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El uso de los dispositivos móviles actuales en la investigación

Añadido Dom, 18/12/2016
Источники

Con el fin de evaluar algunos parámetros de los experimentos o durante la inspección del lugar de los hechos en las primeras fases de la investigación de un hecho a veces se puede usar un smartphone o un tablet pc. Estos dispositivos compactos, ampliamente difundidos, y en algunos casos permiten estimar los parámetros necesarios con la suficiente precisión.

Como con cualquier otra herramienta, para lograr la máxima eficiencia en el uso de los dispositivos móviles actuales en la investigación y el estudio de la nof, y también para evitar erróneas las conclusiones de sus lecturas, es necesario comprender el concepto y las características de funcionamiento integradas en ellos de los sensores.

En este artículo vamos a tratar de describir el principio de funcionamiento, limitaciones funcionales y posibles usos más comunes de los sensores y las funciones de los dispositivos móviles actuales. Además, presentamos ejemplos de uso generalizado de programas basados en el procesamiento de lecturas de los sensores.

Los sensores de los dispositivos móviles actuales

Los modernos dispositivos móviles (smartphones, tablets, así como algunos reproductores de medios, e incluso cámaras) llevan a cabo un gran número de funciones distintas de aquellas para las que directamente son. Así, utilizando el teléfono móvil, puede hacer fotos y navegar por internet, con la ayuda de cámaras – colocar las imágenes en las redes sociales, etc. Además, los dispositivos móviles son la parte más activa de la evolución de la plataforma de juego. Todo esto hace que los desarrolladores de dispositivos móviles aumentan constantemente las capacidades de hardware de sus productos, añadiendo en ellos componentes de la aplicación que está lejos, no de inmediato.

En una de las clases de esos componentes son diferentes y sensores, que son embutidos los dispositivos móviles actuales. Y si una parte de ellos (tales como el sensor de luz o de proximidad) permiten al dispositivo para realizar sus funciones, el potencial de algunas se revela sólo cuando se utiliza un software especial.

En la composición de los dispositivos móviles actuales pueden incluir los siguientes sensores:

  • el acelerómetro;
  • el giroscopio;
  • el sensor de iluminación;
  • el sensor de proximidad;
  • el barómetro;
  • los sensores de temperatura del aparato y el medio ambiente;
  • medidor de humedad relativa;
  • el sensor de sonido (micrófono);
  • la cámara;
  • la brújula electrónica;
  • el sistema de navegación por satélite (GPS/glonass);
  • etc.

Muchos de estos sensores se pueden utilizar en los estudios sobre los lugares inexplicadas de los hechos, sin embargo, como se mencionó anteriormente, para un uso necesario comprender el principio de su trabajo, así como las limitaciones de la aplicación de los sensores en el dispositivo móvil, ya que todos estos sensores se realizan en forma muy pequeños y eficiente de la energía de chips.

Considere la designación y funcionamiento de los lugares más interesantes nos sensores.

Los sensores de movimiento (acelerómetro, giroscopio)

Como su nombre indica, el acelerómetro está diseñado para la medición de la aceleración. En los dispositivos móviles, el acelerómetro se aplica principalmente para la determinación de la existencia de la rampa de aceleración (por ejemplo, en los casos en que el dispositivo se cae o su трясут). El giroscopio se aplica para determinar el nivel de desviación, por ejemplo en los casos en que el dispositivo giran o invierten. Estos componentes de los dispositivos móviles actuales encuentran de gran utilidad, sobre todo, en aplicaciones de juegos de azar.

El principio de funcionamiento de estos componentes se basa en la aplicación de sistemas microelectromecánicos (MEMS). El detalle de leer acerca de ellos en los artículos [1-3].

Hoy en día, las más populares son sensores de movimiento, basados en конденсаторном principio. La parte móvil del sistema clásico de bob en perchas. Si hay acelerar el peso se desplaza relativamente inmóvil parte de un acelerómetro. Ocupación del condensador, agregado a грузику, se desplaza sobre revestimiento de la parte fija. La capacidad varía, se mantiene la carga cambia el voltaje es el cambio se puede medir y calcular el desplazamiento como peso. De donde, a sabiendas de su masa y de la configuración de la suspensión, es fácil de encontrar y la búsqueda de la aceleración. [1]
 


El principio básico de funcionamiento de estos acelerómetros [1]

A menudo modernas MEMS giroscopios sido constituido el universo es idéntico a акселерометрам. Simplemente en ellos los valores de las aceleraciones de los ejes de referencia se convierten en los valores de los ángulos de rotación – diseño alrededor de la misma, pero en la salida de la otra magnitud. Sin embargo, se encuentran y giroscopios, un dispositivo que "afilada" es en virtud de la rotación.

Además de estos sensores, existen MEMS acelerómetros, utilizan otros principios. Por ejemplo, los sensores basados en пьезоэффекте. En lugar de desplazamiento de los revestimientos del condensador, en акселерометрах de este tipo se produce la presión como peso en пьезокристалл. El principio básico es el mismo que en пьезозажигалках – bajo la influencia de la deformación de estos se utilizan produce la corriente. De los valores de tensión, sabiendo los parámetros del sistema, se puede encontrar la fuerza con la que el peso que pesa sobre el cristal y, por tanto, calcular la búsqueda de la aceleración.
 


El principio básico de funcionamiento de los acelerómetros en пьезоэлементах [2]

Muy detalle principio de acción y de opciones de MEMS-giroscopios y acelerómetros se describen en el artículo [1].

El nivel electrónico de la

Existen programas que permiten realizar en un dispositivo móvil, funcionalidad como la construcción de instrumentos, como la plomada y el nivel, basándose en los datos obtenidos de acelerómetro y giroscopio.
 


"Nivel" en el dispositivo móvil [4]

Al utilizar este software, debe tener en cuenta que las lecturas digitales de los sensores, en este caso, a sabiendas de que es el menos preciso de lo real "analógica" de la herramienta. Los sensores situados en el dispositivo móvil, están destinados, sobre todo, para realizar un seguimiento de la rotación de la pantalla en juegos y otras aplicaciones, no se requiere la precisión necesaria para la realización de obras de construcción. Por lo tanto, estos sensores, a diferencia de los instrumentos reales, no están calibrados en fábrica y las tolerancias de colocación dentro de la unidad pueden ser demasiado grandes para garantizar un nivel de precisión adecuado.

Para algunos modelos de dispositivos móviles, existe software que permite calibrar los sensores. El proceso de calibración se realiza mediante la ubicación de su dispositivo en la pre-alineado con la ayuda de instrumentos reales de superficie. El software se escribe en la memoria del dispositivo lecturas de los sensores, los cero la desviación de la horizontal de cada uno de los ejes, y estos valores se utilizan al calcular el nivel. Este procedimiento permite mejorar considerablemente la precisión de lectura virtual de la unidad, sin embargo, su efecto es de corta duración y puede ser interrumpida por diversas influencias externas, que van desde golpes mecánicos hasta la posición en los fuertes de los campos electromagnéticos.

Micrófonos y sensores de presión

Estos componentes también son construidos en base a MEMS de los elementos.

Se organizan es más fácil que nunca. En principio los elementos importantes en este micrófono, solo dos: es una ocupación de – la membrana, y más grueso, inmóvil ocupación. Bajo la influencia de la presión de aire de membrana se desplaza, cambia la capacidad entre los revestimientos – al constante la carga cambia la tensión. Estos datos convierten a la amplitud y la frecuencia de la onda de sonido.
 

Para minimizar la influencia de la presión de aire inmóvil revestimiento, la ocupación de перфорируется. Además, debajo de ella se hace relativamente grande nicho obligatoria de la abertura de ventilación. La idea es que el único elemento móvil en el sistema ideal debería ser la membrana y sólo ella. Como en el caso de акселерометрами, aquí se puede utilizar пьезоэффект – en este caso, debajo de la membrana se pone пьезокристалл. Es más – como en el caso de пьезоакселерометров: la presión de aire se transmite a la membrana en estos se utilizan, debajo del cristal produce la corriente. La tensión se mide y se traduce en la amplitud y la frecuencia del sonido.

Lo que es bueno para el sonido, adecuado para la medición de la presión en otras áreas. Similares a los micrófonos MEMS del sistema se pueden utilizar como sensores de presión [1].

Medidor

Sensores de sonido, que constituyen los micrófonos de los dispositivos móviles, es lógico utilizar como шумомера aparato diseñado para medir el nivel de sonido. De hecho, es necesario establecer la dependencia del nivel de la señal de salida del micrófono de la amplitud de oscilaciones acústicas alrededor de su membrana (llamaremos a esta dependencia de interconexión característica). Sin embargo, hacer esto no es tan fácil, a pesar de que el software apropiado que existe.

Cuando se intenta medir el nivel de ruido mediante el dispositivo móvil, nos enfrentamos con dos problemas. El primer problema se extiende a todos los sensores en los dispositivos móviles, y es que no son instrumentos de medición. Con respecto a los micrófonos esto significa, ante todo, una amplia gama de parámetros que influyen en la respuesta de transmisión de la característica de micrófono. En pocas palabras, incluso los micrófonos del mismo fabricante, instalados en el dispositivo de un modelo para medir el mismo nivel de ruido producir resultados diferentes. En teoría, se podría calibrar los micrófonos, pero nadie lo hace.

