قطعا سفر کردن از دلچسب‌ترین اتفاقاتی است که می‌توان آن را تجربه کرد، اما برای داشتن یک مسافرت آسان و بی‌دغدغه، شما به یک چک لیست نیاز دارید. وجود هر کدام از لوازم جانبی که در چک لیست شما قرار دارد، ضروری و لازم است. درواقع هر کدام از این امکانات، دارای قابلیت و ویژگی منحصر به فردی است که باعث آسودگی شما در طول سفر می‌شود. درست مانند سنسور موبایل! سنسورهای موبایل نیز با قابلیت‌های متعدد خود، سبب ارائه بیشتر امکانات به کاربران و سهولت استفاده از تلفن همراه می‌شوند. در این مقاله قصد داریم به مفهوم سنسور موبایل، کاربرد حسگر تلفن همراه، حسگر حرکتی و انواع آن، سنسورهای محیطی و حسگرهای موقعیتی بپردازیم. با ما همراه باشید.
سنسور موبایل و کاربرد آن
حسگرهای گوشی موبایل، قطعه‌های الکترونیکی در ابعاد کوچک هستند. این سنسورها (Sensor) مقادیر فیزیکی مانند دما، حرارت و… را به مقادیر الکترونیکی پیوسته (آنالوگ) و یا غیر پیوسته (دیجیتال) تبدیل می‌کنند. در واقع هر سنسور موبایل برای انجام وظیفه خاصی ایجاد شده است که با استفاده از آن می‌توانید عملکرد روزانه خود را ارزیابی کنید. برای مثال بعضی از سنسورها، مانند تشخیص چهره و اثر انگشت، به حفظ ایمنی دستگاه شما کمک می‌کنند و برخی دیگر برای تغییر جهت و تشخیص نور استفاده می‌شوند.
در ادامه به انواع حسگرهای موبایل و کاربرد آنها می پردازیم.
حسگر موبایل و انواع آن
به طور کلی سنسورهای موبایل به 3 دسته تقسیم می‌شوند:
- حسگرهای حرکتی (Motion Sensors)
- حسگرهای محیطی (Environmental Sensors)
- حسگرهای موقعیت (Position Sensors)
حسگر حرکتی و انواع آن
امروزه بیشتر تلفن‌های همراه، مجهز به سنسور تشخیص حرکت (حتی تا جزییترین آنها) هستند. این سنسورها، «حسگر حرکتی» نام دارند.
برای درک بهتر این نوع سنسور، تصور کنید در حال انجام یک بازی با تلفن همراه‌تان هستید؛ برای شناسایی حرکت‌های کاربر، بازی اطلاعاتی را از سنسور جاذبه (Gravity) دریافت می‌کند. دستگاه از این راه عکس‌العمل صحیح را شناسایی و اجرا کرده و تغییر حرکت و جهت خود را به سرعت اعمال می‌نماید.
در ادامه با انواع حسگرهای حرکتی آشنا می‌شویم.
سنسور چرخش (Rotation Vector Sensor)
این سنسور، حرکت و چرخش دستگاه را با توجه به بردارهای دکارتی و سه‌بعدی تشخیص می‌دهد. (دستگاهِ مختصات سه‌بعدی، سه بعد اصلی فضا یعنی طول، عرض و ارتفاع را مشخص می‌کند.) حسگر چرخش پس از تشخیص و دریافت اطلاعات، دیتاها را در اختیار دستگاه قرار می‌دهد.
سنسور جاذبه (Gravity Sensor)
حسگر جاذبه نیروی وارد بر 3 بردار دکارتی را محاسبه می‌کند. این سنسور با بررسی تغییرات اعمال شده، جزییترین حرکات مانند کج شدن گوشی و… را تشخیص می‌دهد. برای مشاهده مقادیر لحظه‌ای حسگر جاذبه، می‌توانید با موبایل خود وارد برنامه Sensor Kinetics شوید و به نمودار X ،Y و Z توجه کنید. همچنین شما می‌توانید با استفاده از برنامه Gravity Screen، صفحه نمایش تلفن همراه خود را در داخل کیف یا روی میز روشن و یا خاموش کنید.
