Датчики и сенсоры современных мобильных устройств. Какие бывают датчики в смартфонах

Многие люди, увидев в технических характеристиках того или иного устройства информацию о датчике освещенности, спрашивают, зачем он нужен и какие функции выполняет. Обязательно ли его наличие в устройстве или же это второстепенная опция? На эти и некоторые другие вопросы я отвечаю в этой заметке - продолжении серии справочных статей о бытовой электронике.

Датчик освещенности служит для определения уровня внешней освещенности. Информацию с данного датчика устройство интерпретирует с помощью специального программного обеспечения и использует для автоматического выставления уровня яркости экрана. Например, когда вокруг темно, яркость уменьшается - чтобы не раздражать глаза и не тратить зря заряд батареи. А когда, наоборот, очень светло, солнечно, то яркость увеличивается - чтобы на дисплее можно было разглядеть информацию.

Датчики освещенности устанавливаются во многие смартфоны, коммуникаторы, планшеты и другие электронные устройства. Их встраивают во многие свои устройства фирмы Apple, HTC, Sony Ericsson, Nokia и другие. Помимо этого, подобные датчики ставят в клавиатурные телефоны и некоторые ноутбуки/нетбуки - там они служат для определения момента, когда необходимо включить подсветку клавиатуры.

Датчики освещенности обычно экономят заряд батареи (яркость снижается, когда вокруг становится темнее и потому, соответственно, уменьшается энергопотребление - ведь подсветка экрана очень прожорлива). Разумеется, они удобны и тем, что яркость меняется автоматически, не требуется специально лезть в меню, рыться в нем, возвращаться обратно к документу/программе.

Соответственно, может показаться, что датчик освещенности - это очень полезная вещь. Но на самом деле, увы, датчик освещенности (точнее, связанное с ним программное обеспечение) не обладает телепатическими способностями и его мнение о необходимом уровне подсветки (яркости) экрана может расходиться с вашим. На своем айфоне, например, я вообще отключил опцию автоматического регулирования яркости.

Интересным вариантом были бы датчики освещенности в сочетании с программным обеспечением с возможностью калибровки - так ваши предпочтения могли бы учитываться максимально полно. В чем заключается калибровка? В том, что, включая датчик сначала в полной темноте, затем при искусственном освещении, а потом на солнце, вы указываете наилучший для вас уровень яркости. Я думаю, что реализовать эту калибровку несложно, и надеюсь, что производители возьмут эту идею на заметку.

А пока что, повторю, я бы не стал делать наличие в устройстве датчика освещенности одним из основополагающих критериев при выборе. Хотя многие им пользуются и довольны. Штука эта явно не лишняя, но и явно не из разряда первой необходимости.

Напоследок дам такой совет: при покупке попытайтесь уточнить/определить, в каком месте находится датчик освещенности у устройства. И старайтесь выбрать такую обложку/чехол, которая(ый) не закрывала бы его. Также старайтесь не закрывать его пальцем. Если датчик будет закрыт, то, разумеется, корректно работать он не сможет.

Множество изделий современной электроники оснащено датчиками, распознающими приближение объекта, к примеру, пальца, к клавиатуре или уха человека к телефону. Эта технология активно используется в разного рода, что позволяет устранить механическую коммутацию устройств, а также продлить срок их службы. И у многих вполне может возникнуть вопрос: датчик приближения в телефоне - что это и как он работает? Далее будет рассмотрено данное приспособление с точки зрения реализации по емкостной технологии.

Распознавание приближения

Распознавание приближение по бесконтактной технологии довольно быстро нашло применение в области портативных устройств, питающихся автономно. Функция активно используется в последних моделях смартфонов и планшетов, в музыкальных плеерах. Ее основным назначением является повышение надежности устройств и экономия электрической энергии.

Дисплей прибора будет находиться в неактивном состоянии до тех пор, пока не будет обнаружено приближение руки пользователя, именно за это и отвечает датчик приближения в телефоне. Что это - станет понятно, если рассмотреть принцип его работы. Когда речь идет об использовании подобной технологии, то тут стоит отметить, что в дежурном режиме потреблением энергии занимается исключительно центральный процессор. А когда определяют приближение ладони или пальца, происходит включение дисплея, на котором отображается текущая информация. Все это позволяет снизить среднюю потребляемую мощность гаджета, при этом увеличив время автономной работы батареи.