El segundo problema es más de la naturaleza específica y anula los posibles beneficios de la calibración de micrófonos. El hecho de que en casi todos los modernos dispositivos móviles se aplican de adaptación de los algoritmos de reducción de ruido. Estos algoritmos están diseñados para mejorar la calidad de la transmisión principal de la información de audio – voz, y se basan en el aumento de la relación señal útil a ruido proviene de la señal del micrófono. Por tanto, la señal proveniente del micrófono, se somete a complejos no lineales transformaciones como consecuencia de procesamiento digital y el nivel de ruido, que trata de medir el programa que implementa medidor, tiene poco que ver con el nivel real de la entrada de micrófono. En teoría, una vez más, los algoritmos de reducción de ruido puede desactivar, sin embargo, dada la gran variedad de dispositivos móviles en el mercado, es dudoso suponer que los autores de software han previsto la desactivación de estos algoritmos en todos los dispositivos.

Como resultado de todo lo anterior se puede concluir que el medidor en un dispositivo móvil puede mostrar los resultados, no tienen absolutamente ninguna relación con la real el nivel de ruido, y contar con su testimonio para la investigación, no se puede.

Analizador de espectro de sonido

Analizador de espectro diseñado para mostrar la distribución de la energía recibida de la señal de audio (es decir, en la imagen sonora alrededor de un teléfono inteligente) de las frecuencias.
 


El resultado del análisis espectral de la señal de audio [5]

La aplicación de спектроанализатора permite evitar el problema de la dispersión de transmisión de las características de los micrófonos, ya que en los resultados de su trabajo los investigadores interesados en el valor absoluto de la intensidad de la señal y su distribución de frecuencias. Si no hubiera habido una distorsión de la señal, entonces el resultado del análisis espectral se podría considerar como objetivo el reflejo del ambiente en el dispositivo móvil de altavoces de la obra, aunque смасштабированное con un factor. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, la señal de micrófono se somete a procesamiento adaptativo, se distorsiona y, en consecuencia, la distribución de la energía en las frecuencias cambia. Estándar telefónica con el canal utilizado para la transmisión de la información oral, ocupa la banda de 300 a 3400 hz, lo que permite distinguir las voces de la voz y para limitar el ruido y las crecientes con el aumento de la banda [6]. Los niveles de las señales fuera de esta banda, se reducen, ya que, a priori, se considera que estas señales son un obstáculo al hablar.

Por lo tanto, el analizador de espectro de sonido, implementado en un dispositivo móvil, así como el sonómetro, se recibe en la entrada de la señal, no refleja el verdadero sonido ambiente, y no se puede utilizar cuando la realización de estudios serios de investigación.

El sensor de humedad relativa

Uno de los más modernos elementos diseñados para la medición de la humedad relativa del aire en los dispositivos móviles, es el chip de Si7005 de producción de la compañía de Silicon Labs. [7]
 


El Chip De Si7005 [8]

Para la medición de la humedad relativa se utiliza polímero dieléctrica película con alta constante dieléctrica, formada en el cristal, y el esquema mixto de procesamiento de señal, hechos de техпроцессу CMOS. Los sensores están disponibles en cajas de tipo QFN dimensiones de 4 x 4 mm. Dependencia absoluta de la incertidumbre de medición de la humedad relativa del valor medido se describe el calendario:
 

 

Como muestra el gráfico, la medición de la humedad relativa, valor que es inferior al 80 %, el sensor proporciona un margen de error en el nivel de ± 4,5 %. Cuando el aumento de la humedad superior al 80 % error comienza a crecer linealmente y alcanza ± 7 % cuando la humedad absoluta.
Además de la humedad, de este chip también permite la medición de la temperatura con una precisión de ± 0,5° C. [8]

Психрометр

Se describe la tecnología en el segmento de los dispositivos móviles es bastante nuevo, y el autor todavía no se dejaba coger ningún dispositivo, equipado con sensor de humedad. Sin embargo, estos dispositivos aparecen, aparece y el software que le permite leer estos sensores. A juzgar por las características del chip, se puede proporcionar una aceptable para la mayoría de las tareas de investigación precisión. Sin embargo, cuando las mediciones se debe tener en cuenta que el sensor se encuentra directamente en el propio chip, lo que debe pasar un tiempo de cargar la unidad en el ambiente hasta el momento, cuando se puede obtener adecuados resultados de la medición. La magnitud de este retraso se puede determinar sólo experimentalmente para cada dispositivo específico.

