Współczesny smartfon co można zmierzyć? Damian Pyś

Transkrypt

1 Współczesny smartfon co można zmierzyć? Damian Pyś

2 Smartfony jako urządzenia pomiarowe Naszpikowane różnymi czujnikami, współczesne smartfony już dawno przestały służyć nam jedynie do dzwonienia bądź wysyłania smsów. Wychodzące poza ramy urządzeń, aplikacje korzystające z czujników oferowanych w smartfonach, dają możliwość smartfonom na wchodzenie w interakcję ze światem rzeczywistym. W swej pracy pragnę przedstawić kilka przykładów nietypowego zastosowania smartfonów. A oto pierwszy z nich.

3 Pulsometr

4 Pulsometr zasada działania Może wydawać się, że samo działanie pulsometru jest znane i proste: oto mamy przyrząd, który nasłuchując rytm pracy naszego serca podaje nam nasz aktualny puls. Co jednak, gdy do pomiaru tętna spróbujemy użyć naszego smartfon a, a który nie posiada takiego elementu w swym wyposażeniu?

5 Heart Rate

6 Heart Rate zasada działania Pierwszą aplikacją, na którą się natknąłem była Heart Rate. Korzysta ona z aparatu fotograficznego oraz lampy błyskowej. Jej działanie można opisać dosyć prosto, a twórcy kierowali się zasadą działania pulsykometru: Palec zostaje przyłożony do kamery (tak by zakrywał lampę). Ta aktywując się prześwietla palec na tyle, że kamera widzi jak zmienia się "kolorystyka" palca przez przepływającą w nim krew. W ten sposób zlicza, jak często ta krew "przepływa" i na tej podstawie wylicza puls.

7 Cardiio

8 Cardiio zasada działania Kolejna aplikacja dedykowana jest na Iphone. Cardiio do swego działania potrzebuje jedynie kamery. Zasada działania jest tu jednak inna niż w poprzedniej aplikacji. Za pomocą aparatu, aplikacja obserwuje twarz badanego użytkownika. Twórcy Cardiio opracowali metodę wyliczania pulsu z rytmicznych, niezauważalnych dla oka zmian w kolorystyce twarzy, które odpowiadają rytmowi uderzeń serca.

9 Termometr i Higrometr

10 Termometr i Higrometr zastosowanie Fabrycznie zamontowane, czujniki temperatury i wilgoci, stanowią wyposażenie wielu smartfonów. Jednak ich docelowym zastosowaniem nie jest informowanie użytkownika o zmianach temperatury otoczenia bądź wilgotności powietrza. Przykładowo, w Iphone ach, gdy temperatura telefonu zbliży się do temperatury krytycznej, czujnik wysyła sygnał wyłączający urządzenie. Z kolei zamontowane czujniki wilgotności informują serwisantów o tym, czy telefon został zalany przez użytkownika. Tak więc, gdy zalejemy telefon i nawet gdy wysuszymy go całkowicie to wskazanie czujnika już się nie zmieni. Sprawi to, że zostaniemy obciążeni odpowiedzialnością za zniszczony telefon.

11 Termometr i Higrometr zasada działania Higrometr w telefonie jest czujnikiem elektronicznym. Higrometry elektroniczne wykorzystują zmianę oporności lub przewodności materiałów mineralnych, tworzyw wraz ze zmianą wilgotności powietrza. Pomiar temperatury jest możliwy dzięki termorezystorom, działający analogicznie do higrometrów elektronicznych, z tym wyjątkiem, że opór takiego czujnika zależny jest od temperatury. A więc czy możemy za pomocą tych czujników uczynić z naszego telefonu mini stację meteorologiczną?

12 S Health

13 S Health W Samsungach Galaxy Note 3 mamy na wyposażeniu powyższe czujniki. Dzięki aplikacji Samsung Health możemy za ich pomocą dokonać odczytu temperatury, wilgotności, a także ciśnienia czy wysokości nad poziomem morza. Skupiając się na dwóch pierwszych, pomiary temperatury jak i poziomu wilgotności dają wyniki zgodne z rzeczywistością. Minusem jest tu jednak czas pomiaru. Aby wyniki były prawidłowe telefon musi zostać pozostawiony w odosobnieniu na okres ok. 1 min.

14 Jak widać, możliwość odczytu warunków pogodowych samym telefonem jest możliwa, choć na chwilę obecną jest długotrwała i obarczona błędem (wynikające z używania etui, bądź pomiaru telefonem trzymanym w ręce) Dla tych, którzy cenią sobie precyzję i szybkość pomiaru istnieje wiele alternatywnych rozwiązań np.: aplikacja Smart Thermometer, która pobiera dane z sieci korzystając z danych lokalizacyjnych.

