电子器件

不同常用的传感器的应用

  手机传感器检测安卓手机上所有可用感应器,并通过图像生动的展示它们是如何运作的。手机传感器也能够识别该手机硬件支持哪些传感器,并提供对我们日常生活起着重要作用的传感工具。手机传感器只能检测到变化。如果属性没有变化,它显示的温度值、距离值、光和压力的值可能不准确。下面我们来看看不同常用的传感器的应用:

  1加速度传感器

  加速度传感器又叫G-sensor,返回x、y、z三轴的[1]加速度数值。

  该数值包含地心引力的影响,单位是m/s^2。

  将手机平放在桌面上,x轴默认为0,y轴默认0,z轴默认9.81。

  将手机朝下放在桌面上,z轴为-9.81。

  将手机向左倾斜,x轴为正值。

  将手机向右倾斜,x轴为负值。

  将手机向上倾斜,y轴为负值。

  将手机向下倾斜,y轴为正值。

  加速度传感器可能是为成熟的一种mems产品,市场上的加速度传感器种类很多。

  手机中常用的加速度传感器有BOSCH(博世)的BMA系列,AMK的897X系列,ST的LIS3X系列等。

  这些传感器一般提供±2G至±16G的加速度测量范围,采用I2C或SPI接口和MCU相连,数据精度小于16bit。

  2磁力传感器

  磁力传感器简称为M-sensor,返回x、y、z三轴的环境磁场数据。

  该数值的单位是微特斯拉(micro-Tesla),用uT表示。

  单位也可以是高斯(Gauss),1Tesla=10000Gauss。

  硬件上一般没有独立的磁力传感器,磁力数据由电子罗盘传感器提供(E-compass)。

  电子罗盘传感器同时提供下文的方向传感器数据。

  3方向传感器

  方向传感器简称为O-sensor,返回三轴的角度数据,方向数据的单位是角度。

  为了得到的角度数据,E-compass需要获取G-sensor的数据,

  经过计算生产O-sensor数据,否则只能获取水平方向的角度。

  方向传感器提供三个数据,分别为azimuth、pitch和roll。

  azimuth:方位,返回水平时磁北极和Y轴的夹角,范围为0°至360°。

  0°=北,90°=东,180°=南,270°=西。

  pitch:x轴和水平面的夹角,范围为-180°至180°。

  当z轴向y轴转动时,角度为正值。

  roll:y轴和水平面的夹角,由于历史原因,范围为-90°至90°。

  当x轴向z轴移动时,角度为正值。

  电子罗盘在获取正确的数据前需要进行校准,通常可用8字校准法。

  8字校准法要求用户使用需要校准的设备在空中做8字晃动,

  原则上尽量多的让设备法线方向指向空间的所有8个象限。

  手机中使用的电子罗盘芯片有AKM公司的897X系列,ST公司的LSM系列以及雅马哈公司等等。

  由于需要读取G-sensor数据并计算出M-sensor和O-sensor数据,

  因此厂商一般会提供一个后台daemon来完成工[1]作,电子罗盘算法一般是公司私有产权。

  4陀螺仪传感器

  陀螺仪传感器叫做Gyro-sensor,返回x、y、z三轴的角加速度数据。

  角加速度的单位是radians/second。

  根据Nexus S手机实测:

  水平逆时针旋转,Z轴为正。

  水平逆时针旋转,z轴为负。

  向左旋转,y轴为负。

  向右旋转,y轴为正。

  向上旋转,x轴为负。

  向下旋转,x轴为正。

  ST的L3G系列的陀螺仪传感器比较流行,iphone4和google的nexus s中使用该种传感器。

  5光线感应传感器

  光线感应传感器检测实时的光线强度,光强单位是lux,其物理意义是照射到单位面积上的光通量。

  光线感应传感器主要用于Android系统的LCD自动亮度功能。

  可以根据采样到的光强数值实时调整LCD的亮度。

  6压力传感器

  压力传感器返回当前的压强,单位是百帕斯卡hectopascal(hPa)。

  7温度传感器

  温度传感器返回当前的温度。

  8接近传感器

  接近传感器检测物体与手机的距离,单位是厘米。

  一些接近传感器只能返回远和近两个状态,

  因此,接近传感器将距离返回远状态,小于距离返回近状态。

  接近传感器可用于接听电话时自动关闭LCD屏幕以节省电量。

  一些芯片集成了接近传感器和光线传感器两者功能。

  下面三个传感器是Android2新提出的传感器类型,目前还不太清楚有哪些应用程序使用。

  9重力传感器

  重力传感器简称GV-sensor,输出重力数据。

  在地球上,重力数值为9.8,单位是m/s^2。

  坐标系统与加速度传感器相同。

  当设备复位时,重力传感器的输出与加速度传感器相同。

  10线性加速度传感器

  线性加速度传感器简称LA-sensor。

  线性加速度传感器是加速度传感器减去重力影响获取的数据。

  单位是m/s^2,坐标系统与加速度传感器相同。

  加速度传感器、重力传感器和线性加速度传感器的计算公式如下:

  加速度=重力+线性加速度

  11旋转矢量传感器

  旋转矢量传感器简称RV-sensor。

  旋转矢量代表设备的方向,是一个将坐标轴和角度混合计算得到的数据。

  RV-sensor输出三个数据:

  x*sin(theta/2)

  y*sin(theta/2)

  z*sin(theta/2)

  sin(theta/2)是RV的数量级。

  RV的方向与轴旋转的方向相同。

  RV的三个数值,与cos(theta/2)组成一个四元组。

  RV的数据没有单位,使用的坐标系与加速度相同。