ما هي المستشعرات الرقمية في الهاتف أنواعها وفيما تستخدم

بدون دعم أجهزة الاستشعار الرقمية المتنوعة الموجودة في أجهزة الهواتف الذكية، لن تكون بعض تطبيقاتنا المفضلة متوفرة في السوق.

تساعد المستشعرات الرقمية في الحفاظ على عمر البطارية واكتشاف دوران الهاتف والمساعدة في الحفاظ على أمان هاتفك من خلال ميزات مثل الإبهام ومعرف الوجه.

باستخدام المستشعرات الرقمية، يمكنك مراقبة حركة وموقع جهاز ثلاثي الأبعاد بدقة أو اكتشاف التغييرات في بيئتك.

على سبيل المثال، بفضل المستشعرات، يمكن لتطبيقات الألعاب اكتشاف وقت إمالة الهاتف المحمول أو اهتزازه ويسجل تطبيق الطقس البيئة الحالية من خلال معلومات درجة الحرارة والضغط والرطوبة.

في هذا المقال سأعرض لك جميع أنواع المستشعرات الرقمية التي يمكن ان تجدها على جهاز الهاتف الذكي الخاص بك، ستكتشف في الأسفل بعض المستشعرات موجودة على هاتفك والتي لا تعرفها.

إذا كنت متابع جديد لموقعنا فقد فاتتك بعض المواضيع المهمة، لذا يمكنك الاطلاع على بعض المواضيع التي من الممكن أن تكون في حاجة إليها والتي لها صلة بهذا الموضوع، يمكنك الاطلاع على بعض هذه المواضع في:

أجهزة استشعار الرقمية للهواتف الذكية هي أجهزة مدمجة تهدف إلى اكتشاف الأحداث أو التغييرات في بيئتها، ثم تحويلها إلى إشارات يمكن قراءتها كبيانات بواسطة التطبيقات، وتفسيرها لاستخدامات محددة.

تؤثر المستشعرات الرقمية المضمنة في الهواتف الذكية على الجهاز الأصلي عن طريق إرسال البيانات إلى كمبيوتر الهاتف، ولكنها قد توفر أيضًا معلومات يمكن إعادة دمجها مع أنظمة وتقنيات المعلومات الأخرى (الأجهزة الاستهلاكية / الأجهزة الطبية، والسجلات الصحية، وواجهات برمجة التطبيقات، والمجمعات، والخوارزميات التنبؤية، أو تقنيات الذكاء الاصطناعي).

لننتقل الآن إلى شرح أهم المستشعرات الرقمية المتوفرة على هاتفك، والتي يمكنك اشغيلها والاستفادة منها.

مستشعر الصوت “ميكروفون”

كلمة “هاتف” مشتقة من الكلمات اليونانية التي تعني “صوت بعيد”، ولا يوجد جهاز هاتف على الإطلاق بدون تحويل الصوت إلى إشارات يتم إرسالها واستقبالها.

تقوم الميكروفونات بتحويل الموجات الصوتية إلى تغييرات في الإشارات الكهربائية، وتستخدم لتحديد مستوى الديسيبل والتردد والحاجة إلى إلغاء الضوضاء. تتكامل هذه مع أي تطبيق يدعم الميكروفون (مثل محركات البحث والمساعدين الشخصيين مثل Siri / Google Assistant / Alexa).

يمكن تسجيل وتحليل أي صوت يمكن سماعه ونقله واستقباله. الاستخدامات الأساسية هي للاتصالات اللاسلكية، سواء كانت خلوية أو VoIP (بروتوكول الصوت عبر الإنترنت)، وتسجيل الصوت / الفيديو، والتعرف على الصوت، والبحث الصوتي والأوامر.

مستشعر شاشة اللمس

شاشة اللمس هي مكون إلكتروني مسؤول عن عمليات الإدخال والإخراج الأساسية. يتم استخدامه للعب أو كتابة الأحرف… تم تحديد ثلاثة إجراءات تفاعل رئيسية للشاشة التي تعمل باللمس.

• أولاً، يُعرّف اللمس أو النقر بأنه عملية النقر على الشاشة في أي مكان لفتح أو إغلاق أو كتابة حرف. إنه النشاط الرئيسي لشاشة اللمس.

