Что такое датчик направления в смартфоне. Барометр - это что за прибор

Не каждому пользователю мобильных девайсов известно, что в большинстве устройств на базе Android есть такая интересная вещь как барометр. Зачем он нужен в телефоне? Неужели только того, чтобы измерять атмосферное давление? На самом деле, этот датчик является частью системы GPS и позволяет с максимальной точностью определять геолокацию.

Но, конечно, ничто не мешает нам использовать барометр по его прямому назначению. Все, что для этого требуется, это установить специальную программу из магазина Google Play. Ниже мы приведем несколько таких приложений.

Приложение заслуживает того, чтобы занимать первое место в нашем списке. Программа обладает всеми необходимыми функциями и удобным интерфейсом. Здесь имеется собственный виджет, который показывает не только текущее давление, но и . При желании, вы можете настроить автоматический показ уведомлений на дисплее вашего смартфона. Оповещения о предстоящих природных сюрпризах будут отображаться в виде значка в панели уведомлений. К сожалению, последняя версия SyPressure имеет досадный баг: в настройках начали сами собой включаться звуковые предупреждения, и телефон иногда может зазвонить в самое неподходящее время.

В верхней части окна программы отображается атмосферное давление в текущий момент времени. Вы можете выбрать один из возможных способов вывода информации: шкала, диаграмма или график. Единицы измерения также можно настроить по своему усмотрению: hPa (гектопаскаль), inHg (дюйм ртутного столба), mmHg (миллиметр ртутного столба), psi (фунт на квадратный дюйм), atm (физическая атмосфера). В нижней части окна можно увидеть колебания давления (рост/падение) и предполагаемые изменения погоды. Здесь же находится панель настройки уведомлений.

Платная программа является еще одним полезным инструментом для измерения атмосферного давления и по сравнению с SyPressure, имеет больше настроек. Поддерживается несколько вариантов показа информации: индикатор, график, альтиметр и список. Кроме того, выводимые на экран виджеты разнообразны по размеру: 1×1, 2×1, 2×2.

В приложении любую из функций можно настроить предельно точно. Например, для того, чтобы получать более достоверные метеосводки, следует указать базовые величины измерений для своего местоположения, а для высотомера (альтиметра) - высоту над уровнем моря. На графике изменения давления можно задать желаемый период отображения (от 6 до 48 часов).

Здесь также имеется возможность выбирать цвет основного интерфейса и индикаторов, изменять прозрачность виджетов. Как и SyPressure, этот инструмент работает с различными единицами измерения. В целом, от использования программы остаются достаточно приятные впечатления. Она, вне всяких сомнений, оправдывает свою стоимость в 40 рублей.

Barometer Reborn

Barometer Reborn — это простейший барометр, позволяющий отслеживать амплитуду перепадов атмосферного давления, чтобы определять влияние этих факторов на свое самочувствие. Это может быть полезно тем из нас, кто испытывает головную боль и прочий дискомфорт при изменении метеоусловий.

Зная заранее о предстоящих природных метаморфозах, можно попытаться уменьшить их неприятный эффект до минимума. Например, если прибор показывает рост атмосферного давления, то в такие дни стоит отказаться от повышенных физических нагрузок. Прежде всего, это важно для людей, страдающих респираторными заболеваниями (такими как астма) или гипертонией. Напротив, снижение давления, должно стать поводом проводить больше времени на свежем воздухе.

Barometer & Altimeter

Barometer & Altimeter - программа использует встроенный GPS-датчик (если таковой отсутствует, то получает сведения из Интернета). Вы сможете отслеживать атмосферное давление, температуру воздуха, скорость ветра, видимость, высоту над уровнем моря. Эта информация, безусловно, окажет неоценимую помощь поклонникам экстремальных видов спорта, туристам и путешественникам.

Согласитесь, что это достаточно интересное приложение и определенно заслуживает внимания. Представьте себе, насколько было бы здорово установить барометр и, поднявшись на крышу небоскреба, с легкостью определить высоту и атмосферное давление.

Программа не требовательна к ресурсам памяти телефона и очень бережно расходует заряд батареи. Интерфейс максимально удобен, настройки не отличаются сложностью. Юные исследователи природных явлений, используя этот инструмент, смогут провести первые научные эксперименты, утолить свое любопытство и жажду знаний.

mu Barometer

mu Barometer — это бесплатный и очень простой инструмент, фиксирующий изменения показателей атмосферного давления. Приложение отличается элегантным дизайном и удобным интерфейсом, использует такие измерительные единицы, как mBar, mmHg, inHg, atm.

Вы можете выбрать одну из трех предложенных тем оформления виджета, выводимого на главный экран телефона. Программа также позволяет измерять и высоту (в метрах или футах).

eWeather HD

Приложение eWeather HD - целая метеостанция для вашего Android. Здесь вы найдете подробную информацию о природных явлениях на ближайшие 10 дней. Первое, что привлекает внимание - это удивительные по красоте изображения солнца и облаков. Глядя на них, вы забываете, какую цель преследовали, открывая эту программу. Но в дополнение к красочным рисункам здесь имеется огромное количество других функций, а прогнозы отличаются максимальной точностью.

