ما هي مستشعرات الهواتف الذكية؟ كيف تعمل و لماذا لا يمكن الاستغناء عنها؟

مستشعرات الهواتف الذكيةتتمتع الهواتف الذكية بالعديد من الميزات و التي قد تراها غريبة، فمن الهواتف التي تقيس دقات القلب إلى الهواتف التي تفتح القفل عبر بصمتك إلى الهواتف التي تغير إضاءة الشاشة تلقائيا وغيرها من الوظائف الأخرى.

حسنا، ما هي الأدوات التي تتيح لهاتفك الذكي كل هذه الميزات؟ إنها المستشعرات التي لا يمكن الاستغناء عنها في الهواتف و الأجهزة و التي تتطور يوما بعد يوم جاعلة من الهواتف اكثر ذكاءً

ما هي مستشعرات الهواتف الذكية؟

مستشعرات الهواتف الذكية هي دارات الكترونية مزودة بحساسات خاصة مدمجة في الهواتف الذكية و غيرها من الأجهزة و التي تعمل على كشف الحالة المحيطية الفيزيائية للقيام بوظائف معينة.

هناك مستشعرات أساسية موجودة في جميع الهواتف الذكية و هناك مستشعرات ثانوية موجودة فقط في بعض الأجهزة لاسيما التي تتسم بالأسعار المرتفعة.

مستشعرات الهواتف الذكية الأساسية:

مستشعر  التقارب

يستخدم مستشعر التقارب مصباح LED بالأشعة تحت الحمراء وكاشف ضوء IR لمعرفة مدى قرب الهاتف من شيء خارجي، ويقع بشكل عام في أعلى الشاشة.

يعرف المستشعر المسافة بين الجسم والهاتف عن طريق حساب التغييرات في إشارات الأشعة تحت الحمراء التي يتلقاها، علماً أن نطاق عمله 10 سم بشكل عام.

يتم استخدام مستشعر التقارب أثناء إجراء المكالمات وعندما يتم تقريب الهاتف على الوجه لإجراء مكالمة أو الرد على مكالمة، يكتشف المستشعر ويعطل شاشة اللمس لتجنب الإدخال غير المقصود من خلال اللمس، كما يعمل على تقليل استهلاك الطاقة.

و مع انتشار الشاشات الكاملة و التي تغطي كامل الواجهة الامامية، بعض الشركات قامت باستبدال مستشعر القرب بتقنية جديدة تحت مسمي Qeexo EarSense و التي لها نفس وظيفة مستشعر القرب أي تحديد وجه الشخص عندما يكون بالقرب من الشاشة

مستشعر الإضاءة

يكتشف مستشعر الإضاءة مستويات الضوء في المنطقة المحيطة، ويقوم بضبط سطوع الشاشة وفقًا لذلك مما يجعله أكثر راحة في النظر إلى الشاشة. يتم استخدامه في الضبط التلقائي للسطوع لتقليل أو زيادة سطوع شاشة الهاتف الذكي بناءً على الضوء المحيط.

يولد المستشعر تيارات قوية أو ضعيفة وفقًا لكمية الضوء المحيط الذي يستشعره ، ويزيد أو يقلل سطوع الشاشة وفقًا لذلك. مع العلم أن استخدام واقي شاشة غير معروف قد يمنع المستشعر من استشعار الضوء المحيط ويؤثر على وظائفه.

درجة الحرارة

يأتي كل هاتف ذكي مزودًا بميزان حرارة مدمج لمراقبة درجة الحرارة داخل الهاتف والبطارية. في حالة ارتفاع درجة حرارة أحد المكونات، يقوم النظام بإغلاق نفسه لمنع حدوث أي ضرر.

ومع ذلك تأتى بعض الهواتف بمقاييس حرارة إضافة لقياس درجة الحرارة المحيطة، يتم استخدامها بواسطة بعض التطبيقات لاكتشاف حرارة الغرفة.

مستشعر التسارع

مستشعر التسارع مهمته أن يقيس تسارع جسم ما، حيث يقيس المستشعر معدل تغير سرعة الجسم في قوى ما مثل الجاذبية أو الاهتزاز أو الحركة. يمكن أن تكون هذه القوى ثابتة مثل حركة الحواس الديناميكية أو قوة جاذبية الاهتزاز.

