隨著技術(shù)的進(jìn)步,手機(jī)已經(jīng)不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的通信工具,而是具有綜合功能的便攜式電子設(shè)備。手機(jī)的虛擬功能,比如交互、游戲、都是通過處理器強(qiáng)大的計(jì)算能力來實(shí)現(xiàn)的,但與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的功能,則是通過傳感器來實(shí)現(xiàn)。
一、光線傳感器
原理:光敏三極管,接受外界光線時(shí),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)弱不等的電流,從而感知環(huán)境光亮度。
用途:通常用于調(diào)節(jié)屏幕自動(dòng)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,并且不刺眼。也可用于拍照時(shí)自動(dòng)白平衡。還可以配合下面的距離傳感器檢測(cè)手機(jī)是否在口袋里防止誤觸。
二、距離傳感器
原理:紅外LED燈發(fā)射紅外線,被近距離物體反射后,紅外探測(cè)器通過接收到紅外線的強(qiáng)度,測(cè)定距離,一般有效距離在10cm內(nèi)。距離傳感器同時(shí)擁有發(fā)射和接受裝置,一般體積較大。
用途:檢測(cè)手機(jī)是否貼在耳朵上正在打電話,以便自動(dòng)熄滅屏幕達(dá)到省電的目的。也可用于皮套、口袋模式下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)解鎖與鎖屏動(dòng)作。
三、重力傳感器
原理:利用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn),傳感器內(nèi)部一塊重物和壓電片整合在一起,通過正交兩個(gè)方向產(chǎn)生的電壓大小,來計(jì)算出水平方向。
用途:手機(jī)橫豎屏智能切換、拍照照片朝向、重力感應(yīng)類游戲(如滾鋼珠)。
四、加速度傳感器
原理:與重力傳感器相同,也是壓電效應(yīng),通過三個(gè)維度確定加速度方向,但功耗更小,但精度低。
用途:計(jì)步、手機(jī)擺放位置朝向角度。
五、磁場(chǎng)傳感器
原理:各向異性磁致電阻材料,感受到微弱的磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致自身電阻產(chǎn)生變化,所以手機(jī)要旋轉(zhuǎn)或晃動(dòng)幾下才能準(zhǔn)確指示方向。
用途:指南針、地圖導(dǎo)航方向、金屬探測(cè)器APP。
六、陀螺儀
原理:角動(dòng)量守恒,一個(gè)正在高速旋轉(zhuǎn)的物體(陀螺),它的旋轉(zhuǎn)軸沒有受到外力影響時(shí),旋轉(zhuǎn)軸的指向是不會(huì)有任何改變的。陀螺儀就是以這個(gè)原理作為依據(jù),用它來保持一定的方向。三軸陀螺儀可以替代三個(gè)單軸陀螺儀,可同時(shí)測(cè)定6個(gè)方向的位置、移動(dòng)軌跡及加速度。
用途:體感、搖一搖(晃動(dòng)手機(jī)實(shí)現(xiàn)一些功能)、平移/轉(zhuǎn)動(dòng)/移動(dòng)手機(jī)可在游戲中控制視角、VR虛擬現(xiàn)實(shí)、在GPS沒有信號(hào)時(shí)(如隧道中)根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)慣性導(dǎo)航。
七、GPS
原理:地球特定軌道上運(yùn)行著24顆GPS衛(wèi)星,每一顆衛(wèi)星都在時(shí)刻不停地向全世界廣播自己的當(dāng)前的位置坐標(biāo)及時(shí)間戳信息。手機(jī)GPS模塊通過天線接收到這些信息。GPS模塊中的芯片根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù),根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射坐標(biāo)的時(shí)間戳與接收時(shí)的時(shí)間差計(jì)算出衛(wèi)星與手機(jī)的距離,采用空間距離后方交會(huì)的方法,確定待測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
用途:地圖、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)距。
指紋傳感器
目前的主流是電容式指紋識(shí)別,但從今年開始識(shí)別速度更快識(shí)別率更高的超聲波指紋識(shí)別會(huì)逐漸普及。
電容指紋傳感器原理:手指構(gòu)成電容的一極,另一極是硅晶片陣列,通過人體帶有的微電場(chǎng)與電容傳感器間形成微電流,指紋的波峰波谷與感應(yīng)器之間的距離形成電容高低差,從而描繪出指紋圖像。
超聲波指紋傳感器原理:超聲波多用于測(cè)量距離,比如海底地形測(cè)繪用的聲納系統(tǒng)。超聲波指紋識(shí)別的原理也相同,就是直接掃描并測(cè)繪指紋紋理,甚至連毛孔都能測(cè)繪出來。因此超聲波獲得的指紋是3D立體的,而電容指紋是2D平面的。超聲波不僅識(shí)別速度更快、而且不受汗水油污的干擾、指紋細(xì)節(jié)更豐富難以破解。
用途:加密、解鎖、支付
手機(jī)早已不是通信工具,簡(jiǎn)直是一個(gè)全能的個(gè)人助理工具,人們巴不得手機(jī)可以集成任何功能,常用的實(shí)用的要集成,不常用的偶爾有用的也要集成,可以想象未來的手機(jī)會(huì)集成越來越多的傳感器。