حسگر های گوشی های تلفن همراه

بیشترین استفاده روزمره ما از حسگر ها در گوشی‌هاست و یکی از گوشی هایی که بیشترین استفاده را از سنسورها کرده، گوشی گلکسی اس 4 سامسونگ است . در زیر سنسورهایی که امروزه در موبایل‌ها استفاده می‌شوند را جداگانه بررسی می‌کنیم.

اولین و مهمترین سنسوری که همه با آن آشنایی داریم میکروفون است که از اولین سنسور‌های اختراع شده ،بود است . میکروفون‌ها می‌توانند صدا یا لرزش مولکول‌های هوا را حس کند و آن را به سیگنال‌های دیجیتال تبدیل کند.

• سنسور مجاورت یا proximity

سنسور مجاورت

بیشتر سنسورها شاید اندکی از چشم کاربران معمولی تلفن همراه دور باشند، اما Proximity یکی از آنهایی است که هر کاربری روزانه حداقل چندین بار از آن استفاده می‌کند. این سنسور از یک ارسال کننده و یک دریافت‌کننده نور مادون قرمز تشکیل شده و عملکردش به این گونه است که نور در حالت عادی تابیده می‌شود و پس از بازگشت به گوشی می‌فهماند که چقدر با اجسام فاصله دارد. اما این پروسه چه سودی به حال ما دارد؟                                                                                                                                                                                             هنگامی که شیئی‌ در نزدیکی این سنسور قرار بگیرد، سیستم آن به کار می افتد. مثلا  وقتی در حال صحبت با تلفن هستید، این سنسور نزدیک شدن صورت شما را با گوشی حس می‌کند و برای صرفه‌جویی در مصرف باتری، و جلوگیری از لمس شدن نا خواسته، ال سی دی موبایل را خاموش می‌کند.

• اشعه مادون قرمز (Infrared)

اینفرارد یا به قولی اشعه مادون قرمز از قدیمی‌ترین سنسور‌هایی است که در وسایل الکترونیکی استفاده شد. یکی از مهمترین آنها کنترل‌ از دور وسایل (تلویزیون، ویدیو،…) است. در موبایل های قدیمی از این سنسور برای انتقال اطلاعات استفاده‌ می‌شد. اما به دلیل سرعت خیلی پایین (14KBps)، موقعیت قرار‌گیری (دو سنسور مقابل هم) و مخصوصا آمدن بلوتوث کم‌کم از رده خارج شد.

با پیشرفت موبایل‌ها و سیستم عامل‌های قدرتمند، دوباره به موبایل ها از جمله گلکسی اس4 بازگشت. با وجود سیستم عامل اندروید، محیط برای ارتقا دادن برنامه نویسی بالاتر رفت و اپلیکیشن کنترل از راه دور برای موبایل ها ساخته شد. نرم‌افزار WatchON یکی از آنهاست که به طور پیش‌فرض توسط سامسونگ بر روی گلکسی اس 4 نصب شده و با آن می توانید وسایل الکترونیکی خانه‌تان (تلویزیون، دی‌وی‌دی پلیر،…) را کنترل کنید.

ناگفته نماند که این اشعه را میتوان با گرفتن خروجی نور مادون قرمز دستگاه ، جلوی دوربین گوشی خود مشاهده کرد.

• سنسور نور یا Light Sensor

سنسور نور یا لایت  هم جزو پرکاربردترین گزینه‌ها در این لیست است، چراکه احتمالا همه شما تاکنون از قابلیت تنظیم روشنایی خودکار تصویر استفاده کرده‌اید. این حسگر عموما در کنار دوربین جلویی دستگاه قرار می‌گیرد و وظیفه تشخیص اندازه نور محیط را بر دوش دارد. اگر تنظیم روشنایی نمایشگر را روی حالت خودکار قرار دهید، سنسور نور در معرض خورشید یا هر منبع پرنور دیگری می‌تواند روشنایی نمایشگر را افزایش دهد تا محتوای آن به راحتی قابل دیدن باشد و همچنین در فضاهای تاریک‌تر، روشنایی نمایشگر کاهش پیدا می‌کند تا چشم‌ها را آزار ندهد.