تستخدم معظم الهواتف المحمولة حاليًا مقياس التسارع، لمحاذاة اتجاه الشاشة اعتمادًا على اتجاه الجهاز، مع مقياس التسارع المدمج في الهاتف المحمول ، يمكن للمستخدمين الحصول على تجربة مشاهدة أفضل أثناء قلب الهاتف، ولعب الألعاب القائمة على الإيماءات ، والضبط من الاتجاه الأفقي إلى الاتجاه الرأسي والتصغير والتكبير / التصغير على الصور.

يتألف مقياس التسارع في الهاتف الذكي من مستشعر إمالة على الأقل لإدارة عرض الصور. في بعض الأحيان يتم استخدامه لغرض تصحيح الاهتزاز أثناء التقاط الصور ، والتدوير التلقائي للصور ، ولعب ألعاب حساسة للحركة.

الجيروسكوب

الجيروسكوب هو جهاز يتكون من عجلة دوارة سريعة في إطار يسمح له بالميل بحرية في أي اتجاه.

يوفر الجيروسكوب أيضًا تفاصيل التوجيه والاتجاه لأعلى / لأسفل ويسار / يمين ولكن بدقة أكبر مثل مقدار إمالة الجهاز، ويختلف عن مقياس التسارع، حيث يمكن للجيروسكوب قياس الدوران أيضًا ولكن مقياس التسارع لا يستطيع. لذا يمكن لمستشعر الجيروسكوب معرفة مقدار دوران الهاتف الذكي وفي أي اتجاه.

تستخدم التطبيقات الشائعة مثل Pokemon Go و Google Sky Map مستشعر الجيروسكوب لتحديد الاتجاه الذي يتم توجيه الهاتف نحوه.

يُستخدم أيضًا مستشعر الجيروسكوب للتحكم فى الألعاب ، وتحريك هاتفك لتبديل العرض في الألعاب ، والتنقل عند عدم توفر خدمات GPS. يستخدم الجيروسكوب أيضًا في أنشطة الواقع الافتراضي والتصوير ثلاثي الأبعاد والملاحة البانورامية و غيرها.

GPS

تتواصل وحدات نظام تحديد المواقع العالمي GPS في الهاتف الذكي مع الأقمار الصناعية لتحديد موقعنا بدقة على الأرض. لا يعتمد نظام تحديد المواقع GPS بيانات الإنترنت لتحديد موقعنا، وهذا هو السبب في أننا نستطيع العثور على موقعنا على الخرائط حتى بعد فقد الإشارات.

ولكن الخريطة المستخدمة تتطلب الاتصال بالإنترنت لتحميل التفاصيل، إلا إذا كنت قد حملت بيانات الخريطة مسبقًا على هاتفك لن تحتاج الى انترنت لتحديد الموقع.

يتم استخدام GPS في جميع التطبيقات القائمة على الموقع مثل Uber وخرائط Google.

البوصلة

تم تجهيز هواتفنا الذكية بمقياس مغناطيسي يُعرف باسم البوصلة، يمكنه اكتشاف المجالات المغناطيسية ، لذلك يستخدم تطبيق البوصلة في الهواتف هذا المستشعر للإشارة إلى القطب الشمالي للكوكب.

تقيس قوة واتجاه المجال المغناطيسي من خلال الكشف عن التغيرات في المقاومة الكهربائية للمواد المغناطيسية غير المتجانسة داخلها. في بعض الأحيان تحتاج إلى هز أو تدوير هاتفك حتى تعمل البوصلة بشكل صحيح. لضمان دقة نتائج القياس ، تجنب وضع هاتفك بجوار أشياء مغناطيسية.

تُستخدم لتوفير وظائف البوصلة وخريطة التنقل للمساعدة في تحديد المواقع بدقة أكبر، عندما تفتح خرائط Google يتم تشغيل مقياس المغناطيسية لتحديد الطريقة التي ينبغي أن تكون بها الخريطة.

يعمل مقياس التسارع والجيروسكوب والبوصلة ونظام تحديد المواقع العالمي معًا لإنشاء نظام الملاحة المثالي في هاتفك الذكي.

