معرفی و بررسی جامع سنسور‌های گوشی‌های هوشمند

ما کاربران به قدری محو استفاده از گجت‌‌های خود شده‌ایم که گاهی اوقات فراموش می‌کنیم با سیستمی فوق‌العاده پیشرفته طرفیم. به عنوان مثال، همین اسمارت‌فون‌هایی که روزانه با آنها سر و کار داریم؛ پیام می‌فرستیم، تماس می‌گیریم، بازی می‌کنیم یا برای ساعت‌های طولانی صفحات وب را مرور می‌کنیم: آیا تاکنون به اجزای تشکیل‌دهنده آنها فکر کرده‌اید؟

امروز در جی‌اس‌ام قصد داریم سنسور‌های به‌کاررفته در گوشی‌ها را معرفی و بررسی کنیم: نام هرکدام چیست؟ چه وظیفه‌ای بر عهده گرفته‌اند و چه جاهایی کاربرد دارند؟ اگر شما هم به یافتن پاسخ این سوالات علاقه‌مندید، تا پایان با ما همراه باشید.

۱- Accelerometer

این سنسور، که در میان کاربران فارسی‌زبان با نام شتاب‌سنج شناخته می‌شود، یکی از معروف‌ترین و پرکاربردترین سنسورها در گوشی‌های هوشمند است که تقریبا در هر مدلی از آنها دیده می‌شود. همان طور که از نامش پیداست، حاصل ترکیب دو عبارت Acceleration (شتاب) و Meter (سنج) است که وظیفه اندازه‌گیری شتاب دستگاه نسبت به سقوط آزاد را بر عهده دارد. این سنسور تنها در حالت حرکت می‌تواند محاسبات لازم را انجام دهد، چون در حالت سکون شتابی هم وجود ندارد و طبعا فقط عدد صفر را برمی‌گرداند. اما کجاها کاربرد دارد؟

شتاب‌سنج می‌تواند جهت چرخش دستگاه را در سه محور مختصات اندازه‌گیری کند. برخی اپلیکیشن‌ها از این موضوع استفاده می‌کنند و کاربردهای فراوانی برای قرار دادن گوشی در حالت افقی و عمودی دارد. به عنوان مثال، بعضی گوشی‌ها را هنگام زنگ خوردن می‌توان چرخاند و از سمت صفحه نمایش روی سطح قرار داد تا صدای زنگ قطع شود و در حالت بی‌صدا قرار بگیرند. این قابلیت به شتاب‌سنج مرتبط است. درمجموع تمام حرکات گوشی در هر جهت از جمله افقی یا عمودی یا قرار دادن گوشی به پشت یا به صفحه به وسیله Accelerometer اندازه‌گیری می‌شود.

۲- Gyroscope

عملکرد سنسور ژیروسکوپ را می‌توان با شتاب‌سنج تقریبا یکسان دانست، زیرا هردو آنها چرخش و حرکت گوشی را تشخیص می‌دهند، با این تفاوت که ژیروسکوپ دقت بسیار بالاتری دارد، طوری که در جهت‌های بیشتری حرکت دستگاه را تشخیص می‌دهد و جزئیات بیشتری در اختیار پردازنده قرار می‌دهد. به عنوان مثال، در اپلیکیشن Android Photo Sphere ژیروسکوپ بیشترین نقش را ایفا می‌کند و به اپلیکیشن می‌فهماند که گوشی چند درجه و در چه جهتی چرخیده است. اپلیکیشن Google Sky Map هم یکی دیگر از برنامه‌هایی است که وابستگی شدیدی به عملکرد ژیروسکوپ دارند. این سنسور میزان چرخش گوشی را اندازه‌گیری می‌کند و  بدین ترتیب اپلیکیشن می‌تواند محل دقیق صور فلکی را در نمایشگر گوشی نشان دهد.

از جمله دیگر کاربرد‌های این سنسور می‌توان به Google Cardboard یا هر دستگاه واقعیت مجازی دیگری اشاره کرد که به قرار دادن گوشی در دستگاه نیاز دارد. با جایگیری گوشی در دستگاه VR، سنسور ژیروسکوپ چرخش و حرکت سر شما را تشخیص می‌دهد و به کمک تکنولوژی VR تجربه واقعیت مجازی را برایتان خلق می‌کند.

۳- Magnetometer

این سنسور، همان طور که احتمالا از نامش حدس زده‌اید، وظیفه سنجش میدان مغناطیسی را در اطراف گوشی بر عهده دارد. Magnetometer تقریبا در تمام گوشی‌های هوشمند امروزی به کار رفته است که وجود قطب‌نما در گوشی‌ها شاهدی بر این مدعاست.