• ثانيًا، يتم تعريف اللمس المتعدد بأنه عملية النقر على الشاشة بأكثر من إصبع في وقت واحد. تُستخدم هذه الوظيفة بكثرة في تطبيقات الألعاب.

• ثالثًا، يتم تعريف الإيماءة على أنها عملية رسم نمط معين على شاشة اللمس. يمكن تنفيذ الإيماءات بإصبع واحد كسحب وإسقاط أو تعدد الأصابع كما في عملية تغيير حجم الصور وتغيير تكبير الكاميرا. تم إجراء العديد من أعمال البحث والتطوير لاستغلال بيانات هذه الأنشطة الثلاثة بطرق مختلفة للحصول على بعض البيانات المخفية.

تعد الخرائط الحرارية إحدى طرق التصور لبيانات الشاشة التي تعمل باللمس.

تُستخدم هذه الخرائط كما ذكرنا سابقًا لأغراض تصور البيانات. تمت كتابة العديد من تطبيقات الهواتف الذكية لاستخدام هذه الخرائط لتصحيح أخطاء التطبيقات المكتوبة ودراسة سلوكيات المستخدم عند تصحيح أخطاء التطبيقات.

علاوة على ذلك، تم إجراء العديد من الأعمال لدراسة إيماءات اللمس باستخدام خرائط اللمس للتشخيصات الصحية، مثل متلازمة داون، والصعوبة المتصورة، وقضايا في المهارات الحركية الدقيقة والعينين.

الكاميرا / مستشعر صورة CMOS

ببساطة، يستقبل مستشعر صور كاميرا الهاتف الذكي الضوء الذي يدخل الكاميرا من خلال العدسة وينتج منها صورة رقمية. يحتوي سطح المستشعر على ملايين من وحدات البيكسل المسؤولة عن التقاط الضوء.

تعد المستشعرات أشباه الموصِلات المكونة من أكسيد المعادن (CMOS) الأكثر شيوعًا إلى حد بعيد، ولكن طريقة التقاط المسح التي تستخدمها يمكن أن تحرف الصور عندما يحاول المستشعر تفسير كائن متحرك. أقل شيوعًا بسبب استخدام الطاقة والتكلفة، يلتقط جهاز Charge-CoupledDevice (CCD) صورة في لقطة واحدة، ويحولها إلى تسلسل واحد من الفولتية.

كاميرات الهواتف الذكية تختلف عن عوامل مثل حجم الاستشعار، ميغا بكسل، وعدد بكسل، عرض بكسل والارتفاع، ونسبة الارتفاع، وجودة ونوع وعدد من العدسات المدرجة في تجمع التصوير الفوتوغرافي. تتوفر ميزات إضافية مثل تثبيت الصورة، والتكبير، HDR، والقدرة على صورة RAW، وسائط الليل.

يمكن للكاميرا تعمل جنبا إلى جنب مع الميكروفون لإنتاج ملفات سمعية وبصرية مثل العروض التقديمية أو اشرطة الفيديو. يتم الجمع بين بعض الكاميرات مع جهاز استشعار زيادة وتحديد المدى وأجهزة الاستشعار المتطورة لخلق مساحة الواقع الافتراضي.

مستشعرات الهوية

تستخدم العديد من الهواتف الذكية طرقاً أخرى غير رموز المرور أو طرق المصادقة الأخرى للتحقق من الهوية لأمان الهاتف والمعاملات المالية. يمكن لقارئات بصمات الأصابع المسح بالضوء أو السعة أو الموجات الصوتية.

يستخدم برنامج التعرف على الوجه الكاميرا أو مستشعر الأشعة تحت الحمراء لتفسير الهندسة ثنائية / ثلاثية الأبعاد لوجهك وميزات الوجه الأخرى، مثل نسيج الجلد أو نمط قزحية العين.