مستشعرات الهواتف الذكية الثانوية:

البصمة:

لا يمكن القول أن مستشعرا البصمة مستشعر ثانوي، إذ أنه أصبح أساسيا في جميع الهواتف الذكية حاليا لكن بعض الشركات استغنت عنه لأسباب اقتصادية أو غيرها

يتيح مستشعر بصمة الإصبع التحقق البيومتري لتأمين الهواتف الذكية . وهو عبارة عن ماسح سعوي يسجل بصمة إصبعك كهربائيًا.

عندما تضع إصبعك على سطح المستشعر، تُلامس الحواف الموجودة في بصمات أصابعك السطح فيقوم المستشعر بقياس المسافات والأنماط المتفاوتة بين بين الخطوط على سطح اصابعك و يسجلها في المرة الأولى في الذاكرة، لاحقًا يقوم المستشعر بنفس الخطوة مع مقارنة بين التفاصيل الجديدة للبصمة و التفاصيل المحفوظة في الجهاز و عمل مطابقة بينهما.

يعد مستشعر البصمة مفيدًا للغاية في التطبيقات التي تتطلب المصادقة مثل تطبيقات الدفع عبر الهاتف وغيرها.

بارومتر

يتكون المستشعر من متغير ومكثف يقيس الضغط الجوي ضغط الهواء عن طريق حساب التغيرات في المقاومة الكهربائية والسعة.

هناك العديد من هواتف Android المتطورة التي تتضمن مقياس البارومتر، ويُستخدم في الكشف عن التغيرات المناخية، وكذلك الارتفاع المتواجد فيه، ويعمل مع GPS الخاص بهاتفك لتحديد الموقع عندما تكون تحت جسر أو داخل مبنى شاهق.

عداد الخطوات

يتم استخدام عداد الخطى لحساب الخطوات ، ويستخدم متعقب اللياقة البدنية هذا المستشعر لحساب عدد الخطوات التي تتخذها. تستخدم مقاييس الخطوات بشكل عام القيم التي يولدها مقياس التسارع لمراقبة تحركاتك مثل الجري أو المشي.

مستشعر قياس معدل ضربات القلب

يقيس ضربات القلب بمساعدة مستشعرات بصرية وضوء LED يصدر ضوء LED باتجاه البشرة ويبحث مستشعر ضربات القلب عن موجات الضوء المنعكسة عليه.

هناك اختلاف في شدة الضوء عندما يكون هناك نبض. يتم قياس ضربات القلب عن طريق حساب التغيرات في شدة الضوء بين النبضات الدقيقة للأوعية الدموية.

تستخدم العديد من تطبيقات اللياقة والصحة هذه الطريقة لحساب معدل ضربات القلب

مستشعر Soli

وهو في الأساس وحدة رادار  يمكنه اكتشاف الحركة بالقرب من الهاتف وفوقها مباشرة، ويقوم بتشغيل خاصية قفل الوجه بمجرد أن تلتقط هاتفك.

مستشعر القاعة

تُستخدم في وضع الغطاء الذكي ، حيث يقوم هاتفك بتأمين الشاشة تلقائيًا عند إغلاق الغطاء وقفل الشاشة عند فتح الغطاء.

مستشعر IRIS

يقوم المستشعر برسم خريطة لقزحية العين الخاصة بالمستخدم و حفظها في الجهاز و مطابقتها لاحقًا من أجل فك قفل الهاتف

مستشعر الضغط على الشاشة

يقوم المستشعر الموجود على الشاشة بقياس فرق الضغط المطبق عليها إلى عدة مستويات مع إمكانية القيام بمهام معينة مثل فتح خاصية في تطبيق معين، كما يمكن استخدام أيضا من أجل قياس كتلة الأشياء الموضوعة فوق الشاشة طبعًا مع مراعاة أن تكون كتلتها صغيرة.

مستشعر LiDAR

خاصية LiDAR طورتها Apple وهى تقنية مسح ضوئي تعمل بالليزر يمكنها قياس العمق ورسم خريطة الغرفة بدقة بالغة، وستكون أكثر فائدة لتطبيقات الواقع المعزز في السنوات القادمة.

مستشعر الأشعة تحت الحمراء

يصدر مستشعر الأشعة تحت الحمراء الأشعة التي تتيح التحم في الأجهزة المنزلية المختلفة مثل التلفاز أو مكيف الهواء و غيرها من الأجهزة الأخرى

Tagged: