G-Sensor — что это в телефоне, для чего нужен G-Sensor в смартфонах

Для чего нужен датчик

Наличие встроенного в смартфон акселерометра позволяет мобильному устройству выполнять такие функции:

1. Определение количества шагов.
2. Управление игрой. Акселерометр пригодится в симуляторах, гонках и шутерах.
3. Изменение ориентации экрана в соответствии с полученной G-сенсором информацией.

В каждом мобильном устройстве можно отключить акселерометр для того чтобы изображение не менялось при малейшем повороте экрана. Отключение датчика выполняется в меню быстрых настроек, которое вызывается движением пальца по верхней части экрана смартфона. Здесь требуется выключить работающую по умолчанию функцию «Автоповорот».

Как работает акселерометр

В процессе работы прибор под названием G-сенсор или акселерометр выполняет измерение пространственных координат и определяет разницу между проекциями абсолютного и гравитационного ускорения. С помощью полученной информации система контролирует положение телефона в пространстве. Уровень сигнала может дополнительно повышаться с помощью имеющих высокий уровень линейности усилителей. Их использование делает показания прибора более точными.

Современный акселерометр имеет миниатюрные размеры, а его принципиальная схема выглядит следующим образом:

1. К неподвижному основному корпусу датчика прикреплена перегородка с проводниками-отводами.
2. Упругие приставки позволяют перегородке перемещаться на определённое расстояние.
3. Перемещение расположенных между контактами отводов изменяет напряжённость поля.
4. Изменения регистрируются и передаются на обработку программному обеспечению мобильного гаджета.

Работу акселерометра нельзя заменить программным обеспечением. Если такого датчика у смартфона нет, ни одна прошивка не сможет добавить эту опцию. Впрочем, современные мобильные устройства уже давно не выпускают без G-сенсора.

Калибровка акселерометра G sensor

Несмотря на то, что такой датчик есть в каждом мобильном устройстве, вспоминают о его наличии, в основном, только при выходе из строя. Из-за неисправности акселерометра G сенсора нарушается управление в играх – например, при управлении автомобилем не получается правильно поворачивать. Ориентация экрана не изменяется при вращении телефона или такое изменение происходит с заметным опозданием. Всё это означает, что акселерометру нужна калибровка.

Что представляет собой G-Sensor

Рассматриваемый G-сенсор, также известный как акселерометр, представляет собой особый прибор, который контролирует положение устройства в пространстве.
По сути, это датчик движения, способный измерить ускорение, сопоставив 3 пространственные координаты одновременно.
Если объяснять, что такое G-Sensor, иными словами, получим особый прибор, который измеряет разницу между проекциями гравитационного и абсолютного ускорения.

Почему нельзя пользоваться смартфоном перед сном

Пять провальных технологий, не прижившихся в смартфонах

Все, что нужно знать о сканере отпечатков пальцев в смартфоне (Touch ID)

Для повышения уровня сигнала в датчике используют особые его усилители, отличающиеся высоким уровнем линейности. Именно благодаря этому измерения являются более точными.
Некоторые приборы оснащены также встроенными системами, собирающими и обрабатывающими информацию. Это позволяет создать полноценную измерительную программу со всеми нужными компонентами.

G-сенсор и электроника

Благодаря G-сенсору в мобильной электронике реализуется ряд полезных функций. У мобильных телефонов и планшетов G-сенсор дает возможность активировать функцию поворота экрана из вертикального режима в горизонтальный для более удобного управления устройством двумя руками. В автомобильных видеорегистраторах G-сенсор фиксирует резкие торможения, разгон, повороты и заносы. При возникновении экстренной ситуации видеорегистратор начинает запись видео, чтобы выполнить свою функцию и зафиксировать факт аварии. В игровых приставках акселерометр используется для осуществления управления игровым процессом с применением поворотов контроллера. Данная возможность позволяет улучшить игровой процесс и сделать его более активным и интересным.

При этом от пользователя контроллера с G-сенсором не требуется нажатия дополнительных кнопок для произведения действий игровым героем.

Носители информации

Акселерометры широко используются при производстве жестких дисков, на которых хранится информация. G-сенсор позволяет активировать специальный механизм защиты устройства от повреждений. При изменении положения носителя в пространстве происходит активация системы парковки головок жесткого диска, что позволяет предотвратить потерю важных данных при падении. Как только жесткий диск прекращает падение, считывающие головки носителя автоматически устанавливаются в свою первоначальную позицию.

Также G-сенсоры используются в устройстве инклинометров, которые используются для измерения угла наклона необходимых объектов в строительстве конструкций, буровых скважин, архитектурных сооружений и т.п.

Как проверить его наличие

Практически все современные модели имеют встроенные магниты. Проверить наличие прибора можно тремя способами:

1. Просто заглянуть в технические характеристики устройства – там обязательно будет указано наличие магнита.
2. Установить на гаджет приложение “Компас”. Если оно будет работать, значит, магнитометр есть.
3. Поднести к экрану смартфона обыкновенный магнит. Если устройство отреагирует – все встроено.

Кстати, магнитометры использовали еще для некоторых моделей кнопочных телефонов. Те же “раскладушки” работают по принципу чехла-книжки.

Подключение и особенности использования

Магнитометр не требует специальных настроек. Он включается автоматически. Выключение происходит после завершения работы приложений или аксессуаров, использующих магнит.

Сразу следует оговориться, что данный датчик абсолютно безвреден для устройств. Он не оказывает влияния на работу процессора, операционной системы, видеоадаптера, материнской платы и т.п.

Со встроенным магнитометром пользователь получает не только точное указание сторон света. Прибор также дает информацию о точном месте нахождения гаджета, корректирует вектор движения, организовывает корректную работу навигационных программ.

Когда пользователь открывает чехол-книжку, на котором расположен магнит, он срабатывает и экран гаджета автоматически разблокируется. Обратное действие происходит при закрытии чехла.

Если на книжке есть окошко, действие магнита на него не распространяется, что позволяет владельцу смартфона принимать звонки и выполнять еще несколько функций с заблокированным устройством.

Магнитный датчик выполняет несколько функций. Все они направлены на повышение уровня комфорта использования гаджета.

Для чего нужен геомагнитный датчик

На смартфонах датчик геомагнитного анализа используется чаще всего для определения местоположения объекта и стороны света, куда направлен девайс. Информация об отслеживании ориентации устройства в пространстве относительно магнитных полюсов пригодится при работе с картографическими приложениями. Софт данной категории относится к must have для любого современного мобильного устройства и обычно на девайсах под управлением Android уже предустановлены карты (Google Maps), альтернативные варианты можно устанавливать самостоятельно из магазина Google Play.

Наиболее распространённое применение магнитометра в смартфоне – реализация компаса и улучшение геомагнитного позиционирования, но можно использовать его также в качестве металлоискателя и с целью поиска проводки в стенах помещений, для чего потребуется установка специального ПО.

Вместе с акселерометром и гироскопом магнитометр позволяет полноценно использовать Android-устройство в качестве геймпада на компьютере.

Чем отличаются магнитные и геомагнитные датчики

Часто сенсоры, встроенные в смартфон, в некоторой мере дублируют и дополняют друг друга. Например, геомагнитный датчик может работать также в тандеме с датчиком Холла. Арсенал устройства пополняется дополнительными аппаратными датчиками со схожим принципом работы, при этом упрощённой функциональности, с целью повышения точности.

Так, владелец Android-девайса может найти в списке имеющихся сенсоров магнитный и геомагнитный анализаторы, отличающиеся предназначением и вариациями применения.

Магнитный датчик позволяет улавливать и анализировать магнитные поля, при этом имея упрощённый механизм работы. Его задача заключается в регистрации усиления магнитного поля, тогда как на осевую напряжённость сенсор не реагирует. Современные мобильные устройства оснащаются им для взаимодействия с аксессуарами, такими как чехол SmartCover в виде книжки. Когда «умная обложка» закрывается, датчиком регистрируется приближение магнита, интегрированного в чехол, сигнал подаётся системе и экран смартфона гаснет. Это избавляет пользователя от необходимости вручную блокировать дисплей устройства, исключает случайные нажатия и экономит заряд батареи. При открытии обложки магнит на флипе удаляется от сенсора, магнитное поле изменяется. Это регистрируется датчиком, он подаёт команду системе и экран загорается снова. В некоторых чехлах предусмотрено окошко ля отображения определённых участков дисплея (часы, сообщения, пропущенные звонки и прочие) – возможность также обеспечена датчиком Холла, определяющим необходимость полностью блокировать экран или оставить отдельную область активной.

Наличие датчиков в мобильном телефоне

Геомагнитный сенсор являет собой более совершенную конструкцию, позволяющую регистрировать магнитное поле Земли, с высокой точностью определяя стороны света. Это обеспечивает возможность использования смартфона как компаса, но перед применением важно откалибровать датчик.

Заключение по основным датчикам

Итак, наличие у смартфона или планшета исключительно акселерометра говорит о том, что это устройство самого низкого ценового диапазона и умеет только «вращать экран». Это удел дешевых смартфонов и планшетов. Конечно, есть вероятность, что производитель не дал вменяемой информации о типах используемых датчиков – в этом случае нужно начинать читать обзоры, в которых подробно изучается аппаратная начинка устройства с помощью приложения System Info for Android, к примеру.

Наличие у смартфона акселерометра, геомагнитного датчика, датчика приближения и освещенности, говорит о его достаточной оснащенности, но он все еще не очень хорош для управления квадракоптером или игр, где управление наклоном/поворотом возложено на перемещение смартфона пользователем. Эту проблему решает гироскоп – устройства с гироскопом точно отслеживают малейшие отклонения.

Наличие всех вышеперечисленных сенсоров, большого набора вспомогательных датчиков (рассмотрены в конце статьи) и большинства нижеперечисленных сенсоров свидетельствует в пользу того, что перед вами продвинутый аппарат, использование которого станет удовольствием, а его возможности превзойдут все ваши ожидания – это лучшие планшеты и смартфоны.

Датчик Холла

(Hall sensor) – улавливает магнитное поле, как магнитометр, но имеет простой принцип действия, то есть реагирует только на усиления поля, а не регистрирует напряженность по осям. Применяется для использования обложек типа Smart Cover – позволяет отключать экран при приближении к нему встроенного в обложку магнита. Этот сенсор указывается производителями редко, поэтому обращайте внимание на доступные аксессуары для смартфона или планшета – если среди них есть «умный чехол», то датчик Холла присутствует.

Барометр

(pressure sensor) – датчик, измеряющий атмосферное давление. Может применяться как по прямому назначению, так и в качестве помощника модулям GPS/ГЛОНАСС для ускорения определения местоположения устройства и высоты над уровнем моря (альтиметр).

Термометр

(ambient temperature sensor) – датчик температуры окружающей среды. Впервые появился у Galaxy S4 для улучшения работы приложения S-Health, но теперь применяется во множестве других дорогих смартфонов.

Датчик влажности

(гигрометр) – также впервые появился в Galaxy S4 в качестве расширения функционала S-Health.

Шагомер

(педометр, step detector) – говорящее название сенсора намекает, что он определяет шагнул человек или нет. Это действительно отдельный сенсор, позволяющий точнее определить шаги и уменьшить нагрузку на акселерометр, который является шагомером в большинстве смартфонов без выделенного сенсора. В помощь шагомеру иногда добавляются Step Counter sensor и, даже, pedestrian activity motion sensor – счетчик шагов и датчик активности пешехода (вероятно, оценивает темп ходьбы). Такой датчик есть, например, в LG Nexus 5 и Galaxy Note 3.

Сканер отпечатков пальцев

(fingerprint sensor, Touch ID) – сенсор, считывающий уникальный рисунок отпечатка пальца. Странно видеть сканер отпечатков в статье про датчики – его лучше было бы отнести к разделу статьи про обеспечение безопасности устройства. Однако этот сенсор по праву может считаться одним из важнейших датчиков современного смартфона. С его помощью можно не только обезопасить свой смартфон, но также применять для открытия определенных приложений или подтверждения платежа.

Сканер сетчатки глаза

(retina scanner) – считыватель уникальной сетчатки глаза, это первое место пьедестала обеспечения безопасности. Такой датчик уже давно на слуху, но его практической реализации в смартфонах или планшетах, пока что, замечено не было.

Как смартфон определяет расположение сторон света

Углубляясь в тему, возникает вопрос как возможно определение сторон света. Ответ довольно прост – если разобрать весь смартфон на детали, то можно обнаружить небольшой датчик. Пользователям доступно 2 вида компасов:

1. Электронные (цифровые) – предполагает внедрение магнитного датчика, который определяет направление к магнитным полюсам. При работе с ним могут возникнуть незначительные отклонения от курса, но все же есть и неоспоримое достоинство: его работа не зависит от связи со спутниками.
2. Спутниковые – информация поступает от спутника, который передает сигнал о нахождении географического севера и юга. Показания максимально точные, а отклонения от выбранного курса исключены. Его работа не зависит от влияния зон с магнитной аномалией.

Почему стоит скачать компас на андроид

Часто производитель делает «начинку» из наиболее простых и дешевых деталей. Однако если вы часто отправляетесь в пешие походы, то знаете, что без компаса отправляться небезопасно.

Стандартные приложения не всегда понятны и удобны. Для туристов разработано множество разных приложений, которые порадуют своим интерфейсом, простотой, гибкостью, а главное – доступностью.

Основные преимущества приложения

Некоторые скачанные приложения «умеют» работать в паре параллельно с картами, фиксируя поступающую информацию в статусбар и корректируя курс, что является плюсом. Разработчики добавили возможность топографических меток.

Также в них могут быть встроены дополнительные функции по настройке цвета, единицам измерения. Функционал настолько доступен, что с ним справится даже новичок.

Все иконки яркие, крупные. Они привлекают внимание, поэтому вероятность пропустить важную информацию практически исключена. Дизайн продумывается настолько тщательно, что на экран выводятся только интересующие пользователя данные, а сторонняя информация блокируется.

Где в айфоне/айпаде компас и как им пользоваться

Приложение «Компас» на айфоне включено в стандартный набор, а найти его можно, нажав на отдельную иконку с символичным рисунком.

Просмотр направления координат и высоты над уровнем моря

Направление пользователя, его точные координаты и высота над уровнем моря фиксируются в нижней части экрана.

Чтобы получить наиболее достоверную информацию необходимо выполнить несколько простых правил:

1. iPhone удерживайте горизонтально. Желательно создать параллель земле, чтобы перекрестие в центре нарисованного компаса было ровным.
2. для фиксации выбранного направления можно нажать диск. В случае отклонения от курса пользователь увидит красную полоску.

Также есть возможность точно увидеть место, где вы находитесь, нажав координаты внизу.

Доступ компаса к вашей геопозиции

Если при работе с компасом возникают сложности, то рекомендуется проверить функцию передачи геопозиции. Чтобы включить локатор необходимо в «Настройках» перейти в раздел «Конфиденциальность».

В выпадающем меню выберите «Службы геолокации» и зайдите. Проверьте, чтобы функция была включена. Далее, найдите «Компас» и подтвердите передачу данных при использовании приложения.

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/с². 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 приближения в смартфоне — как настроить?

В разных операционных системах и графических оболочках эти параметры располагаются чаще всего в настройках вызовов. К примеру, если открыть окно набора и нажать на значок меню, то можно сразу перейти к нужным опциям:

В случае с Xiaomi (MIUI 10) – открываем перечень системных приложений, выбираем «Телефон», далее переходим к пункту «Входящие вызовы» и активируем переключатель:

Как включить – разобрались.

Как включить, настроить датчик приближения в смартфоне?

Настроек как таковых у датчика нет, как мы разобрались выше – его основная функция – это блокировка экрана при осуществлении звонков. В разных версиях ОС Андроид и прошивок чаще всего отыскать пункт включения датчика можно в меню вызовов. Нажимаем на иконку трубки, затем на значок меню, что бы перейти к необходимым опциям.

Как найти датчик приближения

Если у вас телефон фирмы Xiaomi, модели Redmi или другой фирмы с оболочкой MIUI 10 или MIUI 9 – открываем настройки, кликаем по пункту “Телефон” (или “Настройки вызовов” для 10й версии MIUI), находим пункт “Входящие вызовы” и включаем пункт “Датчик приближения”.

Включаем датчик в оболочке MIUI

Настройка датчика

При необходимости данную функцию можно отключить, причем никаких сложных процедур вроде рутирования это не потребует. В последних версиях Android управление ею интегрировано в интерфейс системного приложения «Телефон».
На более старых ОС оно тоже имеется, но в несколько завуалированной форме – там это звучит как «отключение экрана во время звонков».
Для калибровки следует зайти в раздел «Специальные возможности», где можно будет выбрать желаемое расстояние срабатывания. Подобные возможности предоставляет и инженерное меню устройства.

Магия движения

Итак, акселерометр в телефоне — что это за устройство? На этот вопрос существует простой ответ: это датчик, определяющий пространственное положение объекта, в который он внедрен. От того, в каком положении находится устройство, зависит форма и вид отображаемой дисплеем телефона информации. Например, картинка может менять ориентацию относительно осей Х и Y. Вследствие физического воздействия — поворота, удара или встряхивания — функциональный алгоритм может активизировать тот или иной программный процесс. При использовании шагомера или игрового приложения принцип измерения гравитационного ускорения остается неизменным.

Обзор «полезностей» пространственного контроллера

Давайте рассмотрим несколько благоприятных моментов при использовании основных функциональных способностей акселерометра:

1. Во время пробежек целесообразно использовать шагомер. Осуществляя контроль посредством данного приложения, вы всегда будете владеть информацией о количестве пройденных шагов, что станет своеобразным стимулом улучшать результат тренировок и качественно влиять на общий ход занятий спортом.

2. Датчик акселерометра в телефоне упраздняет порой сложный, но вместе с тем трудоемкий процесс управления игрой, приближая пользователя к пониманию абсолютного комфорта. Естественные телодвижения позволяют геймеру получить максимум удовольствия. Эффективность воздействия заключается не в силе нажатия или правильно выбранной кнопки, а исключительно зависит от выбора оптимальной амплитуды движения и точности процесса позиционирования. Легкость и непринужденность игрового момента позволяют считать акселерометр неоспоримым преимуществом в управлении игровым сценарием.

3. Когда вам необходимо занять удобную позу, скажем, прилечь на бок, а телефон все также необходим для использования, датчик пространственного положения аппарата перевернет интерфейс девайса, облегчая комфортность восприятия визуально отображаемой информации. Игры с акселерометром, на телефон установленные, сегодня завоевали тотальную популярность не только среди тинейджеров… Замечено, что в кругах более старшего поколения также стала прослеживаться некая тенденция увлеченности приложениями, которые используют пространственную технологию позиционирования.

4. Просмотр видео станет более приемлемым, если экран электронного устройства будет развернут в положение альбомного формата, что также благоприятно отразится на просмотре фотографий, электронной почты или написании не слишком емких сообщений. Работа с графическими таблицами и редактирование статей при использовании функции акселерометра также выражаются в более эффективной отдаче.

Вопрос надежности устройства

Акселерометр в мобильном телефоне становится неотъемлемой частью аппаратных возможностей современного девайса. Относительная простота конструктивных элементов пространственного датчика позволяет отвечать высокому уровню надежности. Посудите сами, технология по определению призвана работать в экстремальных условиях эксплуатации. Авиастроение и космонавтика позволили довести устройство до технического совершенства. Ведь в этих сферах применения технология определения и измерения ускорения пространственного положения объекта является обязательным элементом, обуславливающим ювелирную точность и корректность работы бортовых систем управления. Безусловно, мобильный телефон не является сверхнадежным продуктом. Серийность производства и автоматизация конвейерного процесса изготовления нередко допускает брак.

Принцип работы

Основным принципом для оснащения современных телефонов данным прибором является компактность, так как у многих смартфонов толщина корпуса не превышает восьми миллиметров, а там должно разместиться огромное количество разной электроники. Именно поэтому разработчики создали миниатюрную конструкцию акселерометра, который поместили в специальный чип.

Принцип его работы заключается в том, что к неподвижному корпусу крепится перегородка с отведенными в сторону проводниками, которые помещаются между контактами, считывающими показания изменений ускорения.

Создавать такие миниатюрные версии прибора вручную практически невозможно, поэтому их делают на автоматизированных конвейерных линиях, а за основу берут реакции силикона и других веществ.

Включение и отключение датчика

Способ, как узнать есть ли акселерометр на телефоне, заключается в повороте экрана в другое положение. Если изображение при этом не изменилось, значит датчик отсутствует – или на смартфоне просто отключена функция «Автоповорота».

У большинства моделей поворот экрана при изменении положения автоматически включается и выключается с помощью меню настроек или верхней панели на главном экране:

В первом случае следует перейти в «Настройки», выбрать пункт «Экран» и включить поворот изображения.

Включение через настройки.

Во второй ситуации достаточно потянуть пальцем за верхнюю панель, увеличив её размер на весь экран, и включить соответствующую функцию.

Включение через верхнюю панель.

Выводы

Зная, что такое акселерометр, можно сделать определённые выводы по поводу его наличия в современных мобильных устройствах. Наличие датчиков определения положения смартфонов и планшетов позволяет упростить просмотр на телефоне видео или чтение книг, а иногда даже помогает в игровом процессе.

Однако перед использованием акселерометра его иногда приходится настраивать. На это потребуется всего несколько минут и скачивание бесплатной утилиты.