Современные аккумуляторы
Наверняка многие даже не задумываются о том, какой именно тип аккумулятора установлен в их смартфоне. Но, однако, здесь революция тоже произошла — маленькая, но серьёзная.
На заре телефоностроения использовались самые дешёвые, тяжелые и вредные для окружающей среды никель-кадмиевые аккумуляторы. Потом их сменили никель-металлогидридные — чей основной недостаток заключался в «эффекте памяти», не позволяющем использовать аккумулятор с достаточной эффективностью. Не говоря уже о других недостатках вроде высокого саморазряда.
Смартфоны изначально поставлялись с литий-ионными аккумуляторами, дорогие модели — с литий-полимерными. И те, и другие не имеют эффектов памяти, у них низкий саморазряд, они достаточно дёшевы, хотя их емкость и заставляет желать лучшего. Сегодня результат эволюции можно наблюдать в том, что литиево-полимерные аккумуляторы (которые на самом деле представляют собой лишь усовершенствованную модель литий-ионных) уже давно вышли из сегмента люкс и массово применяются в самых обычных, как дешёвых, так и дорогих смартфонах. Разумеется, у них есть и свои недостатки, но на сегодняшний день страшные батареи Ni-MH уже прочно забыты — и слава богу.
В любом случае, эволюция продолжается, и лет через пять будет любопытно посмотреть, какие же из функций станут незаменимыми тогда, и что из перечисленного выше останется «в обойме».
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.
А что, если?..
Не стоит встряхивать, бить или тереть телефон, если вдруг датчик перестал функционировать. Шаманские танцы с бубном и чтение магических мантр также не окажут желаемого результата. Проблематичную ситуацию, когда не работает акселерометр, можно решить лишь двумя способами:
- Программный ремонт (настройка, прошивка и обновление ПО телефона).
- Аппаратное восстановление работоспособности пространственного датчика (замена модуля управления, техническое обслуживание).
Причем второй вариант — прерогатива специалистов-электронщиков.
Впрочем, давайте рассмотрим еще несколько немаловажных аргументов в пользу столь важного устройства
Меряем давление и высоту
Весь код для работы с датчиком давления мы уже написали в предыдущем разделе, получив в переменной pressure вполне себе значение атмосферного давления в миллибарах.
Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте
Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку!
Подробнее
Вариант 2. Открой один материал
Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя!
Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.
Я уже участник «Xakep.ru»
Универсал востребован всегда
Используя специальное приложение “уровень”, можно с легкостью определить ровность стен и откосов или правильность установки карниза. Стоит отметить, что наличие акселерометра в мобильном устройстве позволяет значительно упростить поиск требуемого объекта в пределах населенного пункта, а также окажет неоценимую помощь в походе, когда использование компаса становится жизненно необходимым средством ориентации. Любопытные моменты использования датчика ускорения будут полностью удовлетворены, когда пользователь захочет узнать фактические параметры разгона автотранспортного средства. Опять же, захватывающие гонки, на телефон с акселерометром загруженные из сети Интернет, способны привнести разнообразие и развеять скуку в непредвиденные моменты ожидания. Многогранность использования и широта невероятных возможностей пространственного устройства не могут быть отражены в полном объеме в рамках данной статьи. Поэтому вам еще не раз предстоит почувствовать захватывающее удивление и увлекательный процесс познания масштабного предназначения электронного “вестибуляра”.
Датчик вредного излучения
Поверить довольно непросто, однако в этом мире действительно есть смартфон со встроенным датчиком вредного излучения. Прихвастнуть его наличием может японский Sharp Pantone 5. После запуска специального приложения последний демонстрирует окружающий уровень радиации. Неожиданно, не так ли?
В итоге получилось целых 12 датчиков. Какие из них чаще всего используете вы?
Современный смартфон – это сложное высокотехнологичное вычислительное устройство, которое мощнее тысяч бортовых компьютеров, полвека назад запускавших «Аполлоны» на Луну. Датчиков на борту флагманских мобильников тоже установлено едва не больше, чем на борту этого самого «Аполлона». Каждый из них незаметно, но добросовестно выполняет свою работу. Чем же занимаются все эти датчики смартфона, и как они устроены – подробнее читайте далее.
Сенсор освещения в смартфоне расположен на передней панели, обычно возле разговорного динамика (бывают исключения). Конструкционно он представляет полупроводниковый сенсор, чувствительный к потоку фотонов. В зависимости от его интенсивности, сенсор осуществляет управление подсветкой дисплея, с целью более эффективно расходовать заряд аккумулятора. Также он может выполнять вспомогательную функцию для других задач, работая с датчиком приближения.
Взаимодействие датчика и магнитного чехла
Взаимодействие реализовано простым образом: при открытии чехла, магнит расположенный в флипе, удаляется от дисплея. Происходит разрыв проводника с магнитным полем, холловское напряжение снижается и запускается цепочка включения дисплея. После этого дисплей будет разблокирован.
Как вы уже догадались, при закрытии чехла происходит обратное и экран блокируется.
В Некоторых чехлах сделаны окошка, для отображения информации при закрытой крышки чехла. Отображение информации и блокировка экрана происходит по тому же принципу. Датчик холла определяет положение смартфона и «решает», блокировать ли дисплей телефона, или оставить включенным.
Если вы переживаете, что магнит на флипе навредит смартфону, сбросте этот груз с плечь. Магнит не вредит смартфону! Чтобы в этом убедится, посмотрите видео.
Высокоскоростной мобильный интернет
Во времена 2G даже простая «модемная» скорость по протоколу GPRS была счастьем — не все операторы её поддерживали, далеко не везде, и скорость была далека даже от той, которую сегодня назовут «средней».
А в конце 2014 года даже 3G уже является вчерашним днём. 4G, LTE, десятки мегабит скорости — вот реальность сегодняшнего и пока что завтрашнего дня. LTE теоретически позволяет передавать данные со скоростью до 326,4 Мбит/с, но на практике, как известно, и 10% этой цифры являются сказкой. Зато есть куда стремиться.
Тем не менее, сегодня трудно найти смартфон без мобильного интернета для человека, который хочет быть в курсе актуальных событий. Ленты социальных сетей и новостных сайтов, своевременные обновления курсов валют и акций, обновления приложений и онлайн-игры — всё это требует постоянного подключения к интернету, и Wi-Fi тут помогает только отчасти и в определенных локациях (дома или на работе преимущественно).
Получение азимута с магнитометра
Распечатайте транспортир (шаблон в файле Transportir.pdf), приклейте его к столу с помощью клеящих подушечек, не оставляющих следов (аналог UHU patafix), приклейте магнитометр на линейку аналогичным способом.
Загрузите в БКУ следующую программу, которая произведет 60 измерений с шагом в 1 сек.
Код на Python.
- azimuth.py
-
import math time_step = 1 # Временной шаг измерений, сек mag_num = 1 # Номер магнитометра def control(): # основная функция программы print "Enable magnetometer", mag_num magnetometer_turn_on(mag_num) sleep(10) mag_state = # Инициализируем статус магнитометра alpha_goal = # Целевой угол omega_goal = # Целевая угловая скорость for i in range(12): mag_state, magx_raw, magy_raw, magz_raw = magnetometer_request_raw(mag_num) # опрос магнитометра if not mag_state: # если код ошибки 0, то ошибки нет mag_alpha = math.atan2(magy_raw, magx_raw)/math.pi*180 print "mag_alpha atan2= ", mag_alpha elif mag_state == 1: print "Fail because of access error, check the connection" elif mag_state == 2: print "Fail because of interface error, check your code" sleep(time_step) print "Disable magnetometer", mag_num magnetometer_turn_off(mag_num)
Код на С.
- azimuth.c
-
#include <stdio.h> #include <stdint.h> #include "libschsat.h" #define LSS_OK 0 #define LSS_ERROR 1 #define LSS_BREAK 2 #include <math.h> void control(void){ int time_step = 10; uint16_t mag_num = 1; printf("Enable magnetometer %d\n", mag_num); magnetometer_turn_on(mag_num); Sleep(1); int mag_state = ; int16_t p_dataX; int16_t p_dataY; int16_t p_dataZ; int16_t *pRAW_dataX = &p_dataX; int16_t *pRAW_dataY = &p_dataY; int16_t *pRAW_dataZ = &p_dataZ; int i; for (i = ; i < 12; i++){ mag_state = magnetometer_request_raw(mag_num, pRAW_dataX, pRAW_dataY, pRAW_dataZ); float mag_alpha; if (!mag_state){ mag_alpha = atan2(p_dataY, p_dataX)M_PI*180; printf("mag_alpha atan2 = %f\n", mag_alpha); } else if (mag_state == 1){ printf("Fail because of access error, check the connection\n"); } else if (mag_state == 2){ printf("Fail because of interface error, check your code\n"); } Sleep(time_step); } printf("Disable magnetometer %d\n", mag_num); magnetometer_turn_off(mag_num); }
Поворачивайте магнитометр с шагом в 30 градусов и записывайте выдаваемое значение угла в таблицу EXCEL. Должна получится примерно вот такая таблица с данными.
Для чего он нужен в телефоне?
Несколько лет назад, магнитометр с дюжиной возможностей можно было встретить только во флагманских смартфонах. Сейчас же, он установлен практически в каждый телефон. Смартфон, укомплектованный магнитометром (работающим по принципу датчика Холла) позволял измерять величину электромагнитной индукции различных приборов, управлять бесконтактно некоторыми функциями телефона (например листание фотографий с помощью жестов, без физического контакта) и т.д.
Хотя магнитометр и установлен во множество мобильных устройств, не в каждом его функции реализованы на полную.
Делается это по техническим (например, не хватает места в конструкции телефона или для уменьшения энергопотребления) и финансовым (в бюджетных моделях) причинам. Если убрать все дополнительные функции, задача упомянутого сенсора сводится к двум основным функциям:
- Цифровой компас. Используется навигационными программами для ускорения позиционирования и более точного определения направления движения. При помощи датчика, GPS поиск происходит быстрее.
- Взаимодействие с аксессуарами. Приобретя магнитный чехол для смартфона, датчик позволит смартфону включать и отключать дисплей в зависимости от удаления/приближения магнита на аксессуаре.
Эффект «выключения дисплея» можно заметить при закрытой крышке в раскладных телефонах.
Снимаем показания
Чтобы получать события, генерируемые датчиком, необходимо зарегистрировать реализацию интерфейса SensorEventListener с помощью того же SensorManager. Звучит сложновато, но на практике реализуется одной строчкой:
Здесь мы полученный ранее барометр по умолчанию регистрируем с помощью метода registerListener, передавая в качестве второго параметра сенсор, а в качестве третьего — частоту обновления данных.
В классе SensorManager определены четыре статические константы, определяющие частоту обновления:
- SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST — максимальная частота обновления данных;
- SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME — частота, обычно используемая в играх, поддерживающих гироскоп;
- SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL — частота обновления по умолчанию;
- SensorManager.SENSOR_DELAY_UI — частота, подходящая для обновления пользовательского интерфейса.
Нужно сказать, что, указывая частоту обновления, не стоит ожидать, что она будет строго соблюдаться. Как показывает практика, данные от сенсора могут приходить как быстрее, так и медленнее.
Оставшийся нерассмотренным первый параметр представляет собой реализацию интерфейса SensorEventListener, где мы наконец-то получим конкретные цифры:
В метод onSensorChanged передается объект SensorEvent, описывающий все события, связанные с датчиком: event.sensor — ссылка на датчик, event.accuracy — точность значения датчика (см. ниже), event.timestamp — время возникновения события в наносекундах и, самое главное, массив значений event.values. Для датчика давления передается только один элемент, тогда как, например, для акселерометра предусмотрено сразу три элемента для каждой из осей. В следующих разделах мы рассмотрим примеры работы с различными датчиками.
Метод onAccuracyChanged позволяет отслеживать изменение точности передаваемых значений, определяемой одной из констант: SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_LOW — низкая точность, SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_MEDIUM — средняя точность, возможна калибровка, SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH — высокая точность, SensorManager.SENSOR_STATUS_UNRELIABLE — данные недостоверны, нужна калибровка.
После того как отпадает необходимость работы с датчиком, следует отменить регистрацию:
Как проверить, работает или не работает магнитный датчик || Тест Pass & Fail в Android
Могу ли я установить магнитный датчик на Android?
В Android нет встроенного способа сделать это, но есть несколько сторонних приложений, которые можно использовать. Кроме того, вы можете использовать приложение, такое как Magnetic Sensor Pro, для создания магнитного поля и отслеживания движения.
Есть ли в моем телефоне магнитный датчик?
В телефонах нет такого понятия, как “магнитный датчик”. Все датчики телефона основаны на емкостных или оптических методах обнаружения.
Как я могу использовать компас в мобильном телефоне без магнитного датчика?
Есть несколько способов сделать это. Один из способов — использовать приложение, которое считывает магнитное поле в окружающей среде и использует эту информацию для определения направления, в котором вы находитесь. Другой способ — купить отдельный компас, который подключается к USB-порту вашего телефона.
Что такое датчик магнитного поля в Android?
Датчик магнитного поля — это компонент Android, который определяет наличие или отсутствие магнитного поля. Это можно использовать для различных целей, таких как определение ориентации устройства или обнаружение падения устройства.
Как установить на телефон магнитный датчик?
Есть несколько способов установить на телефон магнитный датчик. Один из способов — купить дополнительный магнитный датчик для вашего телефона. Другой способ — использовать стороннее приложение, которое может это сделать.
Как мне получить компас на моем телефоне Android?
Существует несколько способов получить компас на телефоне Android. Один из способов — использовать такое приложение, как Compass. Другой способ — добавить компас в настройках телефона.
Какие мобильные телефоны оснащены магнитным датчиком?
Есть несколько мобильных телефонов с магнитным датчиком. Обычно это старые модели, которые сняты с производства или заменены более новыми моделями.
Как я могу протестировать сенсор телефона Android?
Есть несколько способов проверить сенсор телефона Android. Один из способов — сфотографировать что-то и сравнить результаты с тем, что вы ожидали. Другой способ — использовать приложение, такое как Sensor Tower, которое измеряет, насколько хорошо разные датчики работают на разных телефонах..
Можно ли установить компас на свой телефон?
Официального приложения компаса для Android не существует, но есть несколько сторонних опций. Некоторые из наиболее популярных включают Compass Master и Compass 360°.
Как включить режим датчика?
Чтобы включить сенсорный режим, откройте вспомогательное приложение Moto 360 и выберите “Настройки” > “Движение и датчики”. Включите “Режим датчика” и сохраните изменения.
Как проверить магнитный датчик?
Есть несколько способов проверить магнитный датчик. Один из способов — использовать магнит и посмотреть, реагирует ли датчик. Другой способ — использовать металлический предмет и посмотреть, реагирует ли датчик.
Для чего используются магнитные датчики?
Магнитные датчики используются в различных областях, включая автомобильную, промышленную и медицинскую. Магнитные датчики можно использовать для обнаружения наличия или отсутствия магнитного поля, а также для измерения силы или направления магнитного поля.
Что такое датчик магнитометра в мобильном телефоне?
Магнитометр — это датчик, используемый в мобильных устройствах для измерения силы магнитного поля.
Есть ли у Samsung j7 магнитный датчик?
Нет, в Samsung J7 нет магнитного датчика.
Как работает датчик магнитометра?
Магнитометры измеряют силу и направление магнитного поля.
Датчики положения
Датчик положения измеряет физическое положение устройства. датчики ориентации и магнитометры являются примерами датчиков положения.
Теперь, прежде чем мы продолжим, давайте кратко рассмотрим некоторые из основных датчиков, что они делают и что делать, чтобы проверить эти датчики. Позже мы расскажем вам о приложениях, которые могут автоматически запускать тесты датчиков.
гироскоп Датчик
Гироскоп используется для измерения 6 направлений одновременно. Это позволяет экран устройства вращаться с книжной на альбомную. Вы можете наклонить телефон медленно, чтобы проверить, если датчик гироскоп работает.
Акселерометр Датчик
Акселерометр определяет ориентацию телефона и измеряет ускорение силы тяжести в том числе по трем осям. Вы можете повернуть телефон медленно, чтобы проверить, если датчик акселерометр работает.
Световой датчик
Датчик освещенности автоматически регулирует яркость экрана в соответствии с интенсивностью освещения вашего окружения. Вы можете проверить датчик в темном месте, а затем, перемещая телефон к зоне с ярким светом. Если изменения освещенности экрана, это означает, что датчик работает.
датчик ориентации
Датчик ориентации определяет состояние направления вашего Android устройства. Он проверяет автоматический поворот экрана. Поверните ваш телефон, чтобы проверить, если датчик работает нормально.
Датчик приближения
Бесконтактный датчик измеряет расстояние объекта от передней панели телефона. Например, ваш телефон экран выключается, когда вы берете его ближе к вашим ушам во время активного вызова.
Датчик температуры
Датчик температуры проверяет температуру батареи вашего Android устройства. Если вы путешествуете в Интернете с помощью 3G или играть в HD игры вы будете испытывать повышение температуры батареи, в которой он становится достаточно горячим на ощупь.
датчик звука
Датчик звука определяет интенсивность звука вокруг вас и дает вам подробную информацию об изменениях интенсивности.
Магнитный датчик поля
Магнитный датчик измеряет поле магнитных полей вдоль трех осей телефона. Он в основном используется для определения направления. Примерами могут служить приложение Google и приложение Compass. Просто двигаться с телефоном, чтобы проверить магнитный датчик.
Датчик давления
Датчик давления измеряет атмосферное давление. Он используется для прогноза погоды и для измерения температуры окружающей среды.
Получение сырых данных для калибровки магнитометра
По умолчанию магнитометр не откалиброван, т.е. выдает неточные значения. Уточненные значения можно получить из сырых данных путем калибровки, которая заключается в нахождении матрицы преобразования и вектора смещения. Сырые данные с магнитометра можно получить, выполнив код на языке Python, представленный ниже. Во время сбора данных магнитометр необходимо хаотично вращать, стараясь повернуть его во все возможные стороны.
Код на Python.
- raw_data.py
-
def control(): #Основная программы, в которой вызываем остальные функции mgn_result = ,,, #Инициализируем mgn_result num = 1 magnetometer_turn_on(num) #Включаем магнитометр sleep(1) for i in range(500): #Выполним 500 измерений mgn_result = magnetometer_request_raw(num) if not mgn_result: #Если датчик не вернул сообщение об ошибке print mgn_result1, mgn_result2, mgn_result3 sleep(0.05) #Задержка пять сотых секунды magnetometer_turn_off(num) #Выключение магнитометра
Код на С.
- raw_data.c
-
#include <stdio.h> #include <stdint.h> #include "libschsat.h" #define LSS_OK 0 #define LSS_ERROR 1 #define LSS_BREAK 2 void control(void){ //Основная программа, в которой вызываем остальные функции /*Для вывода данных необходимость в объявлении массива отпадает*/ int16_t mgn_result = {, , , }; //Инициализируем mgn_result uint16_t num = 1; magnetometer_turn_on(num); //Включаем магнитометр Sleep(1); int i; for (i = ; i < 500; i++) //Выполним 500 измерений { mgn_result = magnetometer_request_raw(num, &mgn_result1,&mgn_result2,&mgn_result3); if(!mgn_result){ //Если датчик не вернул сообщение об ошибке printf("%d, %d, %d\n", mgn_result1, mgn_result2, mgn_result3); } Sleep(0.5); //Задержка пять сотых секунды } magnetometer_turn_off(num); }
Соедините БКУ с СЭП и магнитометром. Не прикрепляйте магнитометр к пластине, чтобы его было удобно вращать. Загрузите программу в Орбикрафт и запустите ее. Хаотично вращайте магнитометр, чтобы собрать сырые данные со всех возможных вариантов его ориентации.
Сохраните полученные данный в файл с расширением txt. Для этого выделите все результаты с помощью Ctrl+A и скопируйте с помощью Ctrl+C и сохраните.
Анализ работы программы
В программе используются следующие функции работы с магнитометром.
magnetometer_turn_on(num)
– функция включения магнитометра, где num – это номер магнитометра.
magnetometer_request_raw(num)
– функция возвращающая сырые данные измеренные магнитометром с номером num, представляющие собой список из 4 числовых значений.
Поэтому считанные данные мы помещаем в список mgn_result, состоящий из 4 значений.
mgn_result =
mgn_result = magnetometer_request_raw(num)
Первое значение списка возвращает информацию об ошибке. Если возвращено значение 0,то ошибки нет, если 1, то датчик не соединен, если 2, то ошибка в программе.
В программе использован оператор цикла
for (i = ; i < 500; i++)
который будет выполнен 500 раз, соответственно будет выведено 500 значений.
Эти значения понадобятся на следующем уроке при калибровке магнитометра.
Акселерометр
Этот сенсор смартфона расположен на плате и представляет собой миниатюрный электромеханический прибор, регистрирующий малейшие движения. В обязанности этого датчика входит переключение ориентации экрана смартфона при наклоне, управление в играх, регистрация особых жестов управления (вроде потряхивания или постукивания по корпусу), а также замер шагов (путем подсчета ритмических колебаний в процессе ходьбы).
Обычный двухосевой акселерометр в смартфоне
Бывают двухосевые и трехосевые акселерометры. Особенностью акселерометра является то, что в состоянии покоя — одна из осей всегда будет показывать значение в районе 9-10 м/с 2 (в трехосевом трехмерном акселерометре). Это связанно с тем, что сила тяжести Земли составляет в среднем 9,8 м/с 2 .
Гироскоп
Гироскоп отвечает за определение движения и ориентации смартфона в пространстве. Он тоже конструкционно представляет MEMS (микроэлектромеханическую схему), расположенную на системной плате. Сферы его применени пересекаются с таковыми у акселерометра. Основные отличия состоят в том, что гироскоп имеет заметно большую точность и измеряет движение не в м/с 2 , а радианах или градусах на секунду. За счет этого его можно использовать для отслеживания поворотов головы в VR-гарнитуре, а также более точно реализовать жестовое управление.
Гироскоп MEMS под микроскопом
