Вы привыкли узнавать погоду на ближайшие дни из Интернета, а ваш знакомый кидает мимолетный взгляд на телефон и выдает прогнозы точнее официальных? Только он один знает, в какие дни лучше всего клюет карась? Видимо, в вашем окружении завелся маг и заклинатель погоды. Вам повезло: может быть, однажды он по вашей просьбе вызовет дождь или разгонит тучи над городом…
На самом деле ничего загадочного в этом нет. Просто ваш приятель использует барометр в телефоне, который и дает ему волшебные подсказки. Хотите сами стать таким же «магом»? Тогда читайте, для чего и как использовать барометр в мобильном устройстве.
Содержание
- Возможности мобильного барометра
- Как узнать, есть ли барометр в интересующем вас телефоне
- Лучшие приложения-барометры
- Для Андроид
- Для Android и iOS
- Для iOS
Возможности мобильного барометра
Барометр – это прибор для измерения атмосферного давления – силы, с которой воздушная масса давит на поверхность земли. Наблюдение за изменением его показателей и правильное понимание значений позволяет предугадывать:
- Как уже сказано, грядущее изменение погоды. Снижение атмосферного давления обычно происходит перед дождями и снегопадами, повышение – перед установлением ясных, солнечных дней.
- Возможное ухудшение самочувствия у метеочувствительных людей.
- Скорую смену направления ветра (полезно для туристов, любителей запускать дроны, спортсменов-парапланеристов, парашютистов, серферов и т. д).
- Изменения в поведении рыб и животных (пригодится охотникам и рыболовам).
Применительно к мобильному телефону функции барометра полезны для:
- Определения точного положения аппарата в пространстве. Дает возможность узнать не только широту и долготу, но и высоту над уровнем моря. Это может пригодиться при фотографировании (некоторые приложения наносят координаты телефона на снимки) и в навигации – составлении маршрутов с учетом рельефа местности.
- Управления опциями устройства в зависимости от силы нажатия на экран (например, изменением толщины штриха при рисовании).
При желании барометру в телефоне можно найти еще массу применений, например, определять с его помощью высоту объектов. Но это уже на любителя.
Как узнать, есть ли барометр в интересующем вас телефоне
Проще всего это узнать из характеристик аппарата. Если смартфон способен определять давление, в числе его сенсоров должен быть упомянут барометрический датчик или датчик давления. На собственном телефоне наличие этого датчика можно выяснить с помощью приложений, собирающих сведения о системе и аппаратном обеспечении, например:
- Phone information (на скриншоте выше).
- Aida 64.
- Мое устройство.
- Device Info HW и аналоги.
Это утилиты для девайсов на Андроиде.
Что касается айфонов, то здесь бародатчики установлены только на следующие модели: iPhone 6, 6S, 6 Плюс 6S Плюс, 7, 7 Плюс, 8, 8 Плюс и X.
Тестирование работоспособности и точности сенсора давления проводится под открытым небом с включенной функцией геолокации. Однако если нет возможности (или желания) выходить на улицу, берите на вооружение метод, предложенный нашими находчивыми соотечественниками – поместите телефон в прозрачный герметичный мешочек, наполненный воздухом, и сдавливайте его руками. При нажатии на мешок давление воздуха внутри него увеличивается, и исправный датчик на это реагирует.
Насколько точно снимает показатели барометрический сенсор вашего телефона, с помощью мешка не определить, но чувствительность проверить можно.
Лучшие приложения-барометры
Чтобы «превратить» телефон в полноценный измерительный прибор, не хватает самой малости – приложения, которое сымитирует его работу. Таких приложений немало, и основная их масса доступна бесплатно. Ниже неполный перечень наиболее удобных, красивых и наглядных, на мой взгляд.
Для Андроид
- Барометр про – стильно оформленное приложение + виджет на рабочий стол. Функционирует не хуже настоящего профессионального прибора. Использует показатели датчиков давления, GPS и данные ближайших к вам метеостанций. Отображает показатели в гекто-Паскалях (hPa) и дюймах ртутного столба (INhg). Дополнительно показывает температуру и влажность воздуха. Сохраняет историю измерений.
- Точный барометр. Показывает местное и среднее (по уровню моря) атмосферное давление. Получает информацию как с датчиков телефона, так и с метеостанции ближайшего к вам аэропорта. Поддерживает возможность калибровки бародатчика. Ведет автоматическую запись показателей через заданные промежутки времени. Отображает результаты в разных единицах измерения – hPa, INhg, мм. ртутного столба и других.
Для Android и iOS
- Barometer Plus. Помимо атмосферного давления, изменяет температуру и влажность воздуха (если это функции поддерживает телефон). Ведет историю и уведомляет пользователя об изменениях показателей. Получает и анализирует информацию с датчиков устройства и ближайших метеостанций. Поддерживает множество единиц измерений. Имеет функцию калибровки сенсора и набор красивых тем оформления.
Для iOS
- Барометр альтиметр и термометр. Отображает показатели атмосферного давления, влажности, скорости ветра, наружной температуры воздуха и другую информацию о погоде в вашей местности, а также координаты телефона по спутнику. Получает и обрабатывает информацию с датчиков устройства и ближайших метеостанций. Если айфон не оборудован сенсором давления, выдает показатели только на основании сторонних источников.
Для использования этих и других аналогичных приложений особые знания не нужны. Достаточно выбрать удобные для себя единицы измерения и включить функцию определения геопозиции смартфона. После этого всё, можно удивлять друзей предсказаниями.
Удачных измерений!
Чтобы определить уровень атмосферного давления используется прибор с названием барометр. В телефоне что это такое? Каким образом работает, нужен ли для этого специальный софт, стоит ли вообще переплачивать за подобный функционал? Сейчас будем разбираться.
Немного теории
Первый барометр был создан в далёком 1644 году в Италии. Подобную конструкцию с использованием ртутного столба современные синоптики применяют и по сей день.
Когда жидкий металл опускается, значит погода ухудшится. А при повышении – ситуация обратная.
Казалось бы, кому это полезно знать? Существуют люди, самочувствие которых напрямую зависит от погоды. Особенно это касается тех, кто испытывает проблемы с сердечной системой, болями в суставах. Вот как раз для них барометр является важным инструментом прогнозирования. Обладая такой информацией, можно отложить некоторые дела, которые могут создавать нагрузку для физического здоровья.
Но зачем барометр в смартфоне? Оказывается, не только для медицинских целей, но и для более точного измерения местоположения мобильного гаджета. В связке с системой GPS можно получить детальное местонахождение человека посредством специальных программ (Google Карты и т.д.).
Нередко рыбаки прибегают к помощи измерителя атмосферного давления, чтобы предвидеть поведение рыбы и качество клёва. Я в этом деле не силён, лучше уточнить у знатоков или же «погуглить». Нашел на одном из сайтов такую табличку (вдруг пригодится):
Где находится датчик? Чаще всего располагается в нижней части девайса, а его строение аналогично тому, которое указано выше на изображении. Вот только количество ртути ничтожно мало и не способно навредить здоровью. Кроме того, модуль очень компактный и защищенный. Никакие падения и удары не смогу его разрушить (правильнее сказать, что это маловероятно).
Противоречивость данного инструмента
Ниже публикуем несколько комментариев наших читателей, которые они оставили под данной статьей. После этого сможете ознакомиться с принципами эксплуатации барометра в телефоне.
Если не включит GPS и Интернет то ни каких данных программа не покажет. А знаете почему? Потому что это обычный обман. Программа тупо определяет где вы находитесь и берет из сети данные из нужных источников о давлении и показывает вам в программе. Если в сматрфоне есть некий барометр , то почему не одна программа не показывает какое сейчас давление пока не включишь GPS и интернет?