سنسور شتاب یا شتاب‌سنج (Accelerometer Sensor)
شتاب‌سنج از مهم‌ترین حسگرهای به کار رفته در گوشی موبایل است. همان‌طور که از اسم آن مشخص است، این حسگر وظیفه محاسبه شتاب را دارد. درواقع سنسور شتاب‌سنج، دیتاهای مربوط به حرکت دستگاه شما را بررسی و جمع‌آوری می‌کند. برای نمونه شما با چرخاندن تلفن همراه خود، صفحه آن را به حالت افقی و یا بالعکس درمی‌آورید. همچنین یکی دیگر از کاربردهای این سنسور، انجام فعالیت‌های متعدد توسط شما در بازی است. تفاوت سنسور شتاب‌سنج با جاذبه در این است که شتاب‌سنج‌ها عموما حساس به ارتعاش هستند.
سنسور ژیروسکوپ (Gyroscope Sensor)
بسیاری از افراد سنسور ژیروسکوپ و شتاب‌سنج را با یکدیگر اشتباه می‌گیرند؛ می‌توان گفت ژیروسکوپ تکمیل‌کننده شتاب‌سنج است و دقت بیشتری در تشخیص و اعمال تغییر جهت دستگاه دارد. برای فهم بهتر تفاوت ژیروسکوپ و شتاب‌سنج، به بازی‌هایی توجه کنید که در آن تغییر زاویه تلفن همراه بسیار اهمیت دارد. با ذکر این نکته متوجه می‌شوید که سنسور ژیروسکوپ دقت بالاتری نسبت به سنسور شتاب‌سنج دارد. در واقع شتاب‌سنج‌ها حرکت مستقیم تلفن همراه را اندازه‌گیری می‌کنند؛ اما سنسور ژیروسکوپ تغییر وضعیت زاویه‌ای موبایل را اندازه می‌گیرد.
حسگر محیطی و انواع آن
این سنسور اساسا برای نظارت بر پارامترهای محیطی مانند رطوبت، دما، نور و… مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به انواع حسگرهای محیطی اشاره می‌کنیم.
حسگر فشار یا فشارسنج (Barometer Sensor)
وظیفه این سنسور شناسایی و تشخیص میزان فشار هوا است. حسگر فشار با هدف کمک به جی پی اس (GPS) به‌کار برده می‌شود. با استفاده از این سنسور کاربران می‌توانند از ارتفاع تلفن همراه خود نسبت به سطح دریا مطلع شوند. بنابراین نقش اصلی فشارسنج، فهم تغییرات آب و هوایی و اندازه‌گیری ارتفاع دستگاه نسبت به سطح دریا، در جهت بهبود عملکرد GPS است.
حسگر نور (Light Sensor)
اگر تنظیمات نور گوشی خود را روی حالت خودکار قرار داده باشید، قابلیت این سنسور را درک کرده‌اید. این سنسور معمولا در کنار قسمت جلویی دوربین قرار گرفته است. وظیفه این حسگر تنظیم نور صفحه نمایشگر است. برای نمونه این حسگر در روزهای آفتابی نور صفحه دستگاه‌تان را تا بالاترین حد ممکن افزایش می‌دهد؛ اما در شب و در محیط‌های تاریک برای جلوگیری از آسیب به چشم شما، نور صفحه کاهش پیدا می‌کند.
حسگر مجاورت (Proximity Sensor)
حسگر مجاورت با انتشار پرتو الکترومغناطیسی مشابه با مادون قرمز و دریافت سیگنال‌های بازگشتی، به تشخیص اجسام نزدیک خود بدون هیچ‌گونه تماس فیزیکی می‌پردازد. محل قرارگیری این حسگرها معمولا در بالاترین قسمت تلفن همراه و در کنار بلندگو است. دلیل تعبیه سنسور مجاورت در این ناحیه این است که در هنگام مکالمه و نزدیکی موبایل به گوش شما، حسگر مجاورت فعال شود و قابلیت لمس صفحه را قفل کند. همچنین وجود این سنسور سبب می‌شود در زمان مکالمه و استفاده از تلفن همراه، نور صفحه نمایش قطع و از مصرف باتری جلوگیری شود.