مستشعر الضوء

يولد مستشعر الإضاءة المحيطة إشارات كهربائية أقوى أو أضعف وفقًا لسطوع الإضاءة المحيطة التي يستشعرها. يستخدم برنامج الهاتف هذه البيانات لتكييف شاشة العرض. يمكن أيضًا لأجهزة الاستشعار في بعض الموديلات قياس الكثافة المستقلة للضوء الأزرق والأحمر والأخضر والأبيض لضبط تمثيل الصورة بدقة.

مستشعر ضغط الهواء “بارومتر “

يقيس البارومتر الضغط الجوي عن طريق حساب التغيرات في المقاومة الكهربائية والسعة. يتم استخدامه للإبلاغ عن ضغط الهواء المحيط، وتقدير بيانات الارتفاع وتصحيحها، والمساعدة في تحديد موقع GPS أكثر دقة، وللمساعدة في حساب البيانات المفسرة مثل عدد الطوابق التي صعدتها وما الى ذلك.

مستشعر الحركة والموضع

يتم استخدامه للتحقق من الموقع الفعلي للجهاز. يستخدم مستشعر الموقع مستشعر مغناطيسي أرضي ومقياس تسارع للإشارة إلى موقعك النسبي من القطب الشمالي. بفضل هذا المستشعر، يمكنك استخدام جهازك كبوصلة والتحقق من تغييرات موقع الجهاز.

يقيس مستشعر القرب المسافة بين جسم معين والجهاز.من خلال هذا المستشعريتم بها إيقاف تشغيل شاشة هاتفك الذكي ولا تستجيب للمس أثناء المكالمة. يوجد هذا المستشعر عادة بالقرب من الكاميرا الأمامية حيث تلامس أذنك.

مستشعر بيئي

هناك أربعة أنواع من أجهزة الاستشعار البيئية – الرطوبة وشدة الإضاءة والضغط المحيط ومستشعرات درجة الحرارة. الرطوبة النسبية، معبرًا عنها بالنسبة المئوية، تشير إلى الرطوبة المطلقة.

يتم التعبير عن الضغط ودرجة الحرارة بالقيم المطلقة، ويتم قياس الإضاءة بوحدة اللوكس. يقيس مقياس حرارة داخل الهاتف الذكي درجة الحرارة داخل الجهاز ويمنع ارتفاع درجة الحرارة. يضيف بعض صانعي الهواتف الذكية إما مقياس الارتفاع أو أجهزة استشعار أخرى.

باستخدام مستشعرات البيئة، يمكن للهاتف الذكي ضبط سطوع الشاشة إلى مستوى مريح للمستخدم، أو حساب نقطة الندى في اليوم في تطبيق الطقس، أو جمع المعلومات ذات الصلة.

مستشعر الجاذبية “الجيروسكوب”

يقيس مستشعر الجاذبية اتجاه وشدة الجاذبية. باستخدام هذه البيانات، يمكنك التحقق من الاتجاه النسبي للجهاز داخل مساحة. يوفر مقياس التسارع الخطي بيانات عن التسارع باستثناء الجاذبية.

بمعنى آخر، يقيس مقياس التسارع الخطي التسارع، باستثناء تأثير الجاذبية على جسم معين. باستخدام هذا المستشعر، يمكنك معرفة مدى سرعة قيادة السيارة. باستخدام مستشعر الجاذبية ومقياس التسارع الخطي.

تحتوي الهواتف الذكية التي تم إصدارها خلال العامين أو الثلاثة أعوام الماضية على مستشعرات رقمية مثل مستشعر ضربات القلب المستخدم سابقًا للأجهزة الطبية أو مستشعر الكشف عن الضوء والمدى (LiDAR) المستخدم للمركبات ذاتية القيادة.

مستشعر ضربات القلب

يتكون مستشعر دقات القلب عادةً من مصباحي LED ينبعثان ضوءًا وكاشف ضوئي يقيس شدة الضوء المنعكس. ثم كيف يقيس هذا المستشعر نبضات القلب؟

عندما ينقبض القلب ويرسل الدم إلى جميع أنحاء الجسم، يزداد الضغط في الشرايين، مما يؤدي إلى تدفق كريات الدم إلى الأوعية الدموية. بمعنى آخر، يزداد عدد كريات الدم عندما ينقبض القلب.