15 Smart Thermometer

16 Kompas

17 Kompas W odróżnieniu od poprzedniego przykładu, kompas jest na wyposażeniu każdego obecnego smartfona. Jego działanie opiera się na trzech, współdziałających ze sobą czujnikach, a mianowicie: Żyroskop Akcelerometr Czujnik magnetyczny

18 Żyroskop

19 Żyroskop Żyroskop elektroniczny, zastosowany w telefonach, służy do pomiaru położenia kątowego. Żyroskop zbudowany jest z mikroskopijnych płytek, które wibrują wraz ze zmianą wysokości (i w efekcie ciśnienia), co ujawnia się przy najmniejszym ruchu jaki wykonamy naszym telefonem. Przez sensory w nich umieszczone można precyzyjnie określić względne położenie urządzenia. Żyroskopy są bardzo popularne w technologii VR, gdzie najmniejszy ruch głowy, rejestrowany przez czujnik, wpływa na zmianę obrazu w telefonie.

20 Akcelerometr

21 Akcelerometr Akcelerometr tj. przyśpieszeniomierz, jak sama nazwa wskazuje, służy do pomiaru przyśpieszenia telefonu. W środku przyspieszeniomierza znajduje się bezwładny ciężarek, który odpowiednio reaguje na wprawienie w ruch akcelerometru. Przykładowo, akcelerometr używany jest w stabilizowaniu obrazu podczas robienia zdjęć. Każdy, nawet najmniejszy ruch ręki jest rejestrowany przez czujnik, a wysyłane przez niego sygnały dają impuls do przeciwdziałania ruchom obrazu, co daje dobrą ostrość zdjęć nawet przy wykonywaniu ich w biegu

22 Czujnik magnetyczny

23 Czujnik magnetyczny Lub inaczej czujnik pola magnetycznego, pełni rolę igły magnetycznej. Dzięki temu czujnikowi możemy wskazać kierunek linii magnetycznych, a tym samym wskazać kierunek północny. Czujniki pola magnetycznego przetwarzają sygnał proporcjonalny do indukcji lub natężenia pola magnetycznego w powietrzu na sygnał elektryczny: napięcie, zmianę rezystancji, częstotliwość. Jak powszechnie wiadomo, odczyt pola magnetycznego jest zakłócany przez metale. Specjalne aplikacje wykorzystują ten fakt pełniąc rolę wykrywaczy metali.

24 Wykrywacz metali

25 Kompas elektroniczny

26 Kompas elektroniczny - działanie Samo działanie tej aplikacji nie byłoby możliwe bez żyroskopu i akcelerometru. Sam magnetometr wykrywa jedynie pole magnetyczne. Akcelerometr i żyroskop są odpowiedzialne za określenie położenia samego smartfon a. I tak, akcelerometr mierzy przemieszczenia liniowe, z kolei żyroskop kątowe. Zwłaszcza żyroskop jest tutaj istotny, gdyż dzięki niemu możliwe jest wskazanie w jakim kierunku jest obrócony telefon, a tym samym w jakim kierunku obrócony jest obserwator

27

28 Kompas w telefonie nie zawsze musi korzystać z magnetometru. Stosując jedynie sam akcelerometr i żyroskop także możemy wskazywać północ. Zasada działania jest tu banalna. Telefon kierujemy w kierunku słońca (bądź księżyca). Korzystając z informacji z jaką porą dnia mamy do czynienia, aplikacja wskazuje nam kierunek północny.

29 Czujnik hałasu

30 Czujnik hałasu Wykorzystanie mikrofonów zamontowanych we wszystkich telefonach nie musi kończyć się wyłącznie na korzystaniu z nich podczas rozmów telefonicznych. Wiele aplikacji oferuje pomiar hałasu dzięki użyciu mikrofonu. Takim przykładem jest aplikacja Miernik Dźwięku. Istnieją jednak ograniczenia w pomiarze hałasu, ponieważ mikrofony są przystosowane do pracy przy częstotliwości Hz, a więc ludzkiej mowy. Dlatego głośniejsze dźwięki nie będą rejestrowane.

31 Miernik Dźwięku

32 Bibliografia 1. uxbite.com 2. fitback.pl 3. Komorkomania.pl 4. techfresh.pl 5. Pw.edu.pl 6. Googleaps 7. Google.store 8. Smartfan.pl 9. Forumandroid 10. wikipedia