Барометры основаны на пьезорезистивном, либо на тензометрическом методе, в которых используется эффект изменения сопротивления материала под действием деформирующих сил. И причём тут ртуть, от которой отказались ещё во времена царя Гороха, лично мне непонятно.
У меня дома висит барометр которому уже почти 100 лет,никакой привязки к спутникам естественно нет,погоду предсказывает гидромет отдыхает,так причём тут система подобного плана и откуда у автора такая мещанина в голове о точности. Откуда ртуть в моем смартфоне?Какое отношение к барометру имеет GPS и вся космическая группировка спутников вместе с Глонасом?Автор ты много чего то куришь раз такие мысли зародились. я наверно просто совсем отсталый человек,но откуда в смартфоне ртуть?И при чем тут данные со спутников через GPS?
Оставить комментарий
Если есть желание, то можете пролистать страницу вниз, прочитать другие мнения, оставить своё. Или же нажмите на кнопку «Оставить комментарий».
Как использовать?
К сожалению, не все модели поддерживают подобную возможность. А проверить наличие посредством визуального осмотра не получиться (как мы это делали в случае с датчиком приближения или освещения).
Необходимо установить официальное приложение из Google Play | App Store, которое позволит наглядно увидеть встроенный прибор в действии. Чтобы активировать барометр в телефоне нужно в поисковой строке Гугл Плей ввести соответствующий запрос и выбрать одну из программ, предварительно ознакомившись с отзывами.
На момент написания обзора были актуальны такие утилиты:
Все они функционируют по схожему принципу – требуют подключения к GPS, интернету, посредством чего получают инфо со спутников, ближайших метеорологических лабораторий. Затем измеряют давление, собирают всё в кучу, анализируют и позволяют получить крайне точный погодный прогноз. А некоторые проги даже высоту измеряют:
Датчик давления в смартфоне не является обязательным компонентом, но с его помощью реально получать невероятно точные показатели положения человека на карте, определять вероятность атмосферных осадков. Барометр в телефоне – что это такое мы разобрались. Надеемся, наш обзор помог удовлетворить Ваше любопытство.
Автор рекомендует:
- Что такое Google Assistant, как скачать и управлять им
- Функция Google Nearby в телефоне Android — что это, как включить?
- Где в телефоне находится буфер обмена, как очистить
- Датчики в телефоне — какие бывают, зачем нужны?
- Датчик температуры в телефоне — как работает, приложения для измерения
19 февраля 2013
Барометр в телефоне
Не все знают, что во многих android девайсах есть такая интересная вещь как барометр. Зачем нужен барометр в телефоне и как его можно использовать? Об этом мы и поговорим в этой статье.
Как вы знаете, барометр — это прибор для измерения атмосферного давления. Основываясь на его показаниях, можно спрогнозировать изменение погоды. Давление обычно падает перед ненастьем, а его повышение предвещает хорошую погоду. Кроме того, данные об изменении давления могут быть очень полезны для всех метеочувствительных людей.
Согласно экологическому словарю, метеочувствительность — это зависимость физиологического состояния организма человека от погоды и отдельных метеорологических факторов (давления, напряженности магнитного поля и т. д.) и влияние этого состояния на его работоспособность.
Медицинская статистика показывает, что больше половины людей так или иначе реагируют на изменения погоды. Кто-то практически незаметно, а кто-то, наоборот, переносит любые изменения погоды, перепады давления или магнитные бури очень тяжело. Кроме того, изменения погоды могут вызвать проблемы у людей с хроническими заболеваниями суставов, сердечно-сосудистой системы, у людей с низким или высоким артериальным давлением, а также тех, кто находится в «полубольном» или шоковом состоянии.
Заранее зная о грядущих изменениях, можно попробовать свести их неприятный эффект к минимуму. Например, если барометр показывает повышение давления, то в эти дни следует постараться свести физические нагрузки к минимуму. В первую очередь, это актуально для людей, страдающих болезнями дыхательных путей (таких как астма) или гипертонией. Может помочь и прием успокоительных препаратов, таких как валериана.
Понижение давления – это, наоборот, повод больше гулять на свежем воздухе. Страдающим гипотонией могут также помочь натуральные стимуляторы, например, настойка элеутерококка.
Знаете ли вы, что…
Нильс Бор, лауреат Нобелевской премии по физике, придумал несколько десятков способов измерить с помощью барометра высоты здания. Например:
- Можно спустить барометр с крыши здания на веревке. Когда барометр коснется земли, поднять его обратно и измерить длину веревки.
- Можно подняться на крышу здания и сбросить барометр вниз. Измерив время и зная ускорение свободного падения несложно вычиcлить высоту.
- Зная высоту барометра можно измерить длину его тени и длину тени здания, и вычислить высоту здания по пропорции.
Эти способы он придумал во время сдачи экзамена, как ответ на шаблонное преподавание физики, при котором учителя навязывают ученикам свой способ мышления. Этим он показал, что зная физику, любой прибор можно использовать для любых измерений.
Зачем нужен барометр в телефоне?
В настоящее время барометр (а вернее, датчик атмосферного давления) есть в таких моделях как Samsung Galaxy Note, Samsung Galaxy S3 , Galaxy Nexus, Motorola Xoom, Sony Ericsson Active и Xiaomi Phone 2. Возможно, что встречается и где-то еще.
Зачем он вообще нужен в телефоне? Только ли для того, чтобы у пользователя была возможность измерить атмосферное давление? На самом деле, датчик атмосферного давления является частью системы GPS и позволяет ускорить определение местоположения. Подробнее об этом можно прочесть в сообщении Dan Morrill на его странице в Google plus — https://plus.google.com/112413860260589530492/posts/jVJhPyouWDP
Но, разумеется, никто не мешает нам с вами использовать барометр и более традиционным способом. Все, что для этого требуется — установить специальную программу-барометр из Play.Market. Ниже я приведу несколько примеров таких программ.
SyPressure (Barometer)
Программа обладает всеми необходимыми функциями и имеет понятный интерфейс. Включает собственный виджет, который показывает не только текущее давление, но и прогнозируемое изменение погоды. При желании, в программе можно включить оповещения о грядущих изменениях погоды. Оповещения отображаются в виде значка погоды в панели уведомлений. К сожалению, в последней версии программы появился досадный баг: оповещения стали самостоятельно включаться в настройках программы, из-за чего смартфон иногда звенит в самое неподходящее время.
|
Представление «Шкала» |
Представление «Диаграмма» |
Представление «График» |
В верхней части окна программы отображается текущее давление. Можно выбрать одно из нескольких возможных представлений: шкала, диаграмма, график. Единицы измерения можно выбрать на свой вкус: hPa, mmHg, inHg, kPa, psi, atm.
В нижней части окна отображается изменение давления (растет падает) и предполагаемое изменение погоды. Здесь же можно настроить уведомления.
|
Преимущества PRO версии |
Виджет |
Оповещение в статусной строке |
В pro версии есть еще и альтиметр, но в моей версии программы он отсутствует. Кроме того, pro версия позволяет задать интервал обновления. Стоимость полной версии — 40 рублей. Light версия бесплатна.
Знаете ли вы, что…
Альтиметр — прибор для измерения высоты. Альтиметрами пользуются пилоты, ученые, геологи и альпинисты. Простейшей формой является анероидный барометр. По мере увеличения высоты давление воздуха падает, и потому шкалу барометра можно калибровать для указания высоты.
Научно-технический энциклопедический словарь
vBarometer
Программа платная, но зато, по сравнению с SyPressure имеет больше настроек. Она также поддерживает несколько разных представлений: индикатор, график, альтиметр и список значений. Кроме того, есть и несколько виджетов разного размера — 1×1, 2×1, 2×2.
|
Представление «Индикатор» |
Представление «График» |
Представление «Альтиметр» |
Причем в vBarometer любое значение, любой график или виджеты можно детально настроить. Например, для более точного прогноза погоды можно задать базовое значение мм. рт. ст. для вашего местоположения, а у альтиметра — базовую высоту над уровнем моря. У графика изменения давления можно настроить нужный период отображения (от 6 до 48 ч.).
|
Представление «Список значений» |
Настройка прогноза погоды |
Настройка альтиметра |
Можно также выбрать основной цвет графиков и интерфейса или установить прозрачность виджетов. Как и SyPressure, данная программа умеет работать с разными единицами измерения.
|
Нажатие на кнопку «меню» открывает меню настроек |
В Android 4.1 можно менять размер виджетов |
Скриншот из Play.Market — детальная настройка виджетов |
vBarometer оставил после себя самые приятные впечатления. И на мой взгляд, своих денег он безусловно стоит. Стоимость программы — 39 рублей.
Оценка этой статьи по мнению читателей:
В этой статье:
— Вступление
— Что такое атмосферное давление
— Зачем измерять давление?
— В чем измеряется атмосферное давление?
— Как работает барометр в телефоне?
— Подробности для самых отчаянных
Если вы не особо увлекаетесь физикой, эта статья должна вас немного поразвлечь, так как обычно человек даже не задумывается о таких на первый взгляд «очевидных» вещах.
Я попытаюсь на пальцах объяснить, как работает датчик давления (он же — барометр), используемый в современных смартфонах и смарт-часах. Но прежде, чем говорить об этом, нам нужно понять, для чего вообще он нужен и что конкретно измеряет.
Да, каждый взрослый человек слышал словосочетание атмосферное давление. И все знают, что это давление может повышаться или понижаться. Многие даже знают, что когда давление падает, стоит ждать ухудшения погоды. А если падает очень быстро — скорее всего, будет очень сильный ветер. Всё это — банальные вещи, хотя и они требуют объяснений.
Но что, если я скажу вам, что именно благодаря атмосферному давлению вы можете попивать апельсиновый фреш через трубочку? Как иначе сок может преодолеть силу тяжести и направиться вверх? Ведь не существует никакой «силы всасывания» или «силы вакуума». Если бы вы смогли попробовать попить сок через трубочку в космосе, где нет атмосферного давления, вам бы не удалось этого сделать.
Или подумайте, почему, когда вы втягиваете ртом воздух из пластиковой бутылки, она сжимается? Кто или что сжимает бутылку? Однозначно, это не воздух, который вы втягиваете.
В общем, давайте разбираться с мобильным барометром и давлением, которое он измеряет. Я хочу, чтобы вы хорошо понимали суть атмосферного давления, прежде чем говорить о датчике, который его измеряет. Поэтому в первой части статьи уделим внимание именно сути такого явления, как атмосферное давление.
Если вы хорошо в этом разбираетесь, тогда сразу переходите к той части, где мы будем непосредственно обсуждать мобильный барометр.
Что такое атмосферное давление?
Рыбы живут под водой. Они могут легко передвигаться не только вперед-назад, но и вверх-вниз. Однако мало кто задумывается над тем, что мы также «погружены» в что-то наподобие жидкости — атмосферу. И благодаря этой «жидкости» также можем не только передвигаться по горизонтали, но и подниматься вверх на самолетах и вертолетах, отталкиваясь от воздуха.
Но что такое атмосфера и почему мы погружены в нее?
Атмосфера — это воздух, а воздух — это смесь различных газов, то есть, «плавающих» в пространстве молекул различных веществ. И я говорю не только о банальном кислороде или углекислом газе. В воздухе также летают молекулы обычной воды (H2O) и других веществ.
Когда вода испаряется, с ее молекулами (H2O) ничего не происходит. Вопреки распространенному заблуждению, они не «рассыпаются» на атомы кислорода (О) и водорода (H2), а ровно в том же виде, в котором были водой, начинают парить в воздухе. Когда количество таких молекул (H2O) в воздухе становится большим, мы говорим, что повысилась влажность воздуха, то есть, в воздухе буквально стало очень много обычной воды.
Вода, азот, кислород, водород, метан — всем этим забито всё пространство вокруг нас. И каждая из этих молекул имеет свой вес. А когда что-то имеет вес, оно тут же падает на землю, то есть, притягивается к центру земли.
Мы находимся на самом дне этого «воздушного океана», глубиной примерно в 100 км. То есть, над нами нависает гигантский слой воздуха толщиной ~100 км и весом в несколько миллионов миллиардов тонн:
Но если над нами так много воздуха и он имеет вес, почему мы не ощущаем никакой тяжести?
Прежде всего, воздух очень тяжелый. Если взять обычный маленький столик (метр на метр), то воздух будет давить на него с такой же силой, как если бы мы разместили на этом столе 10 легковых автомобилей:
И на каждый квадратный сантиметр любой поверхности, будь-то листочек на дереве или макушка головы, воздух давит с такой же силой, как килограммовая гиря. Получается, на каждый квадратный метр любой поверхности давит груз в 10 тонн!
Но как так получается, что мы не можем удержать на вытянутой руке 20-килограммовую гирю и в то же время можем легко держать раскрытую ладонь, на которую давит примерно 70 килограмм воздуха?
Весь секрет в том, что воздух не давит на все предметы только сверху вниз. Давление здесь работает так же, как и под водой, то есть, давит со всех сторон сразу. Нам не нужно пытаться удержать руку под весом атмосферы, ведь на нее давит 70 килограмм воздуха не только сверху, но и снизу:
Более того, ровно такое же давление испытывает наше тело не только снаружи, но и изнутри (воздух в легких, в желудке, в ушах за барабанными перепонками, давление крови). Поэтому суммарное давление на тело равняется нулю и мы его не ощущаем.
Когда мы вставляем трубочку в стакан с жидкостью, она не поднимается вверх, но как только мы начинаем вытягивать (высасывать) из трубочки воздух, его становится меньше и давление воздуха внутри трубки падает. В этот момент, атмосферное давление прижимает жидкость в стакане и она поднимается вверх по трубочке:
То есть, жидкость поднимается не потому, что мы ее как-то «притягиваем». Мы просто выкачиваем немножко воздуха из трубочки и атмосфера своим весом тут же поднимает жидкость. В космосе этот трюк не сработает, так как ничто не будет давить на сок в стакане.
То же касается и бутылки. Когда мы вытягиваем из нее воздух, давление внутри уменьшается и вот теперь бутылка начинает «ощущать» на себе всю тяжесть атмосферы. Ведь до этого давление воздуха снаружи бутылки полностью компенсировалось таким же давлением изнутри бутылки.
И чем больше воздуха мы выкачаем откуда-то, тем сильнее атмосфера раздавит этот предмет.
Или возьмите обычную присоску. Как она работает? Неужели весь секрет в ее «липкой» поверхности? Конечно же, нет. Весь секрет в том, что прижимая присоску к гладкой поверхности, вы выталкиваете из-под присоски воздух, создавая там пониженное атмосферное давление. И теперь атмосфера с огромной силой (10 тонн на квадратный метр) давит на присоску с внешней стороны и удерживает ее. Чем больше размер присоски, тем большая площадь, на которую будет давить атмосфера и тем сильнее она будет прижимать ее.
В общем, главное понимать одну простую вещь — мы находимся на «дне» атмосферы, то есть, на «дне океана» из различных молекул. И давление атмосферы постоянно изменяется.
Например, когда солнце нагревает землю, молекулы воздуха начинают ускоряться и расширяться, такие «горячие» молекулы поднимаются вверх, в результате чего давление внизу падает. Но как только давление в каком-то месте упало, сюда сразу же устремляются молекулы из близлежащих участков с высоким давлением:
Такое резкое движение мы ощущаем как ветер. Если разница в давлении слишком высокая, то и «напор» молекул будет очень сильным. Настолько сильным, что может вырывать деревья или разрушать дома.
Зачем на телефонах и часах нужен барометр, измеряющий давление?
