Kas tas artimojo ryšio jutiklis ir kodėl jis mūsų telefone
Turbūt pastebėjote, kad kai skambinate telefonu ir priglaudžiate jį prie ausies, ekranas savaime užgęsta. Tai ne magija ir ne atsitiktinumas – tai veikia artimojo ryšio jutiklis, arba kaip jį dar vadina, proximity sensor. Šis nedidelis, bet labai protingas įrenginys tapo neatsiejama kiekvieno išmaniojo telefono dalimi, nors daugelis vartotojų net nežino apie jo egzistavimą.
Artimojo ryšio jutiklis yra elektroninis komponentas, kuris aptinka objektus netoli įrenginio paviršiaus naudodamas infraraudonąją šviesą arba elektromagnetinius laukus. Paprasčiau tariant, jis “jaučia”, kai kažkas yra arti telefono ekrano, ir gali atitinkamai reaguoti. Tai gana paprasta koncepcija, bet jos įgyvendinimas ir praktinis pritaikymas yra tikrai įdomus.
Pirmieji tokie jutikliai mobiliuosiuose įrenginiuose atsirado maždaug 2007-2008 metais, kai išmanieji telefonai pradėjo plačiai naudoti jutiklinius ekranus. Problema buvo akivaizdi: žmonės skambindami netyčia spausdavo skirtingus mygtukus skruostu ar ausimi. Reikėjo techninio sprendimo, ir artimojo ryšio jutiklis tapo tuo atsakymu.
Kaip veikia infraraudonųjų spindulių stebulė
Daugumoje šiuolaikinių išmaniųjų telefonų naudojamas optinis artimojo ryšio jutiklis, veikiantis infraraudonosios šviesos principu. Šis metodas yra patikimiausias ir energetiškai efektyviausias, todėl tapo pramonės standartu.
Pats jutiklis susideda iš dviejų pagrindinių dalių: infraraudonųjų spindulių šaltinio (paprastai IR LED) ir fotojutiklio (fotodiodo). IR LED skleidžia infraraudonosios šviesos impulsus, kurių žmogaus akis nemato. Kai šie spinduliai atsimušę nuo objekto grįžta atgal, juos užfiksuoja fotodiodas. Pagal grįžtančios šviesos intensyvumą ir laiką sistema gali nustatyti, ar objektas yra arti, ar toli.
Įdomu tai, kad jutiklis nenustato tikslaus atstumo centimetrais – jam to nereikia. Jis tiesiog turi suprasti, ar objektas yra kritinėje zonoje (paprastai 1-5 cm atstumu), ar ne. Tai dvejetainis sprendimas: arba kažkas yra arti, arba ne. Todėl šis jutiklis skiriasi nuo atstumų matavimo sensorių, kurie naudojami, pavyzdžiui, fotoaparatuose automatiniam fokusavimui.
Elektromagnetiniai jutikliai – alternatyva optikai
Nors infraraudonieji jutikliai dominuoja rinkoje, egzistuoja ir kitokių technologijų. Kai kurie gamintojai naudoja talpinės jutiklius (capacitive proximity sensors), kurie veikia panašiai kaip pats jutiklinis ekranas – jie aptinka elektrinės talpos pokyčius, kai objektas priartėja.
Šie jutikliai sukuria silpną elektromagnetinį lauką aplink save. Kai į šį lauką patenka bet koks objektas (ypač laidus elektrai, kaip žmogaus kūnas), pasikeičia lauko charakteristikos, ir jutiklis tai užregistruoja. Tokia sistema turi privalumų – ji gali veikti net pro stiklą ar plastiką, todėl nereikia specialių angų telefono korpuse.
Tačiau talpiniai jutikliai turi ir trūkumų. Jie jautresni triukšmams ir elektromagnetiniams trukdžiams, todėl gali klaidingai suveikti. Be to, jie sunkiau atskiria skirtingus objektus – jiems vienodai reaguoja ir pirštas, ir metalinis raktas, ir šlapia servetėlė.
Kur slypi tas mažylis telefone
Jei atidžiai pažiūrėsite į savo išmaniojo telefono viršutinę dalį, dažniausiai rasite mažytę skylutę šalia garsiakalbio ir priekinės kameros. Tai ir yra artimojo ryšio jutiklio vieta. Kai kuriuose telefonuose jų gali būti net keletas, išdėstytų skirtingose vietose geresniam aptikimui.
Moderniuose telefonuose su beveik visu ekranu užimamu priekiniu paviršiumi gamintojams teko išradingi būdai, kaip paslėpti šiuos jutiklius. Kai kurie juos įmontuoja po ekranu, naudodami specialius OLED ekranų pikselius, kurie gali būti permatomi. Kiti naudoja akustines technologijas, kai garsiakalbis yra paslėptas po ekranu, ir šalia jo įtaisomas jutiklis.
Yra net tokių sprendimų, kai jutiklis montuojamas į ištraukiamą kamerų modulį arba naudojama programinė įranga kartu su priekine kamera, kuri stebi, ar ekranas yra uždengtas. Tiesa, pastarasis metodas nėra toks patikimas ir greitas kaip aparatinis jutiklis.
Praktinis panaudojimas kasdieniame gyvenime
Pagrindinė artimojo ryšio jutiklio funkcija – išjungti ekraną pokalbio metu. Tai ne tik apsaugo nuo atsitiktinių paspaudimų, bet ir taupo bateriją. OLED ekranai, nors ir efektyvūs, vis tiek sunaudoja energijos, o pokalbis gali trukti ilgai. Be to, išjungtas ekranas neleidžia ausiai ar skruostui aktyvuoti kokių nors funkcijų.
