifrování PIN kódů pomocí dat přijatých z akcelerometru. V průběhu výzkumu byli vědci schopni správně určit PIN kód ve 43% případů a heslo - v 73%. Systém nefunguje správně, když je uživatel při používání zařízení v pohybu, protože pohyby vytvářejí další hluk a je velmi obtížné získat přesná data z akcelerometru.

    Odborníci na mobilní zabezpečení se také domnívají, že čím více senzorů má smartphone, tím více dat dokáže zachytit, což znamená, že problém ochrany zařízení se stává akutnějším. Vědci nyní vyvíjejí metody, jak zabránit úniku dat shromážděných gyroskopy, akcelerometry nebo jinými senzory. Dá se tedy předpokládat, že s rozvojem technologií a rozšiřováním funkčnosti senzorů se bezpečnostní situace bude jen vyhrocovat.

    vyhlídky

    Nedávno americký vynálezce Jacob Fraden založil Fraden Corporation a patentoval bezkontaktní systém měření teploty pro mobilní zařízení. Na zadní straně smartphonu je malý infračervený senzor, který dokáže během vteřiny měřit tělesnou teplotu uživatele. V budoucnu se tedy chytré telefony mohou stát našimi osobními lékařskými asistenty. Freyden se také chystá vytvořit prostředky pro měření ultrafialového záření a elektromagnetického znečištění. Zaměstnanci z MIT Next Lab ale tvrdí, že senzory v chytrých telefonech budou brzy schopny detekovat arytmii a tachykardii, což donutí uživatele včas vyhledat lékařskou pomoc.

    Podle odborníků z IBM budou mít chytré telefony do roku 2017 čich. Drobné pachové senzory lze zabudovat do smartphonů a dalších mobilních zařízení. Zjištěné stopy chemických sloučenin budou přeneseny do výkonné cloudové aplikace schopné analyzovat vše od oxidu uhelnatého po virus chřipky. Výsledkem je, že pokud kýchnete, telefon vám bude moci říci o vaší nemoci.

    Veškerá zábava teprve začíná a dnes se pracuje v mnoha oblastech. Je například možné, že se váš smartphone v blízké budoucnosti naučí napodobovat hmatové vjemy pomocí nějakého druhu senzorů. Budete schopni rozlišovat mezi látkami, texturami a vazbami. A zvukové senzory v kombinaci s masivními systémy cloud computingu poskytnou nadlidské sluchové schopnosti. Ach, co se nedá předpokládat, zvlášť když se spousta předpokladů, výpočtů a dokonce i fantazií v posledních letech začala naplňovat úžasnou rychlostí.

    Windows 10 monitoruje každého uživatele - všechny jeho požadavky a polohu, o chytrých telefonech se ani nemluví - ukazují trasu majitele a výšku (patro), na kterém se nachází a zná geodata a vaše požadavky - a umí také nahrávat váš hlas bez své znalosti, pořizujte své fotografie a posílejte třetím stranám své otisky prstů a naskenované sítnice

    Moderní smartphony jsou i přes svou skromnou velikost velmi složitá zařízení s výkonnými vícejádrovými procesory, fotoaparáty s automatickým ostřením a optickou stabilizací, obrazovkami s vysokým rozlišením a vysokými hodnotami ppi. Kromě toho je každý smartphone vybaven různými senzory, které usnadňují používání zařízení nebo, zejména u špičkových gadgetů, rozšiřují jejich možnosti. V našem dnešním materiálu budeme hovořit o senzorech, které z nich lze nalézt v moderních gadgetech, a také o tom, jak a proč se používají.

    První senzor, který se stal široce používaným v chytrých telefonech, je akcelerometr, kterému se také často říkalo G-senzor. Jak již název napovídá, tento snímač se používá k měření zrychlení zařízení ve třech osách. Je zřejmé, že ke zrychlení dochází pouze tehdy, když se zařízení pohybuje nebo otáčí v prostoru, takže akcelerometr nemůže určit polohu stacionárního smartphonu. A to znamená, že jeho přesnost například ve hrách bude relativně nízká.

    Aby se tento nedostatek akcelerometru vyrovnal spolu s ním u naprosté většiny moderních zařízení, včetně těch nejrozpočtovějších, gyroskop. Na rozdíl od akcelerometru dokáže gyroskop určit polohu v prostoru (úhel sklonu podél tří os) i stacionárního zařízení. Chyba kalibrovaného gyroskopu v moderních smartphonech zpravidla nepřesahuje 1-2 stupně. Gyroskop a akcelerometr jsou široce používány v mnoha mobilních hrách pro ovládání, stejně jako v jiných aplikacích s různými úkoly.

    Další senzor, který lze také nalézt v téměř každém smartphonu - magnetometr. Tento senzor reaguje na magnetické pole Země a umožňuje tak určit světové strany. To se zase spolu s údaji o mobilních věžích a přístupových bodech Wi-Fi v zorném poli využívá při navigaci v nepřítomnosti signálu GPS. Magnetometr je citlivý senzor, a proto s chytrým telefonem s ním můžete například hledat kabeláž ve zdi, pokud je zazděná mělce – stačí si stáhnout aplikaci, která bude odečítat hodnoty senzoru.