قطب‌نمای گوشی به وسیله همین سنسور می‌تواند جهت قطب شمال را به کاربر نشان دهد و بدین ترتیب بقیه جهت‌های جغرافیایی هم نمایان می‌شوند. نمونه‌ دیگری از کاربرد Magnetometer در اپلیکیشن‌های فلزیاب است که احتمالا در مارکت‌های مختلف با آنها برخورد کرده‌اید. آنها نیز از همین سنسور برای اندازه‌گیری میدان مغناطیسی اطراف گوشی استفاده می‌کنند.

۴- Proximity

اکثر سنسورها شاید اندکی از چشم کاربران آماتور دور باشند، اما Proximity یکی از آنهایی است که هر کاربری روزانه حداقل چندین بار از آن استفاده می‌کند. این سنسور از یک تولید‌کننده و یک دریافت‌کننده نور مادون قرمز تشکیل شده و عملکردش بدین گونه است که نور در حالت عادی تابیده می‌شود و پس از بازگشت به گوشی می‌فهماند که چقدر با اجسام فاصله دارد. اما این روند چه سودی به حال ما دارد؟

هنگامی که تماس تلفنی برقرار می‌کنید، با نزدیک کردن دستگاه به گوش، نمایشگر به صورت خودکار خاموش می‌شود و با فاصله گرفتن از آن دوباره روشن می‌گردد که این عملیات به وسیله Proximity ممکن می‌شود. نور مادون قرمز فاصله صورت با گوشی را هنگام تماس اندازه‌گیری می‌کند و با نزدیک شدن گوشی به صورت دستور قطع موقت برق نمایشگر صادر می‌شود.

۵- Light Sensor

سنسور نور یا Light Sensor هم جزو پرکاربردترین گزینه‌ها در این لیست است، چراکه احتمالا همه کاربران تاکنون از قابلیت تنظیم روشنایی خودکار تصویر استفاده کرده‌اند. این سنسور عموما در کنار دوربین جلویی دستگاه قرار می‌گیرد و وظیفه تشخیص اندازه نور محیط را بر دوش دارد. اگر تنظیم روشنایی نمایشگر را روی حالت خودکار قرار دهید، سنسور نور در معرض خورشید یا هر منبع پرنور دیگری می‌تواند روشنایی نمایشگر را افزایش دهد تا محتوای آن به راحتی قابل دیدن باشد و همچنین در فضاهای تاریک‌تر، روشنایی نمایشگر کاهش پیدا می‌کند تا چشم‌ها را آزار ندهد.

همان طور که می‌دانید، نمایشگرهای AMOLED قادرند پیکسل‌های دلخواه را خاموش کنند و هر پیکسلی جداگانه به منبع انرژی وصل شده است. سنسور نور در محصولات جدید سامسونگ این قابلیت را دارد که میزان نور سبز، آبی، قرمز یا سفید را جداگانه تشخیص دهد و پیکسل‌های دلخواه را خاموش کند تا رنگ تولیدی توسط نمایشگر با نور محیط هماهنگ باشد!

۶- Barometer

یکی از عجیب‌ترین سنسورهایی که شاید خیلی از کاربران ندانند که در گوشی موبایلشان وجود دارد یا خیر همین فشارسنج است. این سنسور وظیفه سنجش فشار جو را بر عهده دارد که به وسیله تشخیص ارتفاع از سطح دریا امکان‌پذیر می‌شود. این ویژگی به دقت هرچه بالاتر GPS کمک می‌کند.

شاید جالب باشد بدانید که گوشی‌های Motorola XOOM و Samsung Galaxy Nexus اولین گوشی‌هایی بودند که به سنسور Barometer مجهز شدند.

۷- Thermometer

اگر خاطرتان باشد، یکی از محوری‌ترین تبلیغات سامسونگ هنگام معرفی Galaxy S4 به‌کارگیری سنسور دماسنج در آن بود. البته باید بدانید که هر گوشی حداقل از یک و گاه چند دماسنج بهره‌مند است که دمای قطعات مختلف از جمله پردازنده و باتری را اندازه‌گیری می‌کنند تا در صورت داغ شدن بیش از حد آنها تمام گوشی را از دسترس خارج سازند. از طریق اپلیکیشن‌هایی همچون CPU-Z می‌توان به این اطلاعات دسترسی داشت.

