Smartphone: senzori inteligenţi

⇣ Sari la articol

Modelele actuale de smartphone-uri sunt dotate cu o serie de senzori, care determină poziţia și condiţiile de mediu. Cum este posibil acest lucru?

smartphone senzor

Smartphone-urile cunosc foarte multe detalii despre mediul înconjurător. Nu determină poziţia actuală doar prin GPS, ci recunosc şi poziţia în spaţiu cu ajutorul senzorilor de acceleraţie şi a senzorilor cu impuls unghiular (n.r. – accelerometru şi giroscop), precum şi cu ajutorul unui compas digital. Sistemele suplimentare de măsurători oferă informaţii cu privire la temperatură, umiditate, presiune atmosferică şi lumina ambientală.

 Informaţii pentru sistem

O multitudine dintre aceste date sunt evaluate automat de către sistemul de operare al smartphone-ului. Rotirea automată a conţinutului pe ecran, în format portret sau landscape se bazează pe semnalele primite de la senzorii de poziţie. Valorile măsurate de giroscop şi de compasul electronic sunt utilizate la navigaţia cu Google Maps, în special la indicarea rutei în modul pietonal, când poziţiile determinate prin GSP nu se modifică la fel de rapid, în comparaţie cu cele pentru modul auto. Senzorii magnetici recunosc dacă un smartphone sau o tabletă deţin o husă cu închidere magnetică şi recunosc când aceasta este închisă sau deschisă, iar în funcţie de această informaţie ecranul este pornit sau oprit automat. Unele dispozitive, precum modelele de top ale producătorului Samsung, pe lângă aceste funcţii de bază, deţin şi posibilitatea de analiză a intensităţii şi compoziţiei culorilor luminii ambientale, conţinuturile fiind optim afişate pe ecran. În plus, toate dispozitivele cu touchscreen deţin un senzor de proximitate, care determină dacă utilizatorul duce telefonul la ureche, iar pe durata convorbirii este dezactivată funcţia de touchscreen. În combinaţie cu camera, senzorul de control al gesturilor, stabileşte dacă mâna utilizatorului se află deasupra ecranului şi identifică mişcările executate.

Suport pentru aplicaţii inteligente

Unele funcţii sunt rezervate aplicaţiilor specializate. Astfel, senzori precum cei pentru presiunea atmosferică (barometru), temperatura ambientală (termometru) ori cel pentru umiditatea aerului (higrometru), sunt utilizaţi de către aplicaţiile de vreme sau cele de fitness, stabilind de exemplu condiţiile de mediu în timpul unui antrenament. În Google Play, Apple și în alte magazine, sunt disponibile nenumărate aplicaţii care utilizează datele furnizate de senzori pentru aplicaţii mai degrabă simple, cum ar fi nivelmetru (boloboc) ori unelte pentru măsurarea nivelului sunetului sau a intensităţii luminii. De exemplu, jocurile utilizează senzorii de poziţie ai telefonului ca şi sursă de informaţii.

Programatorii cu imaginaţie bogată au avut idei chiar şi mai surprinzătoare, legate de modul de interpretare şi combinare a diferitelor date oferite de senzori. Un exemplu ar fi aplicaţia gratuită Sky Map, care afișează pe ecran constelaţiile şi îți indică poziţia corpurilor cereşti în funcţie de orientarea dispozitivului către cer.

 Până la zece senzori

Tipul senzorilor integraţi depinde de modelul smartphone-ului. Dotarea standard cuprinde un accelerometru, senzor de poziţie (giroscop), senzor de proximitate, de recunoaştere a luminii, senzor magnetic respectiv compas electronic. Modelele de top, cum ar fi Samsung Galaxy S4 deţin până la zece senzori. Dacă luăm în considerare şi alte elemente, cum ar fi touchscreen-ul sau recunoaşterea stării de încărcare a acumulatorului, respectiv receptorul GPS, cantitatea de informaţie furnizată creşte considerabil.

În magazinul Google Play, utilizatorii pot găsi o serie de aplicaţii gratuite, precum Sensor Test sau Check My Android, care listează detaliat toţi senzorii identificaţi în dispozitivul tău, cu date brute respectiv valori măsurate. Tot cu ajutorul unor aplicaţii gratuite, cum ar fi AndroSensor sau Sensor Recording Lite, datele înregistrate pot fi memorate şi prezentate sub formă de diagrame.