La brújula electrónica

Prácticamente en cada un moderno dispositivo móvil está integrada a un sistema de navegación, uno de los componentes que es el e-brújula magnética. Físicamente en el dispositivo se implementa en forma de chip, el principio de funcionamiento, que se basa en el efecto Hall [9] – el fenómeno de la aparición de la transversal de la diferencia de potencial (voltaje) cuando se coloca un conductor con corriente constante en un campo magnético. La magnitud de este voltaje depende de la orientación del conductor con respecto a las líneas de inducción magnética del campo magnético. Por lo tanto, la medición de la sección transversal de la tensión en el explorador de windows, creado por el campo magnético de la Tierra, se puede definir su posición con respecto al norte, y por lo tanto, la posición del dispositivo móvil.

Hay que tener en cuenta que la precisión y el funcionamiento de este brújula depende de un gran número de factores. El campo magnético de la Tierra son bastante débil, por lo tanto, la sensibilidad del chip debe ser alta. Sin embargo, esto conduce al hecho de que está siendo colocada en el interior del dispositivo напичканного otros componentes electrónicos, queda expuesta a la gran cantidad de interferencias que reducen la precisión de la medición.
Además, las lecturas de la brújula es muy grande la influencia de los cercanos objetos de metal, incluidas las piezas del dispositivo móvil, distorsionan la forma de campo magnético cerca de un chip. Bastante a menudo (especialmente en los modelos baratos de dispositivos, cuyo desarrollo no se ha asignado una cantidad suficiente de ingeniería de recursos en el desarrollo de un sistema de navegación) se encuentra totalmente colapsado brújula que muestra aleatoria de posición respecto del norte.

La precisión de la medición electrónica moderna brújulas en dispositivos móviles alcanza unidades de grados (en promedio, 3-5). Al máximo la exactitud de las indicaciones que proporcionan a la disposición horizontal del dispositivo. Cuando la desviación de la horizontal de cualquiera de los ejes error en la determinación de la dirección norte comienza a aumentar, alcanzando su máximo, con la ubicación de su dispositivo perpendicular a la superficie de la Tierra.
Por último, otra característica de estas aeronaves es la capacidad de magnetizar. Después de una larga permanencia cerca de ферромагнетика, especialmente magnetizado, compás empieza a emitir el valor de la dirección, con la constante de error. Para deshacerse de este efecto, es necesario "размагнитить" la brújula (por lo general, este procedimiento se realiza cuando se reinicia el móvil), para luego realizar un proceso de calibrar el que se describe por el fabricante de la metodología.

Por lo tanto, se puede formular recomendaciones que se deben seguir para el uso de electrónica de la brújula magnética:

  • antes de empezar a usar el realizar la comparación de las lecturas de las lecturas convencionales de turismo de la brújula, para asegurarse de que su principio de funcionamiento;
  • antes de comenzar el uso de la brújula размагнитить y calibrar;
  • cuando se trabaja para mantener el dispositivo móvil paralelo a la superficie de la Tierra;
  • evite la proximidad a un dispositivo masiva de objetos de materiales ferromagnéticos (llaveros, etc.);
  • fiables tomar las lecturas de la brújula, tomadas en la zona abierta (lejos de los grandes objetos metálicos, tales como vallas, puertas, etc.).

El sistema de navegación por satélite GPS/glonass

En realidad, los propios sistemas de navegación por satélite existen independientemente de los dispositivos móviles y constituyen un gran número de satélites, situados en geoestacionarios y otras órbitas alrededor de la Tierra. Cada uno de estos satélites emiten una señal de radio. En los dispositivos móviles, integran el receptor y el propio sistema de antena, que permiten la recepción de señales de radio de los satélites, así como el software que permite a estas señales calcular las coordenadas actuales del dispositivo.
En este momento hay sólo dos funcionan los sistemas mundiales de navegación por satélite:

  • GPS (Global Positioning System – sistema de posicionamiento global) – diseñado, implementado y operado por el departamento de defensa de estados unidos. En la actualidad emplea a 31 de escritorio satélite. La precisión típica de los modernos receptores GPS en el plano horizontal es de aproximadamente 6 a 8 metros, en condiciones de buena visibilidad de los satélites y el uso de algoritmos de corrección. En el territorio de los estados unidos, canadá, japón, china, la unión europea y la india tiene la estación de WAAS, EGNOS, MSAS, etc. la transmisión de la enmienda para el modo diferencial, que permite