يتناقص عدد كريات الدم عندما يرتاح القلب. عادة، تميل كريات الدم إلى امتصاص ضوء LED، لذلك تبدو داكنة إذا كان هناك عدد كبير من كريات الدم. إذا بدت مشرقة، فهذا يعني أن عدد كريات الدم أقل. يقيس جهاز الكشف الضوئي نبضات القلب من خلال تحديد هذه التغييرات.

ثم كيف يتم قياس تشبع الدم بالأكسجين (SpO2)؟ يميل االهيموجلوبين المؤكسج إلى امتصاص ضوء الأشعة تحت الحمراء، بينما يميل الهيموغلوبين غير المؤكسج إلى امتصاص الضوء الأحمر.

يضيء الهاتف الذكي كلاً من ضوء الأشعة تحت الحمراء والضوء الأحمر ويقيس كمية الأكسجين في الدم. هذا هو السبب في أن مستشعر الهاتف الذكي يرسل ضوءًا أحمر.

مستشعر LiDAR

يتم استخدام مستشعر LiDAR بواسطة المركبات ذاتية القيادة لاكتشاف المركبات الأخرى أو المناطق المحيطة. كما يمكنك أن تتخيل من اسمه، يضيء مستشعر LiDAR الضوء على الهدف، ويقيس ميزات الإشارة المنعكسة، ويرسم المسافة.

يمكن لجهاز الاستشعار تحليل أنماط الضوء المنعكسة بالميكرو ثانية أو حتى بالنانو ثانية. بناءً على ذلك، يمكن وضع الموقع النسبي للهدف في مساحة افتراضية ثلاثية الأبعاد.

يتم استخدام مستشعر LiDAR لأن كاميرا الهاتف الذكي حساسة للبيئة المحيطة، بما في ذلك السطوع، ولا يمكن لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية قياس المسافة بدقة ولا يمكن استخدامه إذا كانت المسافة أبعد من بضعة أمتار.

بمعنى آخر، يمكن لمستشعر LiDAR تحديد موقع الهدف بدقة حتى في الأيام الممطرة أو الضبابية أو الثلجية أو في بيئة مظلمة.

مستشعر القرب “ضوء الأشعة تحت الحمراء”

مستشعر القرب هو كاشف للضوء بالأشعة تحت الحمراء يستجيب لضوء LED بالأشعة تحت الحمراء المنعكس (غير المرئي) الذي يضيء ويرتد من العوائق على مسافة معينة.

يتم وضع المستشعر بالقرب من سماعة الهاتف، ويقوم بتنبيه النظام لتعتيم وتعطيل الشاشة إذا كان وجهك قريبًا منها؛ هذا يمنع الإجراءات العرضية التي تعمل باللمس ويوفر عمر البطارية. يستخدم مستشعر القرب أيضًا لبرمجة إيماءات الموجة للتحكم المستهدف في الوسائط أو المكالمات أو التطبيقات الأخرى.

مستشعر درجة الحرارة

يحتوي كل هاتف ذكي على مستشعر رقمي لمعرفة درجة الحرارة الداخلية لمراقبة درجة الحرارة داخل الجهاز وبطاريته للتنبيهات بشأن ارتفاع درجة الحرارة وإيقاف التشغيل.

مع ذلك، لا تتوفر أجهزة استشعار لقياس درجة الحرارة المحيطة بالقرب من اجهزة نظام iOS (أجهزة iPhone)، ولا يتم تضمينها في عدد كافٍ من أجهزة Android.

خلاصة:

في الأخير نخلص إلى القول بأن هناك مجموعة من المستشعرات الرقمية الكوجودة على هاتفك الذكي، من الممكن أنك لا تعرف بوجود هذه المستشعرات، وبالتالي لا تستفيد من خدماتها.

في هذا المقال، حاولت أن أذكر لك جميع المستشعرات الرقية الخاصة بالهاتف حتى تتمكن من الاستفادة منها. أرجو أن تكون هذه المعلومات مفيدة بالنسبة لك، وأن أكون قد تفوقت في عرض محتويات هذا الموضوع.

إذا كانت لديك اسئلة اخرى لا تبخل علينا بها.

انتهى.