Итак, мы живем на «дне океана» под названием атмосфера и неплохо было бы знать текущее давление. Как минимум, это позволило бы нам лучше предугадывать погоду на ближайший вечер.
Как я уже сказал, если давление воздуха вокруг вас падает, можете быть уверены в том, что рано или поздно оно начнет выравниваться. То есть, молекулы воздуха из области высокого давления устремятся к тому месту, где вы находитесь. Этот процесс будет сопровождаться ветром и плохой погодой.
Мы часто слышим от синоптиков такие слова как циклон или антициклон. Это и есть области низкого давления (циклон) и высокого давления (антициклон). То есть, вся погода крутится вокруг атмосферного давления.
К примеру, в день подготовки этой статьи барометр на моем смартфоне показал такую картину:
Уже в ближе к 18:00 я понимал, что ночью будет очень плохая погода. Так и произошло. К девяти часам вечера погода очень испортилась, начались сильные порывы ветра, метель.
Ровно то же мне могли показать и смарт-часы:
Для тех, кто увлекается рыбалкой, барометр в часах или смартфоне также является незаменимым инструментом. Ведь рыбы чувствуют изменение давления и по-разному себя ведут в зависимости от этого давления.
Но изменение погоды — далеко не главная функция барометра. В основном, барометр на фитнес-трекерах и многих спортивных часах используется для определения высоты. То есть, так называемый альтиметр (высотомер) — это и есть барометр, который сразу переводит давление в высоту.
На самом деле, концепция здесь очень простая. Взять, к примеру, бутылку с водой. Мы можем легко поделить эту воду на секции:
Интуитивно понятно, что давление воды на стенки бутылки будет разным в зависимости от секции. Мы даже можем убедиться в этом экспериментально, проколов маленькие отверстия в каждой секции:
Там, где давление воды выше, вода будет выталкиваться под более сильным напором и наоборот. Получается, мы можем измерять глубину, просто измеряя, с какой силой вода давит на наш измеритель.
Ровно то же происходит и с атмосферой. Чем «глубже» мы находимся, тем сильнее давление молекул воздуха. Соответственно, чем выше мы поднимаемся, тем ниже это давление:
Если бы у нас был какой-то прибор, ощущающий давление воздуха, мы могли бы легко переводить его показания в метры. Ведь мы хорошо знаем, какое нормальное давление на уровне моря. Получается, если это давление падает, значит мы либо поднимаемся, либо портится погода.
И это очень важно понимать, так как многие пользователи жалуются на показания высотомеров в своих фитнес-трекерах или спортивных часах. Вы можете находиться весь день в одном месте, а часы будут постоянно показывать вам перепады высоты. На самом же деле, это просто меняется давление воздуха .
Кроме того, многим устройствам нужна калибровка альтиметра (высотомера), чтобы устройство изначально понимало, какое атмосферное давление принимать за условные 0 метров высоты. Ведь вам зачастую не нужно знать свою высоту над уровнем моря, вы хотите знать ее над уровнем земли, на которой стоите.
Для такой калибровки обычно используются показания GPS-трекера (в смартфоне или часах). Когда устройство по спутникам определяет свои координаты, оно сразу же получает высоту этого места над уровнем моря (скажем, 150 метров) и принимает ее за условный ноль. Теперь, при подъеме на 9-й этаж, устройство покажет не 179 метров высоты над уровнем моря, а 29 метров от земли.
И прежде, чем мы уже наконец-то поймем, как работает барометр, осталось ответить на последний вопрос.
В чем же измеряется атмосферное давление?
К сожалению, для отображения давления используется множество разных единиц измерения. Одни часы могут отображать давление в миллиметрах ртутного столба, другие — в гектопаскалях. Полный же список всех единиц выглядит так:
- Паскали
- Бары
- Атмосферы
- Миллиметры ртутного столба
- Метры водного столба
- Фунт-сила на квадратный дюйм (psi)
Зачастую, на часах, смарт-часах и фитнес-браслетах указывается влагозащита именно в атмосферах (atm) или барах (bar). Все современные фитнес-трекеры, начиная от Apple Watch и заканчивая Mi Band, имеют влагозащиту в 5 atm (атмосфер) или 5 bar. Эти единицы взаимозаменяемые, так как 1 atm = 1 bar.
Представить себе давление в атмосферах очень легко, так как 1 атмосфера — это и есть то давление, которое оказывает вся наша атмосфера на поверхность земли. Если бы мы взвесили столб воздуха высотой в 100 км (вся атмосфера, содержащая молекулы) и диаметром в ~1 см, он бы весил 1 кг.
Конечно же, когда речь идет о часах, производитель подразумевает не воздух, а воду. Эта маркировка в атмосферах указывает, на какую глубину можно безопасно погружать устройство. Однако вода почти в 775 раз тяжелее воздуха и соответственно давление под водой увеличивается гораздо быстрее.
Если мы хотим поднять давление воздуха с одной атмосферы до двух, нам нужно разместить над головой столб воздуха в 2 раза превышающий высоту атмосферы, то есть, нужны буквально две атмосферы.
Но чтобы ровно настолько же увеличить давление под водой, нам достаточно погрузится на 10 метров. Поэтому, давление в атмосферах под водой можно считать очень просто: 1 атм = 10 метр глубины. Если часы выдерживают давление в 5 атм, это значит, что они выдерживают давление, создаваемое водой на глубине 50 метров.
Одна атмосфера — это также 760 миллиметров ртутного столба или около 10 метров водяного столба. Это значит, что если бы мы попытались выпить ртуть со стакана через трубочку, то нам бы удалось это сделать только, если длина этой трубочки будет менее 76 сантиметров. Одна атмосфера просто не сможет поднять ртуть выше этого значения.
То же касается и воды. Если бы мы налили в очень длинную (например, 15 метровую) пробирку воду, а затем перевернули ее и поставили в ведро с водой, то вода в пробирке опустилась бы под своим весом до отметки в 10 метров, так как дальше давление атмосферы сравнилось бы с силой тяжести:
Почему такая разница между ртутью и водой? Просто ртуть в 13 раз тяжелее воды, именно поэтому давление в 1 атмосферу (давление воздуха над уровнем моря) поднимает воду в пробирке гораздо выше (10 метров против 76 см).
Таким образом, если ваши часы или смартфон показывают давление, например, 730 мм рт. ст., это значит, что атмосферное давление понизилось, так как нормой считается именно 760 мм. Когда давление понизилось, оно уже не сможет поднять так высоко ртуть, соответственно, уровень ртути в трубочке (или пробирке) опустится с 76 см до 73 см.
К слову, именно таким образом и измеряли давление очень долгое время — смотрели, как сильно опускается и поднимается ртуть в стеклянной трубке. Но в современных гаджетах, конечно же, нет никакой ртути. И здесь мы плавно переходим к главному вопросу.
Как работает барометр в смартфонах и часах?
В мобильных устройствах используются MEMS-барометры. MEMS — это аббревиатура, которую можно расшифровать как микроэлектромеханические системы (МЭМС). Собственно, это микроскопические механизмы с электроникой внутри.
Теоретически измерить давление очень легко. Для этого можно сделать небольшую коробочку с гибкой мембраной:
Что будет внутри коробочки — решать вам. Можно полностью откачать все молекулы воздуха, чтобы там образовался вакуум. Тогда мембрана будет изгибаться внутрь под давлением атмосферы. Чем выше давление, тем сильнее будет изогнута мембрана и наоброт:
Можно внутри коробочки сделать давление, равное одной атмосфере, то есть, идеальному давлению на уровне моря — 760 мм рт. ст.
В таком случае наша мембрана будет прогибаться то внутрь, когда атмосферное давление будет выше нормы (выше давления внутри коробочки), то наружу, когда атмосферное давление упадет и станет ниже того, что внутри коробочки:
Это примерно как наши уши. Когда мы взлетаем на самолете или поднимаемся на скоростном лифте, давление атмосферы резко падает (мы «выплываем со дна» атмосферы на «поверхность», где давление гораздо ниже). Но давление воздуха внутри уха (за барабанной перепонкой) осталось прежним, каким было еще на земле.
В результате барабанная перепонка продавливается наружу и мы чувствуем, будто уши заложило. Если глотнуть слюну, в глотке автоматически откроются небольшие отверстия, ведущие прямо к ушам и воздух (избыточное давление в ушах) по трубкам выйдет прямо в носоглотку.
Только в случае с барометром нам ни в коем случае нельзя запускать воздух в коробочку, ведь смысл именно в том, чтобы мембрана изгибалась.
Вот как выглядит реальный мобильный барометр:
Обратите внимание на его размеры (2*2*0.75 мм). И это даже не коробочка с воздухом внутри. Это общая «упаковка», под которой скрывается сама коробочка с мембраной и микросхема. То есть, сам чувствительный элемент здесь еще раз в 6-7 меньше. Вот еще одно фото барометра рядом с линейкой для оценки масштаба:
Ну хорошо, с этим всё ясно. Мембрана движется в ответ на изменение давления, это чисто механический процесс, понятный даже ребенку. Но как смартфон отслеживает это изменение? Какой датчик и каким образом может уловить столь ничтожные колебания кремниевой мембраны? А они действительно настолько незначительные, что увидеть их невооруженным глазом невозможно.
Для отслеживания изгиба мембраны используется мост Уитстона.
Я, правда, не хочу выходить за рамки популярной статьи и углубляться в подробности, которые будут неинтересны широкому кругу читателей. Но, с другой стороны, объяснение принципа работы барометра останется неполным, так как совершенно неясно, как же смартфон фиксирует изгибы мембраны.
Поэтому давайте поступим так. Если тема кажется вам уже раскрытой, не стоит портить впечатление от статьи, погружаясь в детали. Можете просто поставить оценку статье и подписаться на наш Telegram-канал, чтобы не пропускать другие интересные материалы.
Но если вы все еще здесь, тогда продолжим!
Что такое мост Уитстона и как он работает?
Изгиб мембраны регистрируется смартфоном очень просто — чем сильнее она деформируется, тем выше будет электрическое напряжение на ее контактах. То есть, если давление повышается, мембрана изгибается сильнее и электрическое напряжение растет, если понижается — электрическое напряжение падает.
Измерив, сколько вольт «выдает мембрана», мы узнаем, какое там напряжение и, соответственно, как сильно давление воздуха деформировало мембрану.
Остается лишь одна задача — превратить механическую деформацию мембраны в электрический ток. Для этого используют тензорезисторы. Еще их называют пьезорезисторами из-за так называемого пьезорезистивного эффекта, который очень многие путают с пьезоэлектрическим эффектом.
Теперь давайте выдохнем и забудем обо всех этих терминах!
Когда ток идет по проводу, мы можем сделать так, чтобы его стало меньше, то есть, мы можем сделать так, чтобы в какой-то точке электроны «замедлялись»:
Для этого мы используем простую детальку под названием резистор. В физическом плане это может быть просто очень тонкий проводок (тоньше того, по которому ток шел до резистора), спрятанный в «коробочку» или какой-то материал, хуже проводящий ток. Главное то, что после резистора падает напряжение и сила тока (количество электронов, проходящих за секунду).
Это как шланг с водой. Воде гораздо проще течь по широкой трубе, чем по очень узкой. Возвращаясь к нашим трубочкам, попробуйте попить сок из широкой и узкой трубочек. В первом случае вам придется прикладывать гораздо меньше усилий, так как сок будет течь свободнее.
А теперь представьте, что у нас есть резистор, который может физически растягиваться. И когда он растягивается, провода, по которым течет ток, становятся более узкими и длинными. Соответственно, такой резистор будет еще сильнее препятствовать протеканию тока. Но когда резистор будет сжиматься, провода станут более широкими и короткими, то есть, сопротивление такого резистора упадет:
Это и есть тензорезистор! То есть, резистор, сопротивление которого изменяется при физической деформации. Конечно, в современных MEMS-барометрах нет никаких растягивающихся проводков, но принцип ровно тот же. Так называемые пьезорезисторы (по сути — те же тензорезисторы) — это полупроводниковый материал, который изменяет сопротивление при механических воздействиях.
Итак, у нас есть резисторы и тензорезисторы. Что с ними делать дальше? А дальше мы делаем невероятно простую схему, соединяя 4 резистора вот таким образом:
Это и есть мост Уитстона. Когда мы подключим к этому мосту напряжение от батарейки смартфона или часов, то по нему потечет ток и в каждом резисторе этот ток будет замедляться в зависимости от того, какое у каждого резистора сопротивление.
Всё, что нам осталось сделать — это измерить напряжение между точками A и B:
Весь смысл моста Уитстона заключается в том, что если правильно подобрать все четыре сопротивления, между этими точками не будет никакого напряжения, то есть, разницы потенциалов.
Другими словами, если на верхнем и нижнем проводе будет по 5 вольт, то между этими проводами не будет никакого напряжения (потенциал на верхнем и нижнем проводе одинаков), а значит и ток по проводу между точками A и B не будет протекать:
Как же подобрать эти резисторы? Я упущу несложные расчеты и просто скажу, что напряжения между точками A и B не будет в том случае, если R1*R3 = R4*R2. То есть, если умножив сопротивление первого резистора на сопротивление третьего, мы получим такое же значение, как если бы умножили сопротивление четвертого резистора на сопротивление второго, то между точками A и B ток проходить не будет.
Каким образом мы получили эту закономерность (R1*R3=R4*R2), я расскажу только в комментариях, если это вообще кому-то будет интересно.
И вот теперь самое главное! У нас уже есть мост Уитстона, который мы предварительно сбалансировали (балансировка моста — это и есть подбор резисторов нужных сопротивлений, чтобы работала наша простая формула).
Теперь вместо одного из резисторов или же вообще вместо всех резисторов, мы ставим тензорезисторы, которые изменяют свое сопротивление при деформации. А сами резисторы размещаем на мембране, которая изгибается под давлением.
Когда мембрана будет деформироваться, она изменит и форму тензорезисторов (показаны зеленым цветом), из-за чего тот изменит свое сопротивление:
Но как только один из резисторов меняет сопротивление, происходит разбалансировка моста Уитстона, то есть, теперь уже R1*R3 не будет равняться R4*R2 и между точками A и B возникнет напряжение, которое смартфон моментально зафиксирует, так как он непрерывно измеряет электрическое напряжение между точками A и B.
Более того, мост Уитстона позволяет не только определить напряжение, но и направление тока. При определенных значениях сопротивлений напряжение в точке A будет меньше, чем в точке B и ток потечет от B к A, в противном случае, ток потечет в обратную сторону. То есть, мы можем легко определять в какую сторону отклонилась мембрана (падает ли атмосферное давление или растет).
Вот так и замеряют смартфоны и часы атмосферное давление, если они, конечно, оснащены барометром!
Более того, именно на этом принципе и основана работа любых весов. То есть, во всех весах также есть тензорезисторы и мост Уитстона. Когда вы становитесь на весы, то немного деформируете «мембрану», которая изменяет и сопротивление тензорезистора.
И последнее! Если в вашем смартфоне есть датчик давления, тогда для того, чтобы им воспользоваться, нужно скачать соответствующее приложение. Их очень много как на Android, так и для iPhone. Просто в магазине приложений введите в поиск слово «барометр» и скачайте понравившуюся программу. Если же в смартфоне нет датчика, то и приложение работать не будет.
Алексей, глав. редактор Deep-Review
P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на наш научно-популярный сайт о мобильных технологиях, чтобы не пропустить самое интересное!