همان طور که می‌دانید، نمایشگرهای AMOLED و sAmoled قادرند پیکسل‌های دلخواه را خاموش کنند یعنی هر پیکسلی جداگانه به منبع انرژی وصل شده است. سنسور نور در دیوایس های جدید سامسونگ این قابلیت را دارد که میزان نور سبز، آبی، قرمز یا سفید را جداگانه تشخیص دهد و پیکسل‌های دلخواه را خاموش کند تا رنگ تولیدی توسط نمایشگر با نور محیط هماهنگ باشد!

• شتاب‌سنج  ( Accelerator )

این سنسور نیز جز اولین سنسور‌هایی بود که در موبایل ها استفاده شد. این حسگر می‌تواند شتاب خطی موبایل را هنگام جا‌به‌جایی در فضای سه بعدی اندازه‌گیری کند. استفاده‌ای که از این سنسور می‌شود و گلکسی اس4 نیز از آن بهره می‌برد ویژگی Turn-to-Mute می باشد. به گونه‌ای که وقتی تماسی به موبایل گرفته می‌شود، با وارونه کردن دستگاه به سمت پایین، صدای زنگ موبایل برای آن تماس قطع (Silent) می‌شود. یا هنگامی که موزیکی پخش می‌شود، با چرخاندن موبایل به سمت پایین، صداهای در حال پخش متوقف می‌شوند.

و هنگامی که آلارم  هشدار به صدا در می‌آید، می‌توانید آن را متوقف کنید. نرم افزار‌های مختلف دیگری هستند که از این حسگر استفاده می‌کنند. برای مثال می‌توانند شتاب جاذبه  محلی را که شما هستید تشخیص میدهد و سرعت موبایلتان را در جهات مختلف نشان می‌دهد. از دیگر استفاده های آن می‌توان به کنترل موزیک های در حال پخش از موبایل است. با حرکت سریع موبایل به چپ یا راست، آهنگ بعدی یا قبلی پخش می‌شود.

از دیگر قابلیت‌های این سنسور  تغییر حالت نمایش اپلیکیشن‌ها از عمودی به افقی‌، نشان دادن سرعت فعلی در اپلیکیشن‌های رانندگی و بسیاری موارد دیگر را می‌توان نام برد.

• ژیروسکوپ  (Gyroscope)

همانطور که در بالا گفته شد، شتاب سنج می‌تواند جا‌به‌جایی های خطی موبایل را اندازه بگیرد. ژیروسکوپ ویژگی دیگری اضافه می‌کند و آن، اندازه‌گیری جا‌به‌جایی های زاویه‌ای می‌باشد. شتاب‌سنج و ژیروسکوپ نقش مهمی در بازی‌های موبایل مثل بازی‌های رانندگی و اکشن دارند این سنسور حس می‌کند که شما با چه شدتی و در کدام جهت تغییر وضعیت می‌دهید‌؛ چرا که شما فقط مقدار بسیار کمی گوشی را تکان می‌دهید و زیاد آن را جابجا نمی‌کنید. همینطور وقتی که موقعیت افقی و عمودی موبایل را تغییر می‌دهید، این حسگر فعال میشود.

از جمله دیگر کاربرد‌های این سنسور می‌توان به Google Cardboard یا هر دستگاه واقعیت مجازی دیگری اشاره کرد که به قرار دادن گوشی در دیوایس وی آِر نیاز دارد. با جایگیری گوشی در دستگاه VR، سنسور ژیروسکوپ چرخش و حرکت سر شما را تشخیص می‌دهد و به کمک فناوری VR تجربه واقعیت مجازی را برایتان خلق می‌کند.

همچنین اولین بار که از این سنسور در گوشی‌های هوشمند استفاده شد، کمپانی اپل در آیفون ۴ و سال ۲۰۱۰ بود که سر و صدای زیادی هم به دنبال داشت. آن زمان باورکردنی نبود که یک تلفن می‌تواند جهت‌گیری با چنین دقت بالایی داشته باشد؛ اما در حال حاضر، این سنسور یکی از اصلی‌ترین ویژگی‌هایی است که در هر گوشی هوشمندی یافت می‌شود.

