Senzory a ich princípy fungovania

By | júl 20, 2019

Medzi senzory iPhone 5s patria:

– Senzor priblíženia

Je schopný detegovať prítomnosť blízkych objektov bez fyzického kontaktu. Senzor priblíženia často vyžaruje elektromagnetické pole alebo lúč elektromagnetického žiarenia (napríklad infračervené) a hľadá zmeny v poli alebo v spiatočnom signáli. Objekt, ktorý sa sníma, sa často označuje ako cieľ snímača blízkosti. Rôzne ciele snímača blízkosti vyžadujú rôzne snímače. Napríklad kapacitný snímač priblíženia alebo fotoelektrický snímač môže byť vhodný pre plastový cieľ; indukčný snímač priblíženia vždy vyžaduje kovový cieľ. Maximálna vzdialenosť, ktorú tento snímač dokáže rozpoznať, je definovaná ako nominálny rozsah. Niektoré snímače majú nastavenie menovitého rozsahu alebo prostriedky na hlásenie odstupovej detekčnej vzdialenosti. Niektorí vidia tieto procesy ako termosenzáciu (Younhjun, 2014).                      

–       Fotosenzor – senzor okolitého svetla  

Alebo fotodetektory sú snímače svetla alebo inej elektromagnetickej energie. Fotoelektrický detektor má prepojenie p-n, ktoré premieňa svetlé fotóny na prúd. Absorbované fotóny vytvárajú v oblasti deplécie pár elektrónov. Fotodióny a fototranzistory sú niekoľkými príkladmi fotodetektorov. Solárne články konvertujú časť svetelnej energie absorbovanej na elektrickú energiu (Haugan et al., 2008).

– Existuje niekoľko metrík výkonu, nazývaných tiež čísla zásluh, ktorými sú fotodetektory charakterizované a porovnávané (Yue, 2014):

– Spektrálna odozva: Odozva fotodetektora ako funkcia fotónovej frekvencie.

– Kvantová účinnosť: Počet nosičov (elektrónov alebo otvorov) vytvorených na fotón.

– Odozva: výstupný prúd vydelený celkovým svetelným výkonom, ktorý dopadá na fotodetektor.

– Výkon ekvivalentný hluku: Výkon svetla potrebný na generovanie signálu porovnateľného s hlukom zariadenia.

– Detektivita: druhá odmocnina oblasti detektora vydelená ekvivalentným výkonom šumu.

– Zisk: Výstupný prúd fotodetektora vydelený prúdom priamo vytváraným fotónovým incidentom na detektoroch, t.j. zabudovaným prúdovým zosilnením.

– Tmavý prúd: Prúd pretekajúci fotodetektorom aj pri nedostatku svetla.

– Čas odozvy: Čas potrebný na to, aby sa fotodetektor pohyboval z 10% na 90% konečného výstupu.

Nelinearita: Výstup RF je obmedzený nelinearitou fotodetektora.

– Senzor spätného osvetlenia  Spätne osvetlený snímač, tiež známy ako snímač zadného osvetlenia (BSI alebo BI), je typ digitálneho obrazového snímača, ktorý používa nové usporiadanie zobrazovacích prvkov na zvýšenie množstva zachyteného svetla a tým na zlepšenie výkonu pri slabom osvetlení. Táto technika sa už istý čas používala v špecializovaných rolách, ako sú bezpečnostné kamery s nízkym osvetlením a senzory astronómie, ale bolo zložité stavať a vyžadovalo ďalšie zdokonaľovanie, aby sa rozšírilo. Spoločnosť Sony prvýkrát zredukovala tieto problémy a ich náklady dostatočne na to, aby predstavila snímač CMOS s priemerom 1,75 μm vo všeobecných spotrebiteľských cenách v roku 2009. BI senzory od spoločnosti OmniVision Technologies sa od tej doby používajú v spotrebnej elektronike od iných výrobcov ako v smartfóne HTC EVO 4G Android a ako hlavný predajný bod pre fotoaparát v iPhone 4 od spoločnosti Apple. (Tufegdzic, 2010).

Akcelerometer 

Akcelerometer je prístroj na meranie negravitačných zrýchlení využitím zotrvačných vlastností hmotných telies. V kozmonautike sa používa na meranie ťahu motorov, odporu prostredia, tlaku slnečného žiarenia a podobne. Umiesťuje sa priamo na konštrukciu telesa alebo na inerciálnu plošinu. Meria zrýchlenie iba v jednom smere, na určenie celkového zrýchlenia sú preto potrebné najmenej tri akcelerometre. V mobilných telefónoch fungujú na princípe piezoelektrického javu, teda vďaka schopnosti kryštálov generovať elektrické napätie pri jeho deformovaní. Pohybový senzor je zabudovaný do obvodov telefónov a jeho využitie je veľmi široké. Pri hraní hier alebo ovládaní telefónu využijete práve meranie orientácie a zrýchlenia. Pri notebookoch má akcelometer čisto ochranné vlastnosti, pretože detekuje pád a zablokuje platne pevného disku tak, aby sa nepoškodil.

Výhody telefónov s akcelerometrami :

meria lineárne zrýchlenie pohybu, to znamená detekuje pád zariadenia

– meria orientáciu – preklápa obraz mobilov, použitie na intuitívne ovládanie telefónov (vypnutie zvuku, aktualizácia) aj na hranie hier

  • zabudovaný vnútri zariadenia – nie je vidieť, nič neváži

https://sk.wikipedia.org/wiki/Akcelerometer

Gyroskop

    Označujeme tiež pojmom 3-AXIS, funguje podobne ako zotrvačník. Napriek tomu že má len tenkú nohu, na ktorej stojí, je prakticky nemožné ho prevrátiť. Gyroskop disponuje narozdiel od klasického zotrvačníka ešte aj dvoma prstencami (jeden je vertikálny a druhý horizontálny). Zotrvačník sa v prípade gyroskopu však nazýva rotor. Gyroskop využíva jav známy aj ako gyroskopická akcelerácia, ktorá zaručuje jeho stabilitu v akejkoľvek polohe. Práve tomuto javu vďačíme tiež aj za to, že môžeme pomocou zmeny polohy zotrvačníka vzhľadom ku gyroskopu kalkulovať zmenu polohy celého zariadenia v 3 osách.

https://sk.wikipedia.org/wiki/Gyroskop