Công dụng của những loại cảm biến đang được trang bị trên smartphone hiện nay

Chắc chắn mỗi lần đọc thông số điện thoại, anh em đều từng gặp một đống các loại cảm biến được liệt kê trong danh sách phần cứng. Có nhiều cái có thể quen thuộc, nhưng cũng có nhiều cái khá lạ lẫm và mới mẻ vì điện thoại đang dần sở hữu nhiều tính năng hơn bao giờ hết. Mình sẽ giải thích các tác dụng của những loại cảm biến đang được trang bị trên các smartphone hiện nay.

Accelerometer - Cảm biến gia tốc

Đây là loại cảm biến phổ biến nhất và có mặt trong hầu như mọi thiết bị điện tử thông minh: điện thoại, đồng hồ, vòng sức khoẻ, các chiếc xe cân bằng,... Công dụng của cảm biến này là cho thiết bị biết rằng nó đang được được tương tác như thế nào một cách cơ bản nhất. Nó sẽ biết được khi nào chúng ta chuyến động, điện thoại có đang được di chuyển hay không, di chuyển theo hướng nào. Và có thể nói cảm biến này là loại cơ sở để gắn liền với các tính năng thông minh của điện thoại như xoay hướng, đếm khoảng cách, tính năng di chuyển.

Nếu anh em muốn biết nó hoạt động nhờ đâu thì mình xin nói nhanh: về nguyên lí cảm biến này hoạt động dựa vào định luật II của Newton: F=m.a. Nếu anh em có một cơ hệ gồm vật nặng và lò xo như hình, dễ chứng minh được công thức m.a=k.x, trong đó x là độ dịch chuyển của khối nặng dưới tác dụng của lực, trong trường hợp này là lực quán tính. Nhờ vào việc tính x, ta có thể tính được gia tốc và suy ra nhiều kết quả khác.
Accelerometer trong điện thoại không có cấu tạo cồng kềnh như vậy, nó là một MEMS (micro electro mechanical system) - một hệ thống vi cơ - điện tử có cấu tạo như hình dưới, trong đó các thành phần cũng được bố trí tương tự như nguyên lí bên trên. Kết hợp vào 3 trục chúng ta sẽ đo được theo cả 3 hướng.

Barometer - Áp kế

Cảm biến này có chức năng đo áp suất không khí ở khu vực xung quanh đó, đồng thời có thể từ đó để tính toán độ cao so với mặt đất theo liên hệ áp suất - độ cao. Barometer vẫn mục tiêu chính là phục vụ cho công việc tính toán dự báo thời tiết, kết hợp với các dữ liệu từ internet và hệ thống các cảm biến khác sẽ giúp cho việc tính toán trở nên chính xác hơn.

Gyroscope - Con quay hồi chuyển

Đây là loại cảm biến kết hợp với cảm biến gia tốc sẽ cho phép thiết bị có khả năng định hướng một cách chính xác nhất có thể, cụ thể là định hướng góc xoay. Con quay hồi chuyển mang trong nó rất nhiều tính chất vật lí động học mà nếu anh em nào đã từng đam mê môn học này đều một lần đọc quay. Nếu như cảm biến gia tốc dùng để đo chuyển động mang tính chất tính tiến thì con quay hồi chuyển hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi vận tốc và gia tốc tịnh tiến trong quá trình sử dụng mà chỉ bị ảnh hưởng bởi góc xoay của nó, điều này có được là nhờ thiết kế hình dạng đặt biệt của nó.

Con quay hồi chuyển có xu hướng chống lại trọng lực, vì thế hay được ứng dụng cho các đồ chơi cân bằng ​

Geomagnetic - Cảm biến từ

Cảm biến này còn được gọi bằng một số từ khác như Magnetic Sensor, magnetic field,... nói chung là có magnetic - từ. Cảm biến này có tác dụng nhận biết được từ trường, đặc biệt là từ trường Trái Đất, và nói tới đây thì anh em cũng biết mục đích chính của nó là gì rồi chứ? Chính là la bàn. Cảm biến từ sẽ giúp cho la bàn hoạt động chính xác hơn trong việc điều hướng, xác định hướng, và gián tiếp giúp cho việc định vị trên bản đồ được chính xác hơn.

Hall Sensor - Cảm biến Hall

Cảm biến này dựa vào tên của hiệu ứng Hall, được đặt theo tên nhà khoa học Edwin Herbert Hall vì đã khám phá ra nó. Để hiểu được nó, anh em hãy nhìn hình bên dưới: Một tấm kim loại khi được cấp nguồn ở hai đầu sẽ tạo ra một dòng điện từ các electron dịch chuyển có hướng. Lúc này đưa một thanh nam châm vào, các electron và các điện tích dương sẽ chịu tác dụng của một lực gọi là lực Lorentz, hai loại điện tích này sẽ bị đẩy vào hai phía khác nhau của thành kim loại, tạo thành một hiệu điện thế gọi là hiệu điện thế Hall. Hiệu điện thế Hall thường rất nhỏ nên để đo đạc nó cần phải cho tín hiệu thông qua một bộ khuếch đại.

Ok quay lại về công dụng, hiệu ứng Hall này có cực kì nhiều ứng dụng trong đời sống hiện đại, và dễ thấy trong bảng thông số của chiếc Galaxy S10 mới ra hay những chiếc iPad có trang bị cảm biến này. Nó dùng để tắt mở màn hình khi người dùng sử dụng flip cover. Các flip cover được mang một nam châm ở vị trí nào đó, khi đóng lại thì nó sẽ kích hoạt cảm biến Hall để tắt mở màn hình hoặc thực thi một tính năng nào đó.

Proximity Sensor - Cảm biến tiệm cận

Cái này không phải nói quá nhiều rồi, nó thường được bố trí gần vị trí tai nghe, để biết khi nào anh em áp tai vào nghe điện thoại mà tắt màn hình. Nhiều hãng hay tận dụng cảm biến này kết hợp với một số cái khác để tạo ra nhiều tính năng sáng tạo, ví dụ như khi vuốt tay thì điện thoại sẽ abc xyz sao sao đó.

RGB Light sensor / Ambient light sensor - Cảm biến ánh sáng

Đây là cảm biến phân tích ánh sáng và nó giúp cho việc điều khiển độ sáng tự động. Riêng cảm biến ánh sáng có RGB thì nó còn có thể phân tích thành phần màu của ánh sáng mà nó nhận được để phục vụ cho một vài mục đích kĩ thuật. Apple khi lần đầu giới thiệu màn hình True Tone không hề tiết lộ nguyên lí hoạt động, nhưng cá nhân mình nghĩ là dựa vào phân tích màu từ cảm biến RGB để từ đó điều chỉnh màu màn hình cho phù hợp hơn.

Ngoài ra còn rất nhiều loại cảm biến khác mà tuỳ vào một vài mẫu thiết bị khác nhau mà được trang bị khác nhau. Các cảm biến này được thiết kế để hoạt động cùng nhau, nhằm tạo ra nhiều tính năng hữu dụng nhất và giúp cho thiết bị điện tử có thể cảm và ứng ngày một chính xác hơn. Anh em đừng quên rằng bên cạnh những thông số khủng, thì thứ làm cho thiết bị thông minh thật sự thông minh là nhờ vào cảm biến, và trong tương lai, các cảm biến sẽ còn phong phú hơn, chính xác hơn.

Nguồn : Tinh Tế