همان طور که واضح است، سنسور دماسنج Galaxy S4 از سنسورهای موجود در تمام دستگاه‌ها متفاوت بود، زیرا قادر بود دمای محیط را هم اندازه‌گیری کند. پرچمدار 2013 سامسونگ به سنسور Air Humidity یا رطوبت هوا نیز مجهز شده بود که بعدها همه آنها در پروژه سلامتی سامسونگ تحت عنوان S Health به کار گرفته شدند.

۸- Pedometer

حالا که صحبت از سلامتی شد، شایسته است از سنسور Pedometer یا قدم‌شمار هم نامی به میان آوریم. با نصب یک اپلیکیشن ورزشی- سلامتی و به‌کمک این سنسور می‌توان مسافت طی‌شده و تعداد قدم‌های برداشته‌شده را مشاهده کرد. البته این عملیات را سنسور Accelerometer یا شتاب‌سنج هم می‌تواند انجام دهد، اما Pedometer بسیار دقیق‌تر است و انرژی کمتری مصرف می‌کند.

به عنوان مثال، گوشی Google Nexus 5 یکی از محصولاتی است که به جای شتاب‌سنج از سنسور Pedometer حقیقی استفاده کرده.

۹- Heart Rate Meter

یکی از تازه‌وارد‌های عرصه‌ اسمارت‌فون‌‌ها سنسور Heart Rate Meter یا شمارش ضربان قلب است. همان طور که می‌دانید، سنسور به تماس با ناحیه قفسه‌ سینه یا اطراف قلب نیازی ندارد، بلکه تعداد نبض‌ها را، به عنوان مثال در انگشت فرد، می‌شمارد و بدین وسیله تعداد ضربان قلب در دقیقه را محاسبه می‌کند. این سنسور برای ورزشکاران و افرادی کاربرد فراوان دارد که از اپلیکیشن‌های سلامتی استفاده می‌کنند.

۱۰- Fingerprint Sensor

سنسور تشخیص اثر انگشت که معرف حضور همه هست! این قطعه اولین بار در iPhone 5s ،Galaxy S5 و HTC One Max مشاهده شد که انواع مختلفی داشت. به عنوان مثال، نمونه‌ استفاده شده در Galaxy S5 برای تشخیص اثر انگشت به کشیده شدن انگشت روی سنسور نیاز داشت، اما نمونه‌ به‌کاررفته در iPhone 5s صرفا با لمس عمل می‌کند و به کشیدن انگشت در هیچ جهتی نیاز ندارد. این نقص در محصولات آینده سامسونگ و دیگر شرکت‌ها برطرف شد و همچنین سرعت تشخیص اثر انگشت در همین مدت کوتاه پیشرفت چشمگیری یافت.

از این سنسور می‌توان برای پرداخت‌ وجه مثل سیستم Apple Pay یا صرفا جایگزین الگو و رمز عبور برای بازکردن قفل اسمارت‌فون استفاده کرد.

۱۱- Harmful Radiation

عجیب‌ترین و کمیاب‌ترین سنسور را برای پایان مقاله نگه داشته‌ایم: سنسور تشخیص میزان تشعشعات مضر برای بدن! قطعا هنگام بررسی مشخصات هیچ پرچمداری به نام این سنسور برخورد نکرده‌اید یا شاید اصلا از وجود چنین قطعه‌ای آگاه نبودید، زیرا عملا بر زندگی روزمره ما انسان‌ها هیچ تاثیری ندارد! به هر حال اسمارت‌فونی به نام Sharp Pantone 5 به این سنسور مجهز شده است که صرفا در ژاپن به فروش می‌رسد. این موضوع احتمالا به انفجار بمب‌های اتمی در هیروشیما و ناکازاکی ژاپن مربوط می‌شود که برای ساکنین آن مناطق یا حتی دانشمندان هسته‌ای مفید خواهد بود!

با توجه به دو دوربین و میکروفون، که هرکدام سنسورهای جداگانه خودش را دارد، و سنسورهای تشخیص اکسیژن خون یا UV خورشید که در پرچمداران سامسونگ به کار رفته‌اند می‌توان حدس زد که در یک اسمارت‌فون حدود 14 سنسور یا اندکی کمتر به کار می‌رود. به این موضوع دقت داشته باشید که گوشی‌ها در تمام حالات به ثبت اطلاعات دریافت‌شده به وسیله این سنسورها مشغول‌اند و با پیشرفته‌تر شدن گجت‌ها می‌توان از آنها انتظار دریافت اطلاعات بیشتر و مفیدتری داشت.

آیا سنسور دیگری می‌شناسید که در این مقاله از قلم افتاده باشد؟ گوشی شما به چه سنسورهایی مجهز شده و آیا از آنها استفاده می‌کنید؟!