اگر گوشی موبایل شما از این ویژگی برخوردار نیست؛ شما می‌توانید با استفاده از برنامه Smart Screen Off به این قابلیت دسترسی پیدا کنید.
حسگر دما یا دماسنج (Thermometer Sensor)
گاهی اوقات برای شما پیش آمده است که دمای گوشی‌تان به بالاترین حد ممکن برسد. در این مواقع احتمالا شما از تلفن همراه خود زیاد استفاده کرده‌اید. در واقع وظیفه حسگر دما، هشدار در رابطه با استفاده بیش از حد یا غیرمتداول از موبایل است. دمای بالا برای موبایل ضرر دارد و این سنسور موبایل وظیفه اندازه‌گیری دمای قطعات الکترونیکی را دارد.
شما می‌توانید برای کنترل و کاهش دمای دستگاه خود، تلفن همراه خود را به مدت چند دقیقه روی حالت استندبای (Stand by) قرار دهید و برنامه‌های باز گوشی موبایل خود را ببندید. نرم افزارهای مختلفی نیز برای بهینه‌سازی مصرف باتری و کنترل دما موبایل وجود دارند که می‌توانید از آنها استفاده کرده و نحوه اجرا برنامه‌ها را مدیریت کنید.
گوشی‌های هوشمندی که دماسنج دارند؛ دمای بخش‌ها و قطعات متعدد را به صورت لحظه‌ای بررسی می‌کنند. برای نمونه اگر افزایش دمای پردازنده (CPU) سبب آسیب به قطعات و سیستم پردازنده شود؛ گوشی اصطلاحا Overheat شده و به صورت اتوماتیک خاموش می‌شود.
حسگر اثر هال (Hall Sensor)
دکتر ادوین هال (Edvin Hall) در سال 1879 سنسور هال را اختراع کرد. ادوین هال متوجه شد زمانی که میدان یک آهن‌ربا بر سطح مستطیل نازکی از جنس طلا به شکل عمود قرار می‌گیرد و همزمان جریانی از آن عبور می‌کند؛ اختلاف پتانسیل الکتریکی در لبه‌های مخالف آن ایجاد می‌شود. در واقع با نزدیک شدن میدان مغناطیسی در بالای تلفن همراه به سنسور هال، این حسگر عمل می‌کند.
عملکرد این حسگر مانند عملکرد سنسور مجاورت است. برای درک بهتر حسگر هال، تصور کنید برای محافظت از صفحه نمایشگر دستگاه خود، از کاور مغناطیسی استفاده کرده‌اید. با بستن آن، صفحه شما خاموش می‌شود و با باز شدن آن، (دور شدن سنسور از میدان مغناطیسی) صفحه روشن می‌شود.
حسگر رطوبت (Humidity Sensor)
همان‌طور که از اسم این سنسور مشخص است؛ این حسگر وظیفه بررسی رطوبت و دمای محیط اطراف تلفن همراه را دارد. محدوده فعالیت حسگر رطوبت از بازه‌ی معمولی (Typical) تا حداکثری (Maximum) طبقه‌بندی می‌شود. همچنین حسگر رطوبت، به تشخیص کمترین مقدار رطوبت تا بیشترین آن (بازه 0% تا 100%) می‌پردازد.
حسگر موقعیت موبایل و انواع آن
همان‌طور که از نام این سنسور مشخص است؛ شناسایی موقعیت موبایل توسط این حسگر انجام می‌شود.
در ادامه به بررسی انواع سنسور موقعیت در تلفن‌های همراه می‌پردازیم.
حسگر موقعیت (Orientation Sensor)
محاسبه مقادیر چرخش دستگاه شما در فضای سه بعدی، در اطراف محور پرتاب (X)، چرخش (Y) و انحراف (Z) توسط سنسور موقعیت انجام می‌شود. در واقع حسگر موقعیت اندازه‌گیری مقادیر سه محور را براساس شمال و جنوب مغناطیسی و تحت تاثیر میدان مغناطیسی ارزیابی می‌کند.