Главный экран погодного дисплея содержит массу полезных сведений: влажность, давление, температура (реальная и ощущаемая), время восхода и захода солнца, фазы луны, диаграммы изменения температуры, вероятность осадков, геомагнетизм … Кстати, на последний параметр стоит обратить внимание метеозависимым людям. Если геомагнитные бури доставляют вам беспокойство, перед началом важных дел, не забудьте ознакомиться с прогнозом.

В равной степени эти сведения пригодятся всем, кто болезненно реагирует на приближение грозы, выпадение осадков и прочие природные явления. Вы сможете наблюдать за изменениями атмосферного давления за последние 24 часа на диаграмме или графике, где при неблагоприятных показателях индикатор приобретает красный цвет.

Невозможно перечислить все функции этого замечательного приложения, интерфейс которого с точки зрения графического оформления выглядит по-настоящему круто.

Согласно медицинской статистике, более половины жителей нашей планеты тем или иным образом реагируют на меняющиеся метеоусловия. Для кого-то эти изменения практически незаметны, а некоторые, наоборот, тяжело переносят скачки атмосферного давления, всплески солнечной активности и магнитные бури. Кроме того, капризы погоды нередко вызывают ухудшение самочувствия у людей с хроническими заболеваниями суставов и сердечно-сосудистой системы, страдающих гипертонией или артериальной гипотензией.

Зная заранее о предстоящих изменениях, можно попытаться свести к минимуму их негативное воздействие на здоровье. Чтобы всегда иметь под рукой необходимую информацию, всего лишь нужно установить на свой смартфон одно из описанных выше приложений.

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.

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.

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».

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/с 2 (в трехосевом трехмерном акселерометре). Это связанно с тем, что сила тяжести Земли составляет в среднем 9,8 м/с 2 .

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/с 2 , 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

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.

Датчик гравитации

Измеряет силу притяжения нашей планеты в трехмерном пространстве. В состоянии покоя (когда смартфон лежит на столе), его показания должны совпадать с акселерометром: по одной из осей сила гравитации будет близка к 9,8 м/с 2 . Самостоятельно этот сенсор обычно не используется, но помогает работе других. В режиме навигации он определяет, в какой стороне земная поверхность, чтобы быстрее определить правильное положение смартфона. При использовании в VR за счет сенсора гравитации осуществляется правильное позиционирование картинки.

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.

Датчик вращения

Он определяет направление и частоту вращения смартфона относительно одной из осей трехмерного пространства. Как и датчик ускорения, является независимым и не привязан к внешним ориентирам. Часто выполняется в составе одного модуля с сенсором линейного ускорения. Отдельно, как правило, не задействуется, но позволяет корректировать работу других сенсоров для повышения точности. Также помогает при управлении жестами, например, покрутив смартфон в кисти руки активируется камера.

Гироскоп MEMS в разрезе

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.

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.

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.

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.

Цветные экраны мобильных телефонов производят по STN, TFT, TFT TMR, TFD, UFB, OLED, AMOLED, Super AMOLED и AFFS технологиям. STN (super twisted nematic - структура со сверхбольшим искажением) - жидкокристаллический дисплей с пассивной матрицей. Основные недостатки - низкое быстродействие, "слепнет" при дневном свете, высокое энергопотребление. TFT (Thin Film Transistor) - технология тонкопленочных транзисторов. Применяется в активно-матричных дисплеях. На каждый элемент изображения (пиксел) приходится три транзистора, каждый из которых соответствует одному из трех основных цветов - красному, зеленому или синему, и конденсатор, поддерживающий необходимое напряжение. Недостаток технологии - высокое энергопотребление. UFB (Ultra Fine and Bright) За этой аббревиатурой скрывается экран, обладающий повышенной яркостью и контрастностью, при этом потребляемая мощность снижена по сравнению с традиционными ЖК. Вдобавок производство нового дисплея, по заверению разработчиков, обходится дешевле. Эта технология представляет собой переходный вариант между STN и TFT. Основной недостаток - экран "слепнет" при дневном свете. TFD (Thin Film Diods) - технология тонкопленочных диодов, аналогичная TFT. Из четырех перечисленных выше технологий наиболее оптимальной является TFD. Если вы редко используете телефон на улице, то вам подойдут также UFB дисплеи. TFT можно посоветовать тем, кого не пугает необходимость часто заряжать телефон. OLED (Organic Light Emitting Diode) - органические электро-люминесцентные дисплеи - тоньше, ярче, не нуждаются в дополнительной подсветке и при этом экономичнее. По сравнению с LCD-технологиями, OLED имеет такие преимущества, как очень высокие контрастность и яркость (т.е. дисплей читается практически при любых условиях). Сейчас OLED экраны применяются в качестве дополнительных внешних, например, в LG G7030 и Samsung SGH-E700, так как делать основные экраны по новой технологии пока что дорого. AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) - усовершенствованная версия технологии OLED. Дисплеи, выполненные на ее основе, имеют активную матрицу с органическими светодиодами. Это позволяет придать экрану очень маленькую толщину и низкий вес, а сам дисплей может немного гнуться без риска сломаться. Помимо этого, достоинствами такого типа экранов являются пониженное энергопотребление, высокая яркость, контрастность и цветопередача изображения. Существует разновидность TFT-экрана - TFT TMR. Аббревиатура TMR (Transmissive with Micro Reflective) говорит о том, что дисплей обладает трансфлективными свойствами. То есть такой экран может пропускать падающий свет и отражать его от подложки. Помимо этого в дисплее предусмотрена внутренняя подсветка. TFT TMR позволяет получить яркое и контрастное изображение как на улице, даже при ярком солнце, так и в темном помещении. AFFS (Advanced Fringe Field Switching) - технология, обеспечивающая отличную цветопередачу и высокую яркость. Помимо перечисленных достоинств такие дисплеи обладают большими углами обзора и не "слепнут" на солнце. S-IPS (Super IPS) - улучшенная технология IPS (In Plane Switching), увеличены углы обзора и скорость реакции пикселя. Также дисплей характеризуют идеальный черный цвет и великолепная цветопередача. Super LCD - улучшенный вариант LCD-экранов. Отличительная особенность таких экранов - низкое энергопотребление и максимальные углы обзора.

