مرت الهواتف الذكية بتطور لايُصدق على مدار السنوات الماضية، وأصبحت قادرة على القيام بالعديد من المهام اليومية، كالاتصال و التصفح والقراءة ومشاهدة الأفلام كذلك يُمكنها العمل كمساعد شخصى فى مراقبة ضربات القلب و تتبع تحركنا وغيرها.
ولكن هل تساءلت يومًا كيف تقوم الهواتف الذكية بمراقبة ضربات القلب وغيرها؟ يتم تحقيق هذه المهام من خلال اجهزة استشعار مختلفة، ولكن هل تعرف كم عدد مستشعرات الهواتف الذكية الموجودة في جهازك أو الغرض منها؟
سلسلة دليل الهواتف الذكية
ماهو مستشعر الهاتف المحمول؟
مستشعر الهاتف المحمول هو مكونات دقيقة تُستخدم في الهواتف المحمولة ، والغرض منه هو الكشف عن التغييرات في البيئة (مثل التغيرات في السطوع والمجالات المغناطيسية ودرجة الحرارة والجاذبية) والحركة ، وتحويلها إلى إشارات إلكترونية يمكن معالجتها بواسطة الهاتف.
يتكون مستشعر الهاتف المحمول من مكونات دقيقة جدًا وحساسة لمصادر التداخل الخارجي وتتلف بسهولة. تجنب إسقاط هاتفك أو استخدامه في بيئات ذات مجالات مغناطيسية قوية أو رطوبة غير طبيعية أو درجات حرارة شديدة لتجنب إتلاف أجهزة الاستشعار الخاصة به.
أجهزة الاستشعار الموجودة فى الهاتف والغرض منها
1- مقياس التسارع
مقياس التسارع هو كهروميكانيكي يقيس تسارع جسم ما. حيث يقيس المستشعر معدل تغير سرعة الجسم في قوى ما. وهو مستشعر يقيس قوة التسارع الناتجة عن الجاذبية أو الاهتزاز أو الحركة. يمكن أن تكون هذه القوى ثابتة مثل حركة الحواس الديناميكية أو قوة جاذبية الاهتزاز. رياضيا ، التسارع هو قياس التغير في السرعة أو السرعة مقسوما على الوقت.
تستخدم معظم الهواتف المحمولة حاليًا مقياس التسارع، لمحاذاة اتجاه الشاشة اعتمادًا على اتجاة 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.
2- 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 وما إلى ذلك.
3- البوصلة Magnetometer
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 أو خرائط Apple ، يتم تشغيل مقياس المغناطيسية لتحديد الطريقة التي ينبغي أن تكون بها الخريطة.
4- 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.
ملحوظة: يعمل مقياس التسارع والجيروسكوب والبوصلة ونظام تحديد المواقع العالمي معًا لإنشاء نظام الملاحة المثالي في هاتفك الذكي.
5- 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 وبالقرب من جهاز الاستقبال.
يتم استخدامه 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.
يكتشف المسافة بين الجسم والهاتف عن طريق حساب التغييرات في إشارات الأشعة تحت الحمراء التي يتلقاها. نطاق عمل مستشعر القرب هو 10 سم بشكل عام.
عدم وجود مستشعر القرب فى الهاتف، يؤثر على عمر البطارية فتظل الشاشة نشطة أثناء الإستخدام، وكذلك اللمس الغير مقصود.
بعض الشركات قامت باستبدال مستشعر القرب، بتقنية جديدة تحت مسمي Qeexo EarSense، تقوم بإيقاف تشغيل الشاشة أثناء المكالمات الهاتفية، يعمل تقنية Qeexo EarSense على تحديد وجه الشخص، عندما يكون بالقرب من الشاشة، مما يسمح للجهاز بإيقاف تشغيل الشاشة أثناء المكالمة. نظرًا لأنه يحل محل مستشعر القرب ، يتيح EarSense لصانعي الأجهزة إزالة الحواف والإطارات من الهواتف للحصول على تصاميم أفضل.
6- مستشعر الضوء
يكتشف مستشعر الضوء مستويات الإضاءة 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.
7- مستشعر البصمة
أصبحت غالبية الهواتف فى جميع الفئات تحتوي على مستشعر البصمة حتى الفئات الإقتصادية، العديد من المستخدمين يفضلون استخدام الماسح الضوئي لبصمات الأصابع هذه الأيام.
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 ، يقوم المستشعر بقياس المسافات والأنماط المتفاوتة بين بين الخطوط على سطح اصابعك.
يعد مستشعر البصمة مفيدًا للغاية في التطبيقات التي تتطلب المصادقة مثل تطبيقات الدفع عبر الهاتف وغيرها.
8- 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.
9- بارومتر
يتكون المستشعر من متغير ومكثف، ويقيس الضغط الجوي (ضغط الهواء) عن طريق حساب التغيرات في المقاومة الكهربائية والسعة.
هناك العديد من هواتف Android المتطورة مثل Pixel و iPhones التي تتضمن مقياس البارومتر، ويُستخدم فى الكشف عن التغيرات المناخية، وكذلك الإرتفاع المتواجد فيه، ويعمل مع GPS الخاص بهاتفك لتحديد الموقع عندما تكون تحت جسر أو داخل مبنى شاهق.
10- مستشعر قياس معدل ضربات القلب
يقيس ضربات القلب بمساعدة مستشعرات بصرية وLED . 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.
11- 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.
12- مستشعر القاعة
تُستخدم في وضع الغطاء الذكي ، حيث يقوم هاتفك بتأمين الشاشة تلقائيًا عند إغلاق الغطاء وقفل الشاشة عند فتح الغطاء.
13- مستشعر Soli
وهو في الأساس وحدة رادار يمكنه اكتشاف الحركة بالقرب من الهاتف وفوقها مباشرة، ويقوم بتشغيل خاصية قفل الوجه بمجرد أن تلتقط هاتفك.
14- 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.
فى الختام
هناك الكثير من الأدوات والمستشعرات المتوفرة على هواتفنا الذكية، نظرًا لأن الهواتف الذكية تصبح أكثر ذكاءً يومًا بعد يوم وأن أجهزة الاستشعار تلعب دورًا رئيسيًا، فعند شراء هاتف ذكي جديد تأكد من وجود المستشعرات التى تحتاجها فى الهاتف.
