手機上的傳感器與主要作用
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手機上的傳感器與主要作用,智能手機給我們帶來了極大的便利,而外現在的手機已經不再是一個簡單的通信工具,手機技術的發展速度快得令人難以想象,以下分享手機上的傳感器與主要作用?
描述
1、光線傳感器(Ambient Light Sensor)
光線傳感器類似於手機的眼睛。人類的眼睛能在不同光線的環境下,調整進入眼睛的光線,例如進入電影院,瞳孔會放大來讓更多光線進入眼睛。而光線傳感器則可以讓手機感測環境光線的強度,用來調節手機屏幕的亮度。而因爲屏幕通常是手機最耗電的部分
因此運用光線傳感器來協助調整屏幕亮度,能進一步達到延長電池壽命的作用。光線傳感器也可搭配其他傳感器一同來偵測手機是否被放置在口袋中,以防止誤觸。
2、距離傳感器(proximity sensor)
透過紅外線 LED 燈發射紅外線,被物體反射後由紅外線探測器接受,藉此判斷接收到紅外線的強度來判斷距離,有效距離大約在 10 米左右。它可感知手機是否被貼在耳朵上講電話,若是則會關閉屏幕來省電;距離傳感器也可以運用在部分手機支持的手套模式中,用來解鎖或鎖定手機。
iPhone 4/4s 與 iPhone 5/5s 的距離傳感器與光傳感器位置
3、重力傳感器(G-Sensor)
透過壓電效應來實現。重力傳感器內部有一塊重物與壓電片整合在一起,透過正交兩個方向產生的電壓大小,來計算出水平的方向。運用在手機中時,可用來切換橫屏與直屏方向,運用在賽車遊戲中時,則可透過水平方向的感應,將數據運用在遊戲裏,來轉動行車方向。
4、加速度傳感器(Accelerometer Sensor)
作用原理與重力傳感器相同,但透過三個維度來確定加速度方向,功耗小但精度低。運用在手機中可用來計步、判斷手機朝向的方向。
5、磁(場)傳感器(Magnetism Sensor)
測量電阻變化來確定磁場強度,使用時需要搖晃手機才能準確判斷,大多運用在指南針、地圖導航當中。
6、陀螺儀(Gyroscope)
陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸動作的角速度,是補充 MEMS 加速度計(加速度傳感器)功能的理想技術。事實上,如果結合加速度計和陀螺儀這兩種傳感器
系統設計人員可以跟蹤並捕捉 3D 空間的完整動作,爲終端用戶提供更真實的用戶體驗、精確的導航系統及其他功能。手機中的「搖一搖」功能(例如搖動手機就能抽籤…)、體感技術,還有 VR 視角的調整與偵測,都是運用到陀螺儀的作用。
7、GPS
地球上方特定軌道上運行着 24 顆 GPS 衛星,它們會不停的'向全世界各地廣播自己的位置座標與時間戳(timestamp,指格林威治 奔 1970 年 01 月 01 日 00 00 分 00 秒到現在爲止的總秒數),手機中的 GPS 模塊透過衛星的瞬間位置來起算,以衛星發射座標的時間戳與接收時的時間差來計算出手機與衛星之間的距離。可運用在定位、測速、測量距離與導航等用途。
8、指紋傳感器
目前主流的技術是電容式指紋傳感器,然而超音波指紋傳感器也有逐漸流行起來趨勢。電容式指紋傳感器作用時,手指是電容的一極、另一極則是硅芯片數組,透過人體帶有的微電場與電容傳感器之間產生的微電流,指紋的波峯波谷與傳感器之間的距離形成電容高低差,來描繪出指紋的圖形。
而超音波指紋傳感器原理也類似,但不會受到汗水、油污的干擾,辨識速度也更爲快速。運用在手機中可用來解鎖、加密、支付等等。
9、霍爾傳感器(Hall Sensor)
作用原理是霍爾磁電效應,當電流通過一個位於磁場中的導體時,磁場會對導體中的電子產生一個垂直於電子運動方向上的的作用力,從而在導體的兩端產生電勢差。主要運用在翻蓋解鎖、合蓋鎖定屏幕等功能當中,蘋果的 Smart cover 還有多個品牌的官方手機配件,都運用了這項技術。
10、氣壓傳感器(氣壓計,barometer)
將薄膜與變組器或電容連接在一起,當氣壓產生變化時,會導致電阻或電容數值發生變化,藉此量測氣壓的數據。GPS 也可用來量測海拔高度但會有 10 米左右的誤差,若是搭載氣壓傳感器,則可以將誤差校正到 1 米左右;也可用來輔助 GPS 定位,來確認所在樓層位置等信息。蘋果的 iPhone 6/6s 系列都搭載了氣壓傳感器。
1、地磁傳感器
智能手機指南針功能是利用地磁場與手機內置地磁傳感器,來實現地理方向定位的,指南針指針方向有變化,說明地磁場與手機內置傳達室感器已起作用,只是方向相反,此情況有可能受外界強磁場干擾所致,比如某個位置有強磁場,或其它其它外界因素與地磁場相反,就可能導致受此磁場影響。登山時候可以更換一個位置或者手機平放按8字形移動,以校準指南針。
2、陀螺儀
原理:角動量守恆,一個正在高速旋轉的物體(陀螺),它的旋轉軸沒有受到外力影響時,旋轉軸的指向是不會有任何改變的。陀螺儀就是以這個原理作爲依據,用它來保持一定的方向。三軸陀螺儀可以替代三個單軸陀螺儀,可同時測定6個方向的位置、移動軌跡及加速度。
用途:體感、搖一搖(晃動手機實現一些功能)、平移/轉動/移動手機可在遊戲中控制視角、VR虛擬現實、在GPS沒有信號時(如隧道中)根據物體運動狀態實現慣性導航。
3、光傳感器
原理:光敏三極管,接受外界光線時,會產生強弱不等的電流,從而感知環境光亮度。
用途:通常用於調節屏幕自動背光的亮度,白天提高屏幕亮度,夜晚降低屏幕亮度,使得屏幕看得更清楚,並且不刺眼。也可用於拍照時自動白平衡。還可以配合下面的距離傳感器檢測手機是否在口袋裏防止誤觸。
4、距離傳感器
原理:紅外LED燈發射紅外線,被近距離物體反射後,紅外探測器通過接收到紅外線的強度,測定距離,一般有效距離在10cm內。距離傳感器同時擁有發射和接收裝置,一般體積較大。
用途:檢測手機是否貼在耳朵上正在打電話,以便自動熄滅屏幕達到省電的目的。也可用於皮套、口袋模式下自動實現解鎖與鎖屏動作。
5、重力傳感器
原理:利用壓電效應實現,傳感器內部一塊重物和壓電片整合在一起,通過正交兩個方向產生的電壓大小,來計算出水平方向。
用途:手機橫豎屏智能切換、拍照照片朝向、重力感應類遊戲(如滾鋼珠)。
6、加速度傳感器
原理:與重力傳感器相同,也是壓電效應,通過三個維度確定加速度方向,但功耗更小,但精度低。
用途:計步、手機擺放位置朝向角度。
7、磁場傳感器
原理:各向異性磁致電阻材料,感受到微弱的磁場變化時會導致自身電阻產生變化,所以手機要旋轉或晃動幾下才能準確指示方向。
手機傳感器有哪些?
GPS,有GPS衛星在地球上空的特定軌道上運行,它們會不斷地向世界各地廣播它們的位置座標和時間戳。接收時的時間差用於計算手機與衛星之間的距離。可用於定位、測速、測距和導航。
氣壓傳感器
在智能手機中,氣壓傳感器並不太常見,只有高端手機纔有。氣壓傳感器測量大氣壓力。 通過氣壓傳感器,我們可以知道設備所處的高度,從而提高GPS精度。
光傳感器
幾年前,光傳感器還沒有現在流行。得益於中國智能手機制造商的努力,光傳感器現在開始出現在廉價手機中。光傳感器可以檢測環境光。當您打開自動調光時,智能手機操作系統不會使用光傳感器收集的數據來確定最佳屏幕亮度。
加速度傳感器
加速度傳感器測量手機相對於自由落體的加速度。當手機在任何方向上發生任何物理移動時,傳感器數據都會上升,如果手機靜止,傳感器數據就會變平。加速度計還根據三軸座標確定設備的方向。該應用程序使用加速度計數據來確定手機是處於縱向還是橫向模式。
陀螺儀
加速度計可以提供方向信息,但陀螺儀在測量方向時更準確。 陀螺儀可以告訴您設備旋轉了多少度以及向哪個方向旋轉。如果設備沒有陀螺儀傳感器,就無法觀看360度視頻,也無法享受VR體驗。
磁傳感器
顧名思義,磁傳感器用於檢測磁場。 是的,智能手機可以檢測磁場。磁傳感器和陀螺儀都是非常常見的傳感器,大多數安卓智能手機都配備了磁傳感器。指南針應用程序使用磁傳感器來指示地球的北極、地圖導航,一些應用程序使用磁傳感器來檢測金屬。
溫度感應器
內置溫度計測量環境溫度,幾乎每部手機都安裝了溫度傳感器。不同之處在於,其他手機使用溫度傳感器來測量設備內部的溫度,而不是外部溫度。當溫度數據過高時,系統會關閉設備,防止損壞設備。如果設備的攝像頭長時間操作,設備的溫度會顯着升高。
距離傳感器
接近傳感器對於任何智能手機都非常重要。幾乎所有智能手機都安裝了接近傳感器。 通常傳感器靠近耳機。 接近傳感器由紅外LED和紅外光探測器組成。傳感器發射紅外光,撞擊目標或表面並返回以被光電探測器拾取。因爲光速是已知的,傳感器可以計算物體、表面和設備的距離。當您撥打電話時,系統會根據測量數據來判斷、關閉屏幕或確定手機是否在您的口袋裏。
薄膜傳感器
計步器
計步器在智能手機中並不常見,實際上相當罕見。計步器是一種傳感器,用於計算用戶已採取的步數。大多數智能手機使用加速度計來測量步數,但計步器是專業的計步工具,更準確。
指紋傳感器
指紋傳感器變得越來越流行,幾乎在每部智能手機中都能找到。無論是廉價手機還是高端手機,指紋傳感器都是必須的。一般來說,指紋傳感器用於安全,也可以代替鎖屏密碼和圖案密碼。
霍爾傳感器
作用原理是霍爾磁電效應,當電流通過位於磁場中的導體時,磁場會對導體中的電子產生垂直於電子運動方向的力,從而在導體兩端產生電位差。主要應用爲手機殼翻蓋解鎖,合上時鎖屏。
心率血氧傳感器
血液中的血紅蛋白和氧合血紅蛋白對紅光的吸收比例不同。同時用紅外光和紅色LED照射手指,測量反射光的吸收光譜,測量血液中的氧含量。通過高亮度LED燈照射手指返回的光的亮度會因血壓從心臟到毛細血管的變化而呈現出週期性的強度變化,可以測量心率。 可用於運動健康數據收集的應用程序。
重力傳感器(運動傳感器)
重力感應體現在手機橫豎屏智能切換、照片方位、重力感應遊戲(如滾鋼球)等方面。 原理:通過壓電效應實現,將傳感器內部的重物和壓電片集成在一起,水平方向通過兩個正交方向產生的電壓大小來計算。
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