    Téměř každý moderní smartphone se také neobejde senzor přiblížení. Senzor je infračervený zářič s přijímačem, skrytý pod předním sklem přístroje. Dokáže detekovat přítomnost předmětu před sebou na vzdálenost asi pěti centimetrů. Díky tomuto senzoru stačí při hovoru přiložit smartphone k uchu - a displej se automaticky vypne (stejně jako se zapne, pokud zařízení vyjmete); není k tomu potřeba používat vypínač. Za zmínku stojí, že některé špičkové smartphony Samsung používají pokročilý senzor přiblížení, který plní funkce senzor gest, který reaguje na různé pohyby ruky nad ním.

    Mnoho smartphonů, s výjimkou levných modelů, je vybaveno světelné senzory. Hlavním účelem tohoto senzoru je určit úroveň okolního světla a v souladu s tím upravit jas podsvícení displeje.

    Tento seznam běžných senzorů lze považovat za úplný. Jak můžete vidět, většina smartphonů má alespoň pět užitečných senzorů, ale v pokročilejších gadgetech najdete mnoho dalších senzorů. Jeden z nich - barometr. Navzdory tomu, že se před pár lety poprvé objevil ve smartphonu Samsung Galaxy Note, stále jej najdeme pouze v některých zařízeních středního a nejvyššího segmentu. Podobně jako magnetometr i barometr pomáhá zařízení rychle se orientovat v terénu a zachytit signál satelitů GPS. Stažením jedné z mnoha bezplatných aplikací můžete barometr samozřejmě použít k zamýšlenému účelu – ke zjištění atmosférického tlaku v pascalech nebo milimetrech rtuti. Je také možné použít barometr jako výškoměr Přístroj, který měří nadmořskou výšku. Pravda, přesnost jeho odečtů je v tomto případě výrazně ovlivněna kolísáním atmosférického tlaku, ten je však regulován zadáním aktuálních údajů o počasí a kontrolního výškového bodu pro konkrétní oblast.

    Ve smartphonu se poprvé objevil Samsung Galaxy S4 teploměr. Použití tohoto senzoru je více než zřejmé: pomocí předinstalované aplikace S Health (můžete si však stáhnout i některý z programů třetích stran z Google Play) může uživatel zjistit okolní teplotu. Totéž lze říci o čidle vlhkosti - vlhkoměr, který také debutoval se Samsungem Galaxy S4 a lze jej používat s aplikací S Health.

    K ovládání Smart Coverů se používá Hallův senzor, který po otevření automaticky zapne obrazovku zařízení. Jako magnetometr Hallův senzor reaguje na magnetické pole, ale na rozdíl od prvního má jednodušší princip činnosti: neurčuje sílu magnetického pole podél několika os, ale jednoduše reaguje na jeho zesílení způsobené přiblížením permanentního magnetu skrytého v krytu.

    Moderní gadgety se již dlouho naučily vykonávat funkce krokoměru, ale obvykle se k tomu používá akcelerometr. Jedno z mála zařízení s krokoměr v podobě samostatného senzoru se stal smartphone LG Nexus 5. Zatím je takový senzor kuriozitou, ale pravděpodobně brzy najde uplatnění i v dalších zařízeních.

    Další vzácný senzor - monitor srdečního tepu. V tuto chvíli lze samostatný snímač srdečního tepu nalézt pouze v chytrých telefonech Samsung Galaxy S5 a Samsung Galaxy S5 Active (nepočítáme-li chytré hodinky stejné společnosti se systémem Android a Tizen).

    Trochu běžnější senzor - Skener otisků prstů, která vám umožní rychle odemknout zařízení bez nutnosti zadávat heslo. K dnešnímu dni se tento senzor používá v Apple iPhone 5S, Samsung Galaxy S5, HTC One Max a několika dalších méně obvyklých modelech smartphonů. Přesto je první zařízení, iPhone 5S, zatím právem považováno za měřítko pro jeho implementaci.

    Na tom by se snad dal dokončit dlouhý seznam senzorů, ale nakonec jsme stejně nechali zcela výstřední senzor pro smartphone - dozimetr. S jistotou se ví, že je jím vybaven Pantone 5 107SH vydaný v Japonsku - pravděpodobně po neslavné havárii v jaderné elektrárně v Zemi vycházejícího slunce začali pečlivě sledovat radiační situaci kolem.

    Jako malý závěr zopakujeme: téměř každý více či méně moderní gadget je vybaven minimálně pěti různými senzory. Absolutním šampionem co do jejich počtu lze nazvat Samsung Galaxy S5, který má podle našich propočtů hned 12 senzorů. A kolik senzorů jste napočítali ve svém smartphonu?

    Přečtěte si více: