مروری بر سنسورهای گوشی‌ هوشمند و نحوه‌ عملکرد آن‌ها

گوشی‌های هوشمند شامل چندین سنسور مختلف هستند که همگی در این گجت جای گرفته‌اند. با استفاده از این سنسورها به بسیاری از قابلیت‌های گوشی دسترسی خواهید داشت. در این مقاله به سنسورهای مختلف تعبیه‌شده در گوشی‌ هوشمند و عملکرد آن‌ها می‌پردازیم.

سنسور شتاب‌سنج‌، حرکت دستگاه بر اساس محورهای افق را می‌سنجد و می‌تواند حرکات تناسب اندام شما را ردیابی کنند. به همین دلیل حتی بدون آنکه یک ابزار پوشیدنی جداگانه خریداری کنید، گوشی شما می‌تواند گام‌های شما را بشمارد.

همچنین این سنسور به نرم‌افزار موبایل اطلاع می‌دهد که گوشی در کدام جهت قرار گرفته است که در آینده‌ای نه‌چندان دور و با ورود برنامه‌های واقعیت افزوده، به‌طور چشمگیری بااهمیت می‌شود.

اما شتاب‌سنج‌ همان‌طور که از اسمش مشخص است، می‌تواند شتاب را اندازه‌گیری کند، به‌طوری‌که در بسیاری از اپلیکیشن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته خود سنسور شتاب‌سنج از سنسورهای دیگری تشکیل می‌شود، از جمله ساختارهای میکروسکوپی کریستال که به علت برخورد نیروهای شتاب‌دهنده، تحت فشار قرار می‌گیرند و شتاب‌سنج، ولتاژ ناشی از کریستال‌ها را تفسیر می‌کند تا بفهمد که گوشی شما در حال حرکت است و چه مسیری را دنبال می‌کند.

از مهم‌ترین قابلیت‌های سنسور شتاب‌سنج تغییر حالت نمایش اپلیکیشن‌ها از عمودی به افقی‌، نشان دادن سرعت فعلی در اپلیکیشن‌های رانندگی و بسیاری موارد دیگر را می‌توان نام برد.

ژیروسکوپ سنسوری است که به شتاب‌سنج کمک می‌کند تا تشخیص دهد گوشی شما در چه جهتی قرار داردو همین سنسور باعث می‌شود سطح دقت تشخیص حرکت، به میزان قابل توجهی اضافه شود.

هر زمان که یک بازی رانندگی را روی موبایل خود اجرا می‌کنید و صفحه نمایش را تکان می‌دهید، ژیروسکوپ (و نه شتاب سنج) حس می‌کند که شما به چه اندازه و در کدام جهت تغییر وضعیت می‌دهید‌؛ چرا که شما فقط مقدار بسیار کمی گوشی را تکان می‌دهید و زیاد آن را جابجا نمی‌کنید.

ژیروسکوپ‌ منحصرا برای گوشی‌های هوشمند ساخته نشده‌ است، بلکه این سنسور در ارتفاع‌سنج هواپیما برای تعیین ارتفاع و همچنین شناسایی موقعیت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اولین بار که از این سنسور در گوشی‌های هوشمند استفاده شد، در آیفون ۴ سال ۲۰۱۰ بود که سر و صدای زیادی به همراه داشت. آن زمان باورکردنی نبود که یک تلفن می‌تواند جهت‌گیری با چنین دقت بالایی داشته باشد؛ اما در حال حاضر، این سنسور یکی از اصلی‌ترین ویژگی‌هایی است که در هر گوشی هوشمندی یافت می‌شود.

یکی دیگر از این سنسور‌ها مغناطیس‌سنج است که مسئولیت پیدا کردن موقعیت گوشی را در فضای فیزیکی دارد و همان‌طور که از نامش پیدا است، می‌تواند میدان مغناطیسی را  اندازه‌گیری کند و با تغییر ولتاژ خروجی گوشی، به شما نشان می‌دهد که شمال کدام سمت است.

به‌عنوان مثال هنگامی که به حالت قطب‌نما در نقشه‌ی گوگل وارد می‌شوید، از سنسور مغناطیس‌سنج کمک گرفته می‌شود. همچنین اپلیکیشین قطب‌نمای موبایل از این سنسور برای جهت‌یابی در نقشه‌ها استفاده می‌کند.

مغناطیس‌سنج‌ در دستگاه‌های فلزیاب وجود دارد، زیرا می‌تواند فلزات مغناطیسی را تشخیص دهد؛ به همین دلیل به‌تازگی تعداد اپلیکیشن‌های فلزیاب برای گوشی‌های هوشمند، بسیار زیاد شده است.

با این حال، این سنسور به‌تنهایی نمی‌تواند برای هدف اصلی (اپلیکیشن‌های نقشه) به وجود آمدنش کار کند و در این راستا از اطلاعات به‌دست‌آمده از شتاب‌سنج و GPS تلفن، برای پیدا کردن مکانی که شما هستید و در کدام جهت قرار دارید، کمک می‌گیرد.

فناوری GPS (مخفف Global Positioning System‌) به معنی تکنولوژی موقعیت‌سنج جهانی است و با استفاده از ماهواره‌هایی که در مدار زمین قرار دارند کار می‌کند و از طریق‌ آن‌ها تشخیص می‌دهد جایی که ما ایستاده‌ایم دقیقا کجا است. 

دستگاه‌های GPS در داخل تلفن‌ها، یک اتصال از یک ماهواره در فضا می‌گیرند تا دریابند که شما در کدام قسمت زمین ایستاده‌اید (یا رانندگی می‌کنید). در واقع این سنسور از هیچ کدام از اطلاعات گوشی شما استفاده نمی‌کند، به همین دلیل است که حتی زمانی که تلفن شما آنتن نداشته باشد، هنوز هم می‌توانید موقعیت مکانی خود را پیدا کنید.

در عمل، GPS با چندین ماهواره اتصال برقرار می‌کند وسپس با محاسبه‌ی زاویه‌ی تقاطع امواج ماهواره‌ها، تشخیص می‌دهد که دقیقا کجا هستید. این نکته هم باید در نظر گرفت که اگر هیچ ماهواره‌ای پیدا نشد، به این معنی است که شما در داخل محیطی بسته هستید یا پوشش ابر زیاد باعث شده است نتوانید موقعیت خود را پیدا کنید.

البته GPS تنها از این راه برای پیدا کردن موقعیت گوشی شما استفاده نمی‌کند؛ بلکه فاصله‌ای که تا برج‌های مخابراتی دارید نیز می‌تواند تا حدودی موقعیت تقریبی شما را به دست آورد. در واقع GPS-های امروزی موجود در گوشی‌های هوشمند، سیگنال‌های GPS را با داده‌هایی دیگر مانند سیگنال مخابراتی ترکیب می‌کند تا برآورد دقیق‌تری از موقعیت شما به دست آورند.

این ویژگی خیلی مفید است که GPS از اطلاعات دیگری استفاده نمی‌کند، ولی تمام این ارتباطات و محاسبات می‌تواند به تخلیه‌ی سریع‌تر باتری شما منجر شود؛ به همین دلیل اکثر اپلیکیشن‌های نظارت مصرف باتری، GPS را غیر فعال می‌کنند تا باتری بیشتری نگه دارند. به همین خاطر ساعت‌های هوشمند کوچک دارای این سنسور نیستند.

حسگرهای زیادی در گوشی خود دارید؛ هرچند شاید همه‌ی آن‌ها، به‌اندازه‌ی چهار مورد ذکرشده در بالا مهم نباشند. بسیاری از گوشی‌ها از جمله آیفون، دارای فشار‌سنجی هستند که فشار هوا را اندازه‌گیری می‌کند و کارهای زیادی می‌توان با آن انجام داد، از تشخیص تغییرات آب و هوایی گرفته تا محاسبه ارتفاع شما از سطح زمین.

سنسور مجاورت، قطعه‌ای است که معمولا در نزدیکی بلندگو قرار می‌گیرد و به کمک یک چراغ مادون قرمز، در زمانی که موبایل شما به گوش نزدیک می‌شود، نوری نامرئی می‌تاباند تا هنگام ارتباط تلفنی، صفحه‌ی نمایش را خاموش کند.

حسگر نور محیط دقیقا همان چیزی است که انتظار دارید؛ اندازه‌گیری نور در اتاق و تنظیم روشنایی صفحه‌ی نمایش مطابق با آن نور (در صورتی که روی حالت خودکار تنظیم شده باشد).

در نهایت باید گفت مانند هر تکنولوژی جایگذاری شده درون گوشی، این سنسور‌ها نیز رفته‌رفته کوچک‌تر، هوشمندتر و قدرتمند‌تر می‌شوند، به همین دلیل اگر شما گوشی‌ هوشمندی دارید که بیشتر از پنج سال عمر دارد، دیگر آن سنسورها نمی‌توانند کافی و دقیق باشند؛ بلکه تنظیمات نرم‌افزاری و بهینه‌سازی زیادی به موبایل‌های جدید اضافه شده است که باعث می‌شود موبایل خود را ارتقاء دهید. همچنین دلایل بسیار دیگری برای خرید گوشی جدید وجود دارند که استفاده از آن‌ها، ارزش هزینه کردن خواهد داشت.