• مغناطیس سنج (magnetometer)

این سنسور که قطب نمای گوشی هم بر پایه اش ساخته شده است میتواند بر اساس تشخیص میدان مغناطیسی زمین، قطب ها را نشان می‌دهد. همچنین برخی از نرم‌افزارها با استفاده از این سنسور، میدان مغناطیسی که فلزات اطراف موبایل ایجاد می‌کنند را نشان می‌دهند.

مغناطیس‌سنج آخرین سنسوری است که در کنار دو حسگر دیگر بالا ، تکمیل کننده کار موقعیت‌یابی گوشی در فضای فیزیکی است. این حسگر از طریق تفاوت در سطوح ولتاژ خروجی، قادر است میدانهای مغناطیسی را تشخیص دهد و به شما بگوید شمال مغناطیسی‌ کجاست.

زمان استفاده از برنامه‌هایی همچون گوگل مپ و اپل مپس که وارد حالت قطب نما (Compass) می‌شوید، بخش عمده کار بر عهده مغناطیس سنج قرار می‌گیرد. تمامی اپلیکیشن‌های قطب نما از این سنسور استفاده می‌کنند. مغناطیس سنج‌ها در فلزیاب‌ها نیز وجود دارند، چرا که می‌توانند نیروی مغناطیسی فلزات را نیز تشخیص بدهند. پس اپلیکیشن‌های فلزیاب اندرویدی و یا آی او اسی حقیقی بوده و بر پایه یک قابلیت سخت افزاری کار می‌کنند.

•  جی پی اس GPS

فناوری نام آشنای  GPS (مخفف Global Positioning System‌) به معنی تکنولوژی موقعیت‌سنج جهانی است و با استفاده از ماهواره‌هایی که در مدار زمین قرار دارند کار می‌کند و از طریق‌ آن‌ها تشخیص می‌دهد جایی که ما ایستاده‌ایم دقیقا کجا است.

بدین صورت که، مدت زمان ارسال سیگنال از ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه و بعد از تکرار این عمل با چند ماهواره دیگر (حداقل سه ماهواره) محل کاملا دقیق شما را مشخص میکند. منتها اگر گیرنده به دلایلی همچون پوشش سنگین ابرها و یا در فضاهای مسقف قادر به ارتباط با ماهواره‌ها نباشد و ماهواره دیگری هم در منطقه جوّی نباشد، امکان دریافت سیگنالها و به دنبال آن نمایش موقعیت شما بصورت فراهم نخواهد بود.

اولین تلفن تجاری شده دارای GPS در سال 1999 ساخته شد، و نام آن Benefon بود.

البته سنسورهای gps تنها راه تعیین موقعیت مکانی بر روی گوشی‌های هوشمند امروزی نیستند، شبکه سلولی تلفن‌همراه با تعیین اندازه گیری فاصله تا دکلهای مخابراتی نیز میتواند تقریبی مناسب برای یافتن ناحیه فعلی شما باشد. امروزه اکثر جی‌پی‌اس ها برای افزایش دقت محاسباتی از ترکیب این روشها یعنی خود ماهواره‌های gps، سیستمهای موقعیت یابی WiPS، میزان شدت سیگنال‌دهی در شبکه سلولی موبایل و … استفاده هم میکنند.

• حسگر اثر انگشت(Fingerprint Sensor(

سنسور تشخیص اثر انگشت هم که معرف حضور همه هست! این قطعه اولین بار در iPhone 5s ،Galaxy S5 و HTC One Max مشاهده شد که انواع مختلفی داشت. به عنوان مثال، نمونه‌ استفاده شده در Galaxy S5 برای تشخیص اثر انگشت به کشیده شدن انگشت روی سنسور نیاز داشت، اما نمونه‌ به‌کاررفته در iPhone 5s صرفا با لمس عمل می‌کرد و به کشیدن انگشت در هیچ جهتی نیاز ندارد. این نقص در محصولات آینده سامسونگ و دیگر شرکت‌ها برطرف شد و همچنین سرعت تشخیص اثر انگشت در همین مدت کوتاه پیشرفت چشمگیری یافت.

از این سنسور می‌توان در پرداخت‌ وجه مثل سیستم Apple Pay یا صرفا جایگزین الگو و رمز عبور برای بازکردن قفل اسمارت‌فون استفاده کرد.

تهیه و جمع آوری توسط : تیم تکنیک نوین