Veel producten van moderne elektronica zijn uitgerust met sensoren die de nabijheid van een object, zoals een vinger, tot het toetsenbord of het oor van een persoon tot de telefoon herkennen. Deze technologie wordt actief gebruikt in verschillende soorten aanraakpanelen, waardoor het mechanisch schakelen van apparaten wordt geëlimineerd en hun levensduur wordt verlengd. En velen hebben misschien een vraag: de nabijheidssensor in de telefoon - wat is het en hoe werkt het? Vervolgens zal dit apparaat worden bekeken vanuit het oogpunt van implementatie met behulp van capacitieve technologie.
Nabijheidsdetectie
Nabijheidsherkenning met behulp van contactloze technologie vond snel toepassing op het gebied van draagbare apparaten die autonoom van stroom worden voorzien. De functie wordt actief gebruikt in de nieuwste modellen smartphones en tablets, in muziekspelers. Het belangrijkste doel is om de betrouwbaarheid van apparaten te vergroten en te besparenelektrische energie.
Het scherm van het apparaat is inactief totdat de hand van de gebruiker wordt gedetecteerd, en dat is precies waar de nabijheidssensor in de telefoon verantwoordelijk voor is. Wat het is - het zal duidelijk worden als we het principe van zijn werk beschouwen. Als het gaat om het gebruik van deze technologie, is het vermeldenswaard dat in de standby-modus alleen de centrale processor zich bezighoudt met energieverbruik. En wanneer de naderingssensoren de nadering van een handpalm of vinger detecteren, wordt het display ingeschakeld en wordt de huidige informatie weergegeven. Dit alles stelt u in staat om het gemiddelde stroomverbruik van de gadget te verminderen, terwijl de levensduur van de batterij wordt verlengd.
Kenmerken van het gebruik van de functie in verschillende technieken
In de huishoudelijke automatisering is de functie voor nabijheidsherkenning ook zeer wijdverbreid geworden. Contactloze sensoren worden gebruikt om tafellampen aan te doen, waterkranen te openen wanneer een menselijke hand zich in hun werkveld bevindt; de displays van koelkasten en magnetrons zullen inactief zijn totdat de hand van de gebruiker ze benadert. Voorzien van deze functie en nieuwe domotica systemen. Aanraakschermen die worden gebruikt om apparaten en verlichting te bedienen, zijn opgesteld om te dienen als digitale fotolijsten. Maar zodra een van de mensen hen benadert, verschijnen er meteen bedieningsknoppen. Een nogal interessante technologie is de nabijheidssensor in de telefoon. Wat het is, zal helpen om de beschrijving van de methode te begrijpen waarmee:herkenning vindt plaats.
Nabijheidsherkenningsmethoden
Er zijn een aantal manieren, waaronder inductief, resistief, optisch, capacitief, visueel en akoestisch. Elk van hen heeft bepaalde voor- en nadelen. De keuze voor een of andere technologie hangt af van de kosten en het gemak om ermee te werken. Overweeg de nabijheidssensor in de telefoon - wat het is, bepaalde informatie zal helpen te begrijpen. De meest gebruikte capacitieve naderingssensoren. Hun werkingsprincipe is vrij eenvoudig. De sensor met daarvoor geschikte geleiders is verborgen onder een speciale beschermlaag. Twee geleidende elementen die zich dicht bij elkaar bevinden, hebben een bepaalde parasitaire capaciteit die optreedt tussen de geleidende grondlaag en het contactvlak van de sensor zelf. Meestal is de waarde 10-300 picafarads.
Als bijvoorbeeld een vinger de sensor nadert, verandert de totale capaciteit van het systeem. Dit is wat wordt gebruikt om een object in de buurt van de naderingssensor te detecteren.