Какие составляющие можно отметить, рассматривая корпус смартфона? Это, прежде всего, довольно большой дисплей, несколько клавиш под ним, микрофон и несколько окошек камеры. Кроме того, на торцах устройства наверняка найдётся порт microUSB, качелька регулировки громкости, выход для наушников и клавиша блокировки. Но заканчиваются ли на этом компоненты устройств? Конечно же, нет. Внутри него нашлось место для нескольких процессоров, многих схем и, что особенно важно, нескольких разнообразных датчиков. Какие из них можно найти в современных девайсах? Давайте узнаем.

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.

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.

Магнитометр

Всё верно, магнитометр создан для определения магнитных полей. Не будь его внутри смартфона – приложению компаса вряд ли бы удалось понять, где находится северный полюс.

Данный сенсор является соединением инфракрасного диода и детектора инфракрасного излучения. Принцип его работы невероятно прост. Диод излучает невидимое для человеческого глаза излучение, а детектор пытается уловить его отражение. Смартфон блокирует дисплей именно тогда, когда луч попадает обратно.

Датчик света

Самостоятельно изменять яркость дисплея – то еще занятие, верно? То ли дело функция автояркости, которая меняет уровень яркости экрана в зависимости от окружающего излучения. Возможно это, как вы уже наверняка догадались, благодаря датчику света.
Стоит отметить, что некоторые представители линейки Galaxy от южнокорейского производителя Samsung используют обновлённый датчик света. Главной его особенностью является умение измерять долю белого, красного, зелёного и синего света для дальнейшей настройки картинки на экране.

Барометр

Нет, это не ошибка. Некоторые смартфоны действительно оснащены встроенным барометром для измерения уровня атмосферного давления. Среди первых девайсов с данной особенностью были Motorola XOOM и Samsung Galaxy Nexus.
Барометр также используется для измерения высоты над уровнем моря, что увеличивает точность работы GPS-навигатора.

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.

Датчик влажности воздуха

В этом, к слову, также преуспел четвёртый представитель линейки Galaxy S. Благодаря этому датчику четвёртая «Галактика» сообщала об уровне комфорта – соотношении температуры и влажности.

Педометр

Несмотря на довольно не очевидное название, задачей педометра является определение количества пройденных пользователем шагов. Да, совсем как в большинстве умных часов и фитнес-браслетов. Одним из первых устройств с настоящим педометром стал Nexus 5.

Сканер отпечатков пальцев

Об этом вы, конечно же, слышали. Благодаря сканеру отпечатков пальцев можно не только сократить время разблокировки смартфона, но и надёжно защитить свои данные. Среди наиболее популярных девайсов с пресловутым сканером – , HTC One Max и .

Датчик сердцебиения

Раз уж мы заговорили о нынешнем южнокорейском флагмане, нельзя не упомянуть и датчик сердцебиения, созданные для измерения пульса. Впрочем, многие пользователи в необходимости его внедрения откровенно сомневаются.

Датчик вредного излучения

Поверить довольно непросто, однако в этом мире действительно есть смартфон со встроенным датчиком вредного излучения. Прихвастнуть его наличием может японский Sharp Pantone 5. После запуска специального приложения последний демонстрирует окружающий уровень радиации. Неожиданно, не так ли?

В итоге получилось целых 12 датчиков. Какие из них чаще всего используете вы?