سنسور Orientation اطلاعات خود را از حسگرهای شتاب‌سنج و میدان مغناطیسی دریافت می‌کند. همچنین تشخیص کج‌شدن دستگاه و برعکس شدن آن نیز توسط این حسگر انجام می‌شود.
حسگر مغناطیس (Magnetometer Sensor)
سنسور مغناطیس‌سنج، در واقع همان قطب‌نمای الکترونیکی (E-Compass) است. محاسبه میدان مغناطیسی توسط این حسگر انجام می‌شود. این سنسور با تغییر میزان ولتاژ خروجی، جهت جغرافیایی را به شما نشان می‌دهد. معمولا مغناطیس‌سنج در یک تراشه به همراه حسگر دیگری (اکثرا شتاب‌سنج) قرار می‌گیرد. شتاب‌سنج دیتا و مقادیر خام را اصلاح و پردازش می‌کند و دستورات صحیح را به مغناطیس‌سنج ارسال می‌کند. برای نمونه زمانی که در حال حرکت به سمت مقصد خاصی هستید؛ از طریق اپلیکیشن‌های جهت‌یابی مانند بلد و یا گوگل‌مپ (Google Maps) و با تغییر جهت حرکت، مسیرتان روی نقشه تغییر می‌کند.
حسگر قدم‌شمار (Pedometer Sensor)
ثبت تعداد قدم‌های افراد در طول روز، توسط این سنسور انجام می‌شود. حسگر گام‌شمار حساسیت و دقت بسیار بالایی در تولید و ارائه داده‌ها دارد. کاربرد گسترده سنسور Pedometer در اپلیکیشن‌های سلامت و تناسب اندام مطرح است.
گجت‌هایی مانند ساعت هوشمند و مچ‌بند هوشمند نیز از این حسگر موبایل برای شمارش و ثبت تعداد قدم‌ها و مسافت طی شده شما استفاده می‌کنند.
حسگر اثر انگشت (Fingerprint Sensor)
امروزه تلفن‌های همراه مرکز نگهداری تمامی اطلاعات و دیتاهای شخصی افراد هستند. بنابراین انجام اقداماتی که سبب حفظ ایمنی موبایل شما شود، بسیار بااهمیت است. حفظ و نگهداری این اطلاعات، در ابتدا با کلمات عبور (Password) و سپس الگوهای کشیدنی (Pattern) روی صفحه انجام می‌شد. حالا با پیشرفت تکنولوژی و جایگزینی روش‌های ساده‌تر مانند حسگر اثر انگشت، کاربران می‌توانند بیشتر از قبل به حفظ اطلاعات شخصی خود بپردازند. سنسور اثر انگشت یک دستگاه ورودی داده‌های دیجیتالی است. این دستگاه با خواندن اثر انگشت کاربر و تبدیل آن به تصاویر قابل پردازش دو بعدی و سه‌بعدی، قفل دستگاه و یا برنامه‌های شما را باز می‌کند. در واقع حسگرها با اسکن انگشت شما و تطبیق آن با الگوی از قبل تعیین شده، به شما اجازه دسترسی به موبایل‌تان را می‌دهند. این سنسورها انواع مختلفی دارند که متداول‌ترین آنها در بازار، حسگر «نوری»، «فراصوت» و «خازنی» هستند.
جمع‌بندی سنسور موبایل و انواع آن
باتوجه به موارد بالا، دانستیم که هر کدام از سنسورها اهمیت و قابلیت خاصی دارند. موبایل‌های رنسو با استفاده از Acceleration sensor دارای دقت و حساسیت بسیار بالا هرگونه تکان و یا تغییر جهت را تشخیص می‌دهند. این قابلیت توانسته در عملکرد بازی‌های موبایلی تاثیر شگرفی داشته باشد. همچنین قابلیت Light sensor در این محصول سبب شده نور دستگاه موبایل براساس میزان روشنایی محیط تنظیم شود و از آسیب به چشمان شما جلوگیری کند. استفاده از Proximity Sensor و Fingerprint Sensor نیز به ترتیب سبب افزایش طول عمر باتری موبایل و حفظ ایمنی تلفن همراه‌تان می‌شود.