Detectie capaciteitsverandering
Hoe nauwkeurig en betrouwbaar een contactloze sensor zal werken, hangt volledig af van de nauwkeurigheid van de metingen van de gewijzigde capaciteit van het systeem. Voor dit doel zijn een aantal methoden ontwikkeld, waaronder de meest bekende de methoden van ladingsoverdracht, opeenvolgende benadering, capaciteitsinteractie en de sigma-delta-methode. Twee ervan worden het meest gebruikt. Beide gebruikengeschakeld capacitief circuit en een externe meetcondensator.
Opeenvolgende benaderingsmethode
In dit geval wordt het geschakelde capacitieve circuit opgeladen. Vanuit deze condensator wordt via het laagdoorlaatfilter spanning aan de comparator toegevoerd, waar deze wordt vergeleken met de referentiespanning. De met de generator gesynchroniseerde teller wordt vergrendeld met behulp van het uitgangssignaal van de comparator. De verwerking van dit specifieke signaal wordt uitgevoerd voor een bepaalde status van de sensor. De methode van opeenvolgende benaderingen vereist een verwaarloosbaar aantal externe componenten. In dit geval wordt de werking van het circuit niet beïnvloed door overspraak op het voedingscircuit.
Voor- en nadelen van herkenningstechnologie
De Android-nabijheidssensor heeft, net als andere, bepaalde functies. Voordelen in dit geval zijn onder meer:
- redelijk groot detectiegebied;
- hoge mate van gevoeligheid;
- relatieve betaalbaarheid in termen van prijs, omdat de productie van sensoren wordt uitgevoerd met vrij goedkope componenten - koper, een film van tinoxiden, indium en drukinkt, een externe draadsensor;
- klein formaat;
- ontwerpveelzijdigheid;
- temperatuurstabiliteit;
- de mogelijkheid om te functioneren met het gebruik van verschillende niet-geleidende coatings, bijvoorbeeld glazen van verschillende diktes;
- duurzaamheid en hoge betrouwbaarheid.
Deze methode heeft ook bepaalde nadelen:
-gevoelighet element moet geleidend zijn, dan kan het de nadering detecteren; het kan echter zijn dat het een hand niet detecteert, bijvoorbeeld in een rubberen handschoen;
- dicht bij een geleidend object staan kan ertoe leiden dat het systeem de parasitaire capaciteit herberekent om rekening te houden met de veranderingen die door dit object worden veroorzaakt. Dit veroorzaakt in de toekomst vaak valse positieven, maar het kalibreren van de naderingssensor zal dit probleem oplossen;
- De capacitieve detectiemethode werkt zo dat wanneer er metalen voorwerpen in het bereik zijn, het bereik afneemt.
iPhone 4 schermvergrendeling
De nabijheidssensor werkt zo dat u het scherm van de smartphone tijdens een gesprek kunt uitschakelen om onbedoelde toetsaanslagen te voorkomen. Er zijn speciale applicaties waarmee je het scherm kunt vergrendelen door er simpelweg met je hand overheen te vegen. Om het aan te zetten, moet je op de hardwaretoets drukken.
Kalibratie
Heel vaak worden gebruikers geconfronteerd met een onaangename situatie wanneer het scherm niet is vergrendeld tijdens een gesprek. En het komt ook voor dat na het einde van het gesprek het scherm niet wordt ingeschakeld, daarom ontgrendelt de telefoon niet. De Nokia-nabijheidssensor werkt bijvoorbeeld niet correct. Om dit probleem op te lossen, moet het worden gekalibreerd. Meestal gebruiken de meeste fabrikanten gespecialiseerde software voor deze doeleinden, die kan worden gedownload van de officiële website.
In de nieuwste versies van Android 4, de kalibratiefunctiestaat direct op het menu. Om dit te doen, moet u de instellingen invoeren, het scherm zoeken en vervolgens het item Kalibratie naderingssensor selecteren. Nadat u de sensor met uw hand hebt gesloten, drukt u op OK in het venster dat verschijnt. Kalibratie is soms toegestaan zonder de sensor te bedekken.