Bet tai toli gražu ne vienintelė jutiklio funkcija. Daugelyje telefonų jis naudojamas ir kitais atvejais:
– Kai telefonas guli ekranu žemyn ant stalo, jutiklis tai aptinka ir gali išjungti pranešimų garsus ar vibraciją
– Kai telefonas kišenėje, jutiklis neleidžia ekranui atsijungti nuo atsitiktinių paspaudimų
– Kai žiūrite į ekraną, kai kurios programos naudoja jutiklį kartu su priekine kamera, kad ekranas neužgestų
– Gestų valdyme – pavyzdžiui, kai perbraukiate ranka virš telefono, kad praleisti dainą ar atsakyti į skambutį
Kai kurios trečiųjų šalių programėlės taip pat išnaudoja šį jutiklį kūrybiškais būdais. Pavyzdžiui, yra programų, kurios automatiškai pristabdo vaizdo įrašą, kai uždengiate telefoną, arba tokių, kurios užrakina tam tikras programas, kai jutiklis aptinka judėjimą.
Kai jutiklis neveikia arba veikia blogai
Kaip ir bet kuri technologija, artimojo ryšio jutiklis gali sugesti arba pradėti veikti netinkamai. Dažniausios problemos yra šios: ekranas neišsijungia pokalbio metu arba, atvirkščiai, išsijungia net kai telefonas nėra prie ausies.
Pirmiausia reikia patikrinti, ar jutiklio zona švari. Dulkės, purvas, apsauginės plėvelės ar stiklai su netinkamomis angomis gali blokuoti infraraudonuosius spindulius. Paprastas ekrano nuvalymas dažnai išsprendžia problemą. Jei naudojate apsauginį stiklą ar plėvelę, įsitikinkite, kad jie turi tiksliai išpjautas angas jutikliui.
Kartais problema slypi programinėje įrangoje. Telefonų gamintojų programos gali turėti klaidų, kurios trukdo jutikliui tinkamai veikti. Tokiu atveju verta patikrinti, ar yra prieinami sistemos atnaujinimai. Taip pat galite pabandyti kalibruoti jutiklį – daugelyje Android telefonų tai galima padaryti įvedus specialų kodą rinkiklyje arba per paslėptą inžinerinį meniu.
Jei nieko nepadeda, gali būti, kad jutiklis fiziškai sugedo. Tai gali nutikti po telefono kritimo ar kontakto su vandeniu. Tokiu atveju teks kreiptis į servisą. Tačiau laimei, galima ir laikinai apeiti šią problemą – daugelyje telefonų galima išjungti artimojo ryšio jutiklio funkciją nustatymuose ir naudoti kitus metodus ekranui valdyti pokalbio metu.
Ateities perspektyvos ir naujos technologijos
Artimojo ryšio jutiklių technologija nuolat tobulėja. Naujausi jutikliai tampa vis mažesni, tikslesni ir energetiškai efektyvesni. Kai kurie gamintojai jau eksperimentuoja su ultragarsiniais jutikliais, kurie gali veikti tiesiog pro ekraną be jokių angų.
Ypač įdomūs yra ToF (Time of Flight) jutikliai, kurie gali ne tik aptikti objekto buvimą, bet ir tiksliai išmatuoti atstumą iki jo. Nors šie jutikliai dažniausiai naudojami fotoaparatuose, jie gali perimti ir artimojo ryšio jutiklio funkcijas, suteikdami daug daugiau galimybių. Pavyzdžiui, telefonas galėtų automatiškai reguliuoti ekrano ryškumą priklausomai nuo to, kokiu atstumu jį laikote.
Dirbtinio intelekto integracija taip pat atveria naujas galimybes. Programinė įranga gali išmokti atpažinti skirtingas situacijas ir atitinkamai reaguoti. Pavyzdžiui, sistema galėtų suprasti skirtumą tarp to, kai telefonas yra prie ausies pokalbio metu, ir kai jis tiesiog guli ant sofos, ir elgtis skirtingai.
Kodėl šis mažas jutiklis yra toks svarbus
Artimojo ryšio jutiklis yra puikus pavyzdys, kaip paprasta technologija gali drastiškai pagerinti vartotojo patirtį. Jis dirba fone, nematomas ir nepastebimas, bet jo nebuvimas būtų akivaizdus ir erzinantis. Tai viena iš tų technologijų, kurias pastebime tik tada, kai jos neveikia.
Šis jutiklis taip pat parodo, kaip išmanieji telefonai tapo sudėtingomis sistemomis, kuriose daugybė mažų komponentų dirba kartu, kad sukurtų sklandžią ir intuityvią patirtį. Nuo akselerometrų iki giroskopų, nuo magnetometrų iki barometrų – visi šie jutikliai dirba harmonijoje, kad mūsų telefonai būtų protingi ir reaguotų į aplinką.
Supratimas, kaip veikia tokie komponentai kaip artimojo ryšio jutiklis, padeda mums geriau vertinti technologijas, kuriomis naudojamės kasdien. Tai primena, kad už kiekviena paprasta funkcija slypi kruopštus inžinerinis darbas ir technologiniai sprendimai. Ir nors mes nebematome infraraudonųjų spindulių, kurie šauna iš mūsų telefonų, jie ten yra, tyliai atlikdami savo darbą ir darydami mūsų gyvenimą šiek tiek patogesnį.