手機中感測器的作用
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手機中感測器的作用,很多的電子裝置都是需要用到感測器,很多人不太瞭解感測器,感測器是一種檢測裝置,能感受到被測量的資訊,並能將感受到的資訊,以下分享手機中感測器的作用。
1、光線感測器(Ambient Light Sensor)
光線感測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。而光線感測器則可以讓手機感測環境光線的強度,用來調節手機螢幕的亮度。
而因為螢幕通常是手機最耗電的部分,因此運用光線感測器來協助調整螢幕亮度,能進一步達到延長電池壽命的作用。光線感測器也可搭配其他感測器一同來偵測手機是否被放置在口袋中,以防止誤觸。
2、距離感測器(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,若是則會關閉螢幕來省電;距離感測器也可以運用在部分手機支援的手套模式中,用來解鎖或鎖定手機。
iPhone 4/4s 與 iPhone 5/5s 的距離感測器與光感測器位置
3、重力感測器(G-Sensor)
透過壓電效應來實現。重力感測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,將資料運用在遊戲裡,來轉動行車方向。
4、加速度感測器(Accelerometer Sensor)
作用原理與重力感測器相同,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)感測器(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(加速度感測器)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感測器
系統設計人員可以跟蹤並捕捉 3D 空間的完整動作,為終端使用者提供更真實的使用者體驗、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執行著 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 秒到現在為止的總秒數)
手機中的 GPS 模組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、指紋感測器
目前主流的技術是電容式指紋感測器,然而超音波指紋感測器也有逐漸流行起來趨勢。電容式指紋感測器作用時,手指是電容的一極、另一極則是矽晶片陣列
透過人體帶有的微電場與電容感測器之間產生的微電流,指紋的波峰波谷與感測器之間的距離形成電容高低差,來描繪出指紋的圖形。而超音波指紋感測器原理也類似,但不會受到汗水、油汙的干擾,辨識速度也更為快速。運用在手機中可用來解鎖、加密、支付等等。
9、霍爾感測器(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、合蓋鎖定螢幕等功能當中,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、氣壓感測器(氣壓計,barometer)
將薄膜與變組器或電容連線在一起,當氣壓產生變化時,會導致電阻或電容數值發生變化,藉此量測氣壓的資料。
GPS 也可用來量測海拔高度但會有 10 米左右的誤差,若是搭載氣壓感測器,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資訊。蘋果的 iPhone 6/6s 系列都搭載了氣壓感測器。
11、心率感測器
透過高亮度的 LED 燈照射手指,因心臟將血液壓送到毛細血管時,亮度(紅光的深度)會呈現週期性的變化。再透過攝影機捕捉這一些規律性的變化,並將資料傳送到手機中進行運算,進而判斷心臟的收縮頻率,得出每分鐘的心跳數。
三星 Galaxy S7 edge 相機旁邊有心率感測器。
12、血氧感測器
血液當中血紅蛋白與氧合血紅蛋白對於紅光的吸收比率不同,用紅外光與紅光 LED 同時照射手指,並測量反射光的吸收光譜,藉此量測血含氧量。可用於運動或健康領域的應用。
13、紫外線感測器
某些半導體、金屬或金屬化合物的光電發射效應,在紫外線照射下會釋放出大量電子,透過檢測這種放電效應可計算出紫外線強度。主要用途也在運動與健康領域。
整體而言,前 7 種感測器大多是目前智慧手機的標準配備,指紋感測器也有越來越普及的趨勢。較後方的感測器,則多常見在智慧手環以及較頂級、高階的手機中。透過這些感測器的作用,能讓手機擁有高過你我想象的功能,就彷佛讓手機越來越智慧了,你說是嗎?
1、GPS位置感測器
GPS模組主要作用是通過天線來接收到衛星的座標資訊幫使用者定位。隨著4G網路普及,GPS被應用在更多場景,比如與智慧硬體配合實現遠端定位監控,或是裝置丟失後定位查詢。
這裡需要分清一個概念,手機一般標配的是A-GPS,所謂A-GPS是在接收導航衛星訊號的基礎上通過行動網路更快速的'定位,比普通的GPS更先進一些。
2、距離感測器
距離感測器通常安放在手機聽筒旁邊,用來檢測手機正面與其他物體的距離。如果距離達到一個閾值,就會自動關閉螢幕,一則省電,二則防止手機觸控式螢幕被誤操作。
通常距離感測器在手機上會應用於兩個方面,一是打電話時,手機接近頭部就會自動滅屏,以防止耳朵或臉對觸控式螢幕進行了誤操作
而且通話中關閉螢幕也可以省電,手機從耳邊拿開又會自動亮屏;二是防止手機在口袋或包包裡螢幕亮起出現誤操作現象,距離感測器感應到近距離有物體,就會通知手機自動關閉螢幕。
3、氣壓感測器
氣壓感測器之前一直被用在軍工手機當中,分為變容式氣壓感測器以及變阻式氣壓感測器。氣壓變化會導致電阻或電容測算數值發生改變。
一般GPS能計算出你的位置,但對於一些高度上的變化是需要氣壓感測器來測算。安裝了這種感測器的手機能測算你一天上了多少個樓層,或是用於室內定位等,而內部的氣壓感測器主要是測試裝置封閉程度。
4、光線感測器
智慧手機通常都有這樣一項設定--自動亮度調節,開啟後手機會根據周圍光線的強弱自動調節手機螢幕亮度。在陽光明媚的室外,螢幕亮度會自動變大幫人在強光下看清螢幕;
在昏暗的晚上,螢幕亮度就會自動變小,減少光線對眼睛的刺激,也可以順便省個電。光線感測器就是用來感受周圍光線強弱以實現手機螢幕亮度的自動調節的。
光線感測器和距離感測器很多時候會整合在一個位置,可以減少前面板的開洞,設計上更好看。眾所周知的錘子手機,從T1開始就將光線感測器、距離感測器和手機聽筒整合在了一個長條形的開孔裡,前面板更加整齊劃一。
1、什麼是感測器?
感測器(Sensor)是指將收集到的資訊轉換成裝置能處理的訊號的元件或裝置。人類會基於視覺、聽覺、嗅覺、觸覺獲得的資訊進行行動,裝置也一樣,會根據感測器獲得的資訊進行控制或處理。
感測器收集轉換的訊號(物理量)有溫度、光、顏色、氣壓、磁力、速度、加速度等,這些利用了半導體的物質變化。除此之外,還有利用酶和微生物等生物物質的生物感測器。感測器的種類繁多,大約有3萬種以上。
要想徹底搞清楚感測器,幾乎要跨越所有的製造業門類,難度有如識別滿天繁星。常見的感測器種類有:溫度感測器、溼度感測器、壓力感測器、位移感測器、流量感測器、液位感測器、力感測器、加速度感測器、轉矩感測器等。
2、感測器有多重要?
感測器處於一切工業產品的最前沿陣地,它提供了感知物理世界的第一道哨卡。這些感測器提供實時監控,包括過程所需的檢測和報告。
傳送由感測器監視和收集的資料以進行控制和分析,並且通過感測器發出電訊號來報告特定屬性中的任何異常。這樣,感測器可以提高流程效率和產品質量,同時確保流程符合最佳實踐。因此,沒有眾多優良的感測器,現代化生產也就失去了基礎。
感測器的主要特點包括:提高了資料捕獲的靈敏度,幾乎無損的傳輸以及連續,實時的分析。實時反饋和資料分析服務可確保流程處於活動狀態並以最佳方式執行。
感測技術的不斷髮展催生了當今的智慧感測器。與傳統的沒有有源元件的模擬感測器不同,智慧感測器包含電路,允許它們進行測量並將值輸出為數字資料。這些感測器具有嵌入式微處理器單元,並在訊號轉換器上安裝了許多感測裝置。
智慧感測器能夠執行許多內在的智慧功能,例如自我測試,自我驗證,自我適應和自我識別的能力。他們瞭解流程要求,管理各種條件,並可以檢測條件以支援實時決策。這些智慧感測器針對多種過程條件進行了程式設計,使執行人員可以獲得最大收益。
中國、美國、德國等世界將感測器列為未來重大科技專案,想要在感測器上實現技術突破,足以說明它的重要性。世界聯合商會更是曾做出評價:誰支配了感測器,誰就能支配了新時代。
3、感測器市場保持較快增長
2012年至2021年,我國工業增加值從20.9萬億元增長到37.3萬億元;以不變價計算,工業增加值年均增長6.3%,遠高於同期全球工業增加值2%左右的年均增速;製造業增加值從16.98萬億元增加到31.4萬億元,佔全球比重從22.5%提高到近30%。
萬物互聯,工業增加值的快速提升,背後離不開強大感測器的支撐。資訊時代,感測器在工業生產、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷等領域得到廣泛應用。
到2025年,物聯網帶來的經濟效益將在2.7萬億到6.2萬億美元之間,其中感測器作為物聯網技術最重要的資料採集入口,將迎來廣闊的發展空間。
我國的製造強國戰略,同樣離不開強大感測器的支撐!據中國信通院資料顯示,近年來中國感測器市場規模保持較快增長,2019年中國感測器市場依然保持增長,整體市場規模達到2188.8億元,同比增長12.7%。2021年市場規模達到2951.8億元,增速達17.6%。
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