Особенности использования функции в разной технике

В бытовой автоматике функция распознавания приближения тоже получила весьма широкое распространение. Бесконтактные датчики используют для включения открывания кранов водопровода, когда в поле их действия находится рука человека; дисплеи холодильников и микроволновых печей будут неактивны, пока к ним не приблизится рука пользователя. Снабжены этой функцией и новые системы автоматизации дома. используемые для управления бытовой техникой и освещением, настраиваются так, чтобы служить цифровыми фоторамками. Но как только к ним приближается кто-то из людей, сразу появляются Достаточно интересной технологией является датчик приближения в телефоне. Что это такое, поможет понять описание метода, с помощью которого происходит распознавание.

Методы распознавания приближения

Когда к датчику приближается, к примеру, палец, происходит изменение общей емкости системы. Именно оно и используется для обнаружения объекта вблизи бесконтактного сенсора.

Обнаружение изменения емкости

То, насколько точно и надежно будет работать бесконтактный датчик, полностью зависит от верности измерений изменившейся емкости системы. С такой целью разработан целый ряд методов, в числе которых самыми известными стали методы переноса зарядов, последовательного приближения, взаимодействия емкости и сигма-дельта-метод. Наиболее часто применяются два из них. Оба используют коммутируемую емкостную схему и внешний измерительный конденсатор.

Метод последовательного приближения

В данном случае осуществляется зарядка коммутируемой емкостной цепи. С этого конденсатора подается напряжение на компаратор через ФНЧ, где происходит сравнение с опорным напряжением. Счетчик, синхронизируемый с генератором, запирается при помощи выходного сигнала компаратора. Обработка именно этого сигнала осуществляется для определенного статуса датчика. Для метода последовательных приближений требуется ничтожно малое число внешних компонентов. В данном случае на работу схемы не оказывают влияния переходные помехи по питающей цепи.

Достоинства и недостатки технологии распознавания

Датчик приближения Android, как и другие, обладает определенными особенностями. К числу преимуществ в данном случае можно отнести следующие:

Довольно большая зона обнаружения;

Высокая степень чувствительности;

Относительная доступность в плане цены, ведь производство датчиков осуществляется из довольно дешевых компонентов - меди, пленки оксидов олова, индия и печатной краски, внешнего проволочного датчика;

Малый размер;

Универсальность конструкции;

Температурная стабильность;

Возможность функционирования с применением различных непроводящих покрытий, к примеру, стекол разной толщины;

Долговечность и высокая надежность.

Имеются у данного метода и определенные недостатки:

Чувствительный элемент должен быть проводящим, тогда он сможет обнаружить приближение; однако руку, к примеру, в резиновой перчатке, он может и не обнаружить;

Метод емкостного распознавания работает так, что когда в диапазоне его работы имеются металлические объекты, диапазон уменьшается.

iPhone 4

Датчик приближения работает так, что позволяет отключать экран смартфона во время разговора для исключения случайных нажатий на клавиши. Существуют специальные приложения, которые дают возможность блокировать экран, просто проводя над ним рукой. Для его включения потребуется нажать аппаратную клавишу.

Калибровка

Довольно часто пользователи сталкиваются с неприятной ситуацией, когда блокировка экрана при разговоре не осуществляется. А бывает и так, что после завершения разговора дисплей не включается, из-за чего телефон не разблокируется. К примеру, датчик приближения Nokia работает некорректно. Для устранения этой проблемы его требуется откалибровать. Обычно большинством производителей применяется специализированное программное обеспечение для этих целей, которое можно скачать на официальном сайте.

В последних версиях Android 4 функция калибровки расположена непосредственно в меню. Для этого требуется войти в настройки, отыскать экран, а потом выбрать пункт Proximity Sensor Calibration. После закрытия датчика рукой необходимо в появившемся окне нажать ОК. Иногда калибровка допускается и без закрытия сенсора.