 Electromecanică

Senzorii trebuie să ocupe cât mai puţin spaţiu, să utilizeze un minim de resurse de energie, dar să ofere date cât mai exacte. La o privire mai atentă asupra componentelor milimetrice, observăm că producătorii de cipuri au făcut progrese imense în această privinţă. Pentru a economisi şi mai mult spaţiu integrează în cipuri tot mai mulţi senzori. Astfel, producătorii de smartphone-uri utilizează de exemplu cipuri care conţin accelerometru, giroscop şi compas digital. Exemplele de pe aceste pagini demonstrează cât de minuscule sunt cipurile utilizate. Privind carcasa unui astfel de cip, este foarte greu de imagini multitudinea de funcţii pe care le integrează. Dinacest motiv, am detaliat principii le de bază după care funcţionează diferitele tipuri de senzori.

 Artă inginerească

În cazul majorităţii senzorilor pentru smartphone-uri este vorba despre aşa-numitele dispozitive MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). Principiile de funcţionare ale acestora se bazează pe legătura dintre procesele mecanice şi cele electronice. Astfel, senzorul care măsoară acceleraţia foloseşte o „masă seismică” minusculă. Fiind parcurse de un curent electric, orice modificare a poziţiei sau orice mişcare, face ca această piesă mobilă să inducă un curent în căile conductoare învecinate. Intensitatea acestui curent dă informaţii despre direcţia şi intensitatea mişcării.

Structurile mecanice din aceste cipuri sunt de mărimea câtorva microni (a mia parte dintr-un milimetru), iar căile conductoare au dimensiuni nanometrice (un nanometru reprezintă o milionime dintr-un milimetru). Pe lângă mini-masele aflate în mişcare şi pe lângă circuitele care permit trecerea curentului prin ele sau care măsoară intensitatea curentului indus, în cipuri este integrat și un sistem electronic de comandă, care înregistrează valorile măsurate de partea electromecanică, le digitalizează şi le pune la dispoziţia altor componente din smartphone, prin intermediul interfeţelor digitale. Astfel, cipurile pentru senzori sunt opere de artă ale miniaturizării electromecanice.

 Ce ne rezervă viitorul?

Producătorii de cipuri vin în continuu cu idei noi referitoare la care tipuri de senzori ar putea fi mai utili pentru smartphone-uri. Tendinţele actuale sunt: mediu înconjurător, biometrie şi sănătate. În stadiu de dezvoltare se află și senzori pentru recunoaşterea calităţii aerului şi mai ales a radiaţiilor radioactive – au relevanţă pe piaţa din Asia, în special după accidentul de la centrala nucleară de la Fukushima. Producătorul Apple a fost primul care a echipat iPhone 5s cu un senzor de citire al amprentei digitale. Astfel, nu mai este necesară introducerea codului de deblocare, aceasta se face prin identificarea caracteristicilor biometrice. Din punct de vedere al protecţiei datelor cu caracter personal, metoda este foarte controversată şi totuşi tot mai mulţi producători urmează această cale.

Pentru aplicaţiile E-Health există senzori pentru: tensiune, frecvenţa bătăilor inimii şi a nivelul zahărului din sânge. Deocamdată aceşti senzori sunt integraţi doar în dispozitive speciale, dar în curând îi vom regăsi în smartphone-uri sau accesorii pentru smartphone-uri. Pe lângă datele referitoare la fitness, ar putea determina şi analiza informaţii referitoare la nivelul de stres sau semne timpurii ale unor boli. Mai mult, se poartă discuţii intense referitoare la posibilitatea de testare a nivelului de alcool din aerul expirat sau chiar la posibilitatea realizării de analize chimice detaliate cu privire la aerului expirat, transpiraţie, sânge sau salivă.

Părerile sunt împărţite în ceea ce priveşte adevărata utilitate, precum şi urmările referitoare la etică şi protecţia datelor cu caracter personal a unor astfel de idei. În orice caz, cert este că în viitor smartphone-urile vor şti tot mai multe detalii despre mediul în care se află – prin urmare vor procesa mai multe date despre utilizatorii lor.

Articole asemanatoare