В современные смартфоны устанавливается множество различных датчиков, которые делают жизнь пользователя удобнее.
Барометр используется для измерения атмосферного давления, что помогает прогнозировать изменения в погоде. Используется это для разных целей. Большинство людей просто хочет быть в курсе, какой завтра день: ясный или пасмурный. Рыбаки использует измеритель давления, чтобы предугадать поведения рыб и узнать, какой намечается клев. Метеорологи используют барометр для составления точного прогноза погоды.
Однако есть и более важное назначение датчика. Для метеочувствительных людей, страдающих хроническими заболеваниями, жизненно важно быть в курсе скачков давления. Знание прогноза погоды поможет предпринять необходимые профилактические меры, чтобы не допустить ухудшения здоровья.
Зачем нужен барометр в смартфоне?
Инженеры часто оснащают современные гаджеты измерителем давления. Таким образом, пользователь получает полезный датчик, который постоянно находится под рукой.
Барометр в смартфоне используется не только для измерения атмосферного давления, но и для ускорения определения местонахождения по навигационной системе GPS. Программа являются частью навигатора и работает только при включенном GPS.
Как узнать, есть ли в смартфоне барометр?
Датчик измерения давления встречается в телефонах редко, и не все пользователи знают, как распознать его наличие. Есть три простых способа проверки:
- Изучить официальные характеристики смартфона.
- Скачать приложение AnTuTu и в разделе «Мое устройство» проверить, встроен ли измеритель давления.
- Также существует приложение «Датчикер», с помощью которого проверяется наличие любых сенсоров, включая барометр и все встроенные датчики.
Нужно отметить, что некоторые программы способны оповещать пользователя об изменениях атмосферного давления даже без наличия датчика давления в телефоне. Эти приложения ссылаются на данные, взятые с метеорологических станций.
Программы для барометра на Android
В Google Play существует множество платных и бесплатных приложений для работы с датчиком. Вот некоторые из них:
- SyPressure (Barometer).
- Точный Барометр.
- vBarometer.
- Barometer Pro.
- Pressure tracker.
Платные программы отличаются разнообразием виджетов и расширенными функциями. В приложениях предусмотрен ряд настроек, добавляющих удобства в использование барометра. Посмотрим на основные возможности датчика на примере приложения SyPressure (Barometer).
Программа легка в освоении и обладает всеми необходимыми настройками. На виджете указывается текущее давление и график, прогнозирующий погодные изменения. Есть возможность выбрать одну из нескольких единиц измерения – hPa, kPa, psi и другие. Также здесь можно настроить оповещение изменения погоды. В платной версии приложения также установлен альтиметр (датчик, измеряющий высоту).
В дорогих программах предусмотрены более детальные настройки: изменение размеров и дизайна виджетов, установка цвета графиков и интерфейса и т. д. Также в продвинутых приложениях задается базовое значение барометра для текущего местоположения, а для альтиметра — базовая частоту над уровнем моря.
Итоги
Барометр в смартфоне — полезный датчик, позволяющий измерять атмосферное давление, а также ускорять определение местонахождения для GPS-навигатора.
Для датчика предусмотрено много вспомогательных программ, позволяющих раскрыть его потенциал. Особенно измеритель давления полезен для метеочувствительных людей, страдающих гипертонией, хроническими заболеваниями суставов или сердечнососудистой системы.
Барометр помогает чипу GPS внутри устройства быстрее захватывать данные, мгновенно предоставляя данные о высоте. Кроме того, барометр можно использовать для предоставления информации о «пройденных этажах» в приложение «Здоровье» на телефоне.
В каком телефоне есть барометр?
Например, Apple, Huawei, Xiaomi и другие основные производители мобильных телефонов оборудовали высокоточные барометры на своих мобильных телефонах высокого класса. Например, мобильный телефон Huawei mate8 оснащен барометром Rohm BM1383. Что касается измерения относительной высоты, точность может достигать 1 м.
Какое приложение-барометр для Android лучше всего?
15 лучших приложений для прогноза атмосферного давления для Android и iOS
- Барометр Плюс.
- Барометр и высотомер.
- Погода под землей.
- Барометр возрождается.
- Без давления воздуха.
- Му барометр.
- Прогноз WeatherX.
- Простой барометр.
Есть ли в S10 барометр?
Датчики, доступные в Galaxy S10, — это барометр, гироскоп, датчик внешней освещенности, акселерометр, компас или магнитометр и датчик отпечатков пальцев.
Какие датчики есть в смартфоне?
Современные смартфоны поставляются с рядом встроенных датчиков, таких как датчик изображения с дополнительным металлооксидным полупроводником (CMOS) с высоким разрешением, датчик глобальной системы позиционирования (GPS), акселерометр, гироскоп, магнитометр, датчик внешней освещенности и микрофон.
Что делает барометр?
Барометр — это научный инструмент, используемый для измерения атмосферного давления, также называемого барометрическим давлением. … Атмосфера — это слои воздуха, окружающие Землю. Этот воздух имеет вес и давит на все, к чему прикасается, в то время как гравитация притягивает его к Земле. Барометры измеряют это давление.
Насколько точны телефонные барометры?
3 ответа. Во-первых: барометры очень точны, но не точны. Если вы поместите 10 телефонов Android рядом друг с другом на столе, вы можете обнаружить разницу в атмосферном давлении между устройствами до 3 МБ.
В каком телефоне больше всего датчиков?
Бюджет MI note 11000 до 4 имеет максимальное количество встроенных датчиков. Флагман Samsung имеет почти все обычные датчики, которые есть у флагманского телефона, а также датчик сердечного ритма на задней панели.
Есть ли в моем телефоне высотомер?
да. GPS дает высоту, а не только местоположение на поверхности, поэтому любой сотовый телефон с функцией GPS может определить высоту таким образом. В некоторых сотовых телефонах также есть датчики давления воздуха, которые приложения могут использовать для расчета барометрической высоты.
Какие приложения используют барометр Iphone?
5 лучших приложений барометра для устройств iOS
- Барометр и высотомер. Это приложение, созданное и запущенное софтверной компанией AFS. …
- Простой барометр. …
- Барометр. …
- Барометр плюс высотомер. …
- Барометр и высотомер Pro.
У рыбы лучше клюет падающий барометр?
Когда барометр падает, погодные условия, как правило, ухудшаются, что может привести к штормам. Рыбы реагируют на падение барометра усилением движений и кормовой активности. Воспользуйтесь этим занятием, увеличив скорость поиска, чтобы покрыть большую площадь.
Атмосферное давление выше во время дождя?
Повышение или постоянное давление указывает на ясную и прохладную погоду. Медленно падающее давление указывает на дождь. Быстро падающее давление указывает на приближение шторма.
Стоит ли покупать S10 plus в 2020 году?
Стоит ли Galaxy S10 в 2020 году? Флагманы Samsung 2019 года остаются довольно мощными по сегодняшним меркам. … У него более слабая камера даже по сравнению с Galaxy S10, но если вы готовы отказаться от телеобъектива в пользу меньшего размера, это, вероятно, ваш лучший выбор.
Samsung S10 водонепроницаем?
Все модели телефонов Samsung Galaxy, относящиеся к S7, включая более новые модели, такие как модели S10 и S20, имеют одинаковый рейтинг IP68 — это означает, что эти телефоны могут выдерживать погружение в воду на глубину до 1.5 метров или почти пяти футов. до 30 минут.
Что такое комфортное барометрическое давление?
Ванос сказал, что люди чувствуют себя наиболее комфортно при атмосферном давлении в 30 дюймов ртутного столба (дюймы ртутного столба). Когда он повышается до 30.3 дюймов ртутного столба или выше или падает до 29.7 или ниже, риск сердечного приступа увеличивается.
Как узнать, какие датчики есть в смартфоне?
В современные смартфоны устанавливается множество различных датчиков, которые расширяют возможности мобильных телефонов.
Если раньше сенсоры были редкостью и присутствовали лишь в дорогих устройствах, то теперь даже бюджетные смартфоны наделены многочисленными сенсорами-измерителями. Зачем нужны датчики в телефона, и как проверить их наличие?
Зачем нужны нужны датчики в смартфоне?
Сенсоры в смартфонах используются для выполнения разных задач, начиная со стабилизации фотографий на камеру, заканчивая измерением метеоусловий.
Для наглядности приводим список популярных датчиков, которые есть в большинстве современных смартфонов:
- Акселерометр. С помощью этого датчика гаджет меняет ориентацию при повороте дисплея, переключает музыкальные треки при встряхивании, а также позволяет использовать устройство как руль в гоночных симуляторах.
- Гироскоп. Используется при оптимизации изображения во время съемки, работе с приложениями, предназначенными для камеры, а также при управлении летающими дронами посредством девайса.
- Датчик приближения отвечает за отключение экрана во время телефонных разговоров, распознавание жестов и управление некоторыми функциями мобильного устройства без контакта с экраном.
- Датчик света определяет уровень освещения вокруг устройства, после чего автоматически повышает или понижает яркость дисплея. Эта опция делает работу с гаджетом комфортнее и экономит энергию аккумулятора.
- Магнитометр измеряет уровень магнитного поля.
- Шагомер определяет пройденное расстояние, позволяя фиксировать уровень физических нагрузок.
- Барометр показывает уровень атмосферного давления, но встречается в телефонах крайне редко.
Теперь пора разобраться, как узнать, какие датчики есть в определенном смартфоне.
AnTuTu
Одной из самых популярных программ для тестирования смартфона является AnTuTu. С помощью приложения проводится ряд тестов, позволяющих проверить мощность системы, автономность устройства, работу в режиме многозадачности и многое другое. После тестирования телефону присваивается итоговый балл, который сравнивается с показателями конкурентов.
Приложение AnTuTu также предоставляет сведения о наличие сенсоров, предусмотренных в смартфоне. Для этого требуется перейти во вкладку «Мое устройство» и пролистать список вниз, пока на экране не отобразится категория «Датчики». Здесь определяется наличие акселерометра, гироскопа, датчика приближения и другие сенсоры.
Датчикер
Это простое приложение весит всего 1,5 Мб и легко в использовании. Интерфейс неброский и без графических изысков, но главное, что разобраться с этой утилитой удастся за пару минут. Выбрав сенсор, можно узнать о нем дополнительную информацию: для чего предназначен измеритель, какой у него диапазон, сколько энергии потребляет, какая версия сборки и другие полезные параметры.
Измерительные датчики
Приложение позволяет узнать о наличие на устройстве сенсоров и проверить работу каждого из них. Проверка проводится в режиме реального времени. Данные выводятся в цифрах, а также отображаются на специальных графиках.
В программе проверяются следующие датчики:
- Ускорение и гравитационные параметры акселерометра.
- Калибровка гироскопа.
- Работа датчика приближения.
- Значение магнитного поля у магнитометра.
- Уровень звука микрофона в децибелах.
- Также тестируется множество прочих измерителей и характеристик.
Итоги
Датчики в смартфонах стали незаменимыми элементами устройств, поэтому важно в них разбираться и использовать по назначению. Чтобы узнать, какие датчики есть в телефоне, достаточно изучить официальные технические характеристики или скачать одно из приложений, которые понятны и просты в обращении.
Источник
Датчики в смартфонах: какие бывают?
Использование в современных смартфонах множества датчиков и сенсоров вызвано желанием производителей обойти конкурентов. Пользователям такая «гонка вооружений» только на пользу – ведь благодаря ней они получают доступ к совершенно невероятным технологиям.
Если удалить из смартфона все датчики, он лишится внушительной части своих функций и превратится в довольно примитивный аппарат. Даже такие привычные пользователям действия, как изменение ориентации экрана при переводе гаджета в горизонтальное положение и автоматическое отключение дисплея при разговоре, не выполнялись бы без датчиков.
Стремясь выиграть конкуренцию на рынке, производители современной мобильной техники оборудуют свои аппараты огромным количеством сенсоров – ведь это повышает функциональность. В статье мы расскажем обо всех известных датчиках смартфонов – в том числе о тех, которые устанавливаются в новейшие модели.
Акселерометр и гироскоп
Акселерометр – один из основных датчиков смартфона; его также называют G-сенсором. Функция акселерометра заключается в измерении линейного ускорения смартфона по 3-м осям координат. Данные о перемещениях устройства аккумулируются и обрабатываются специальным контроллером – естественно, происходит это за считанные доли секунды. Размещает крохотный датчик примерно по центру корпуса смартфона. Самостоятельная замена акселерометра при поломке исключена – придётся идти в сервис.
Кто должен поблагодарить разработчиков за акселерометры в смартфонах? Прежде всего, любители гоночных симуляторов, способные управлять виртуальными автомобилями, просто наклоняя аппарат влево-вправо. Именно акселерометр позволяет гаджету менять ориентацию экрана с портретной на ландшафтную, когда пользователь переворачивает устройство.
Впервые акселерометр появился на телефоне Nokia 5500. Этот датчик вызвал бурный восторг у сторонников активного образа жизни, потому как позволял пользоваться шагомером.
У акселерометра есть один существенный недостаток: он может фиксировать положение только тогда, когда происходит ускорение – то есть когда гаджет перемещается в пространстве. Определить положение аппарата, лежащего на столе, акселерометр не способен. Нивелировать этот недостаток призван датчик-«партнёр» под названием гироскоп. Такой датчик измеряет скорость углового вращения и обеспечивает более высокую точность данных по сравнению с акселерометром. У гироскопа, который прошёл процедуру калибровки, погрешность не будет составлять более 2 градусов.
Гироскоп активно используется в мобильных играх – в сочетании с акселерометром. Кроме того, этот датчик делает возможными оптическую стабилизацию камеры, создание панорамных снимков (гироскоп определяет, на сколько градусов был повёрнут смартфон), жестовое управление.
Первым смартфоном с гироскопом стал iPhone 4. Сейчас гироскоп – далеко не экзотика; им (как и акселерометром) оснащается большинство современных девайсов.
Датчики приближения и освещения
Наличие датчика приближения (Proximity Sensor) в смартфоне – объективная необходимость. Если б такой сенсор отсутствовал, пользователю приходилось бы терпеть неудобства всякий раз во время разговора по телефону. Достаточно было бы легко коснуться щекой кнопки сброса – и разговор прекращён, нужно вызывать абонента снова. Функция датчика приближения очевидна: он блокирует экран гаджета, как только пользователь подносит устройство к уху. Этот сенсор позволяет владельцу смартфона не только общаться с комфортом, но и экономить заряд аккумулятора.
Датчик приближения «прячется» под фронтальным стеклом мобильного устройства. Состоит он из 2-х элементов: диода и детектора. Диод отправляет инфракрасный импульс (невидимый глазу человека), а детектор пытается поймать его отражение. Если детектору это удаётся, экран «затемняется». Сенсор способен регистрировать всего лишь 2 состояния: «посторонний предмет ближе 5 см» и «посторонний предмет дальше 5 см».
Потрясающих результатов в экспериментах с датчиком приближения добилась компания Samsung. На основе этого сенсора корейский производитель создал датчик жестов, благодаря которому стало возможным бесконтактное управление смартфоном. Первый датчик жестов появился на Samsung Galaxy S3 – в 2012 году это стало настоящим прорывом.
Датчик освещённости (Light Sensor) не зря рассматривается в паре с датчиком приближения – как правило, эти два сенсора располагаются в непосредственной близости по отношению друг к другу. Датчик света – самый «старый» из всех датчиков, которые используются в мобильной электронике. Также он и самый простой – с конструкционной точки зрения этот сенсор представляет собой полупроводник, чувствительный к потоку фотонов. Функция у датчика освещения не такая ответственная, как у датчика приближения: Light Sensor всего лишь регулирует яркость дисплея в соответствии с окружающими условиями.
В некоторых моделях Samsung (например, Galaxy Note 3 и Galaxy S5) установлены RGB-датчики. Сенсор RGB способен не только менять яркость дисплея, но и корректировать доли красного, зелёного, синего и белого цветов изображения на экране.
Разработчики Samsung Galaxy Note 4 дошли до абсурда: они научили датчик фаблета измерять освещённость в невидимом для человека диапазоне – ультрафиолетовом. Благодаря такой любопытной новации пользователь может, например, выбрать оптимальное время для загара.
Барометр и температурный датчик
Человеку с высокой чувствительностью к резким перепадам атмосферного давления просто необходимо иметь в смартфоне приложение-барометр. В Google Play, например, одна из подобных программ так и называется — «Барометр».
Датчик-барометр способен не только предупреждать пользователя о приближении циклона – антициклона; это даже не основная его функция. Сенсор увеличивает эффективность и точность работы GPS-навигатора гаджета. Спутники GPS показывают, в какой точке земного шара находится искомое место – но не на какой высоте. Этот недостаток их работы и устраняется барометром. Датчик давления может помочь найти, скажем, офис определённой компании в многоэтажном здании бизнес-центра.
Мобильные барометры – не новинка; датчиками давления были способны похвастаться ещё аппараты Sony Ericsson. Однако на современном рынке гаджетов, оснащённых такими сенсорами, немного. Барометры всё чаще устанавливаются на защищённые смартфоны таких производителей, как Conquest, Land Rover, iMan. Также датчики давления присутствуют на Xiaomi Mi5 и Cubot Dinosaur.
Температурные датчики, в отличие от барометров, присутствуют в большей части смартфонов – однако температуру на улице с их помощью не измеришь. Речь идёт о внутренних термометрах, задача которых – следить за тем, чтобы гаджет не перегревался. В одном смартфоне может быть уйма подобных сенсоров: первый контролирует графический ускоритель, второй – ядра процессора и так далее. Если возникает перегрев, внутренний термометр автоматически прекращает зарядку или снижает выходной ампераж.
Внешние термометры на гаджетах тоже встречаются, но они пока «в диковинку». Первым смартфоном со встроенным термометром стал Samsung Galaxy S4. Датчик оказался необходим для улучшения работы предустановленного приложения S Health.
Увы, у внешних термометров мобильных устройств есть существенный недостаток – невысокая точность. Данные искажаются из-за тепла, исходящего от тела пользователя и внутренностей самого аппарата. Решить эту проблему разработчикам пока не удаётся.
Для нужд приложения S Health на Samsung Galaxy S4 был установлен ещё один любопытный датчик – гигрометр. Этот сенсор измеряет уровень влажности, предоставляя пользователю возможность эффективно управлять микроклиматом в помещении.
Какие датчики позволяют следить за здоровьем?
Человеку, стремящемуся вести здоровый образ жизни, не помешает обзавестись гаджетом, который оснащён следующими датчиками.
Педометр (шагомер)
Функция педометра – считать расстояние, преодолённое пользователем, на основании количества совершённых шагов. Эту функцию способен выполнять и акселерометр, однако точность его измерений оставляет желать лучшего. Шагомер как отдельный датчик впервые появился на смартфоне LG Nexus 5.
Пульсометр (датчик сердцебиения)
Встроенный пульсометр – одна из инноваций Samsung Galaxy S5. Разработчики Samsung посчитали, что именно датчика пульса не хватает программе S Health для того, чтоб она могла считаться полноценным личным тренером. Среди пользователей пульсометр Samsung пока популярным не стал, потому как достаточно привередлив. Чтобы обеспечить точные данные, сенсору необходим тесный контакт с той частью тела пользователя, где кровеносные сосуды находятся неглубоко – например, с подушечкой пальца. Совершать пробежку, удерживая палец на датчике – удовольствие небольшое.
Датчик оксигенации крови (датчик SpO2)
Этот сенсор определяет степень насыщения крови кислородом. Он присутствует только на 2 смартфонах фирмы Samsung (Galaxy Note 4 и Note Edge) и «заточен» под приложение S Health. На девайсах датчик SpО2 совмещён со вспышкой для камеры и пульсометром. Пользователю достаточно активировать соответствующее приложение и приложить палец к вспышке на 30-40 секунд – после чего он увидит результат замера в процентах на экране гаджета.
Дозиметр
Таким датчиком оснащён выпущенный в Японии смартфон Sharp Pantone 5. Функция дозиметра – измерение радиации. Для японцев эта функция важна, потому как после аварии на АЭС в Фукусиме в 2011 году они вынуждены более внимательно следить за радиационным фоном. На европейском рынке смартфонов с дозиметрами нет.
Сканеры отпечатков пальцев и сетчатки глаза
Пользователи, которые считают, будто первый дактилоскопический датчик появился на iPhone 5S, сильно заблуждаются. Телефоны, способные сканировать отпечатки пальцы, выпускались и раньше. Ещё в 2004 году продавалась «раскладушка» Pantech GI 100, оснащённая подобной технологией. 7 лет спустя Motorola представила модель Atrix 4g c дактилоскопическим датчиком. В обоих случаях пользователи отнеслись к технологии довольно прохладно.
Когда же в 2013 году Apple встроила сканер отпечатков пальцев в кнопку «Home» Айфона 5S, «яблочной» компании рукоплескали как эксперты, так и рядовые потребители. Apple больше повезло с эпохой: в «нулевых» вопрос о безопасности безналичных платежей не стоял так остро.
Сканер отпечатков пальцев избавляет пользователя от необходимости применять цифровые пароли для защиты данных, хранящихся на гаджете. Пароли легко взломать; обмануть дактилоскопический датчик сложнее в разы (хотя тоже возможно).
Сканер сетчатки глаза обеспечивает даже более высокую степень безопасности, чем дактилоскопический датчик – фактически это следующий уровень биометрической защиты. Сторонники технологии утверждают, что достать отпечаток пальца – задача выполнимая (ведь человек их повсюду оставляет). Получить же копию сетчатки нельзя никак.
Идея оснастить смартфон сканером сетчатки тоже не нова. Ещё в 2015 году азиатские производители (Vivo, Fujitsu) экспериментировали с этим датчиком, в 2016 году тренд поддержала малоизвестная компания из Поднебесной Homtom. Однако обсуждаемой эта технология стала только после того, как к ней обратилась компания Samsung – в Galaxy Note 7 установили сканер радужной оболочки глаза.
Датчик в Note отличен от тех, которые стоят в смартфонах китайских компаний. Идею Samsung вполне можно назвать революционной потому, что на Note 7 есть камера, которая ответственна только за сканирование глаз. «Китайцы» же считывают информацию с сетчатки селфи-камерой.
Метод, который используется гаджетами из Поднебесной, неэффективен. Дело в том, что глаз необходимо сканировать инфракрасным (ИК) лучом, но на фронтальных камерах ИК-спектр, как правило, фильтруется – ведь из-за него портятся селфи. Выходит, что Samsung – пока единственный производитель смартфонов, который не заставляет пользователей делать выбор между качественными «себяшками» и безопасностью персональных данных.
Заключение
Всякий современный смартфон оснащён минимум 5-ю датчиками. В моделях-флагманах количество сенсоров доходит до «чёртовой дюжины», и производители вовсе не собираются на этом останавливаться. Специалисты IBM прогнозируют, что уже в 2017 году гаджеты получат обоняние, благодаря которому смогут предупреждать пользователя, например, о высокой концентрации чадного газа и о присутствии в воздухе вируса гриппа. С нетерпением ждём инноваций – ведь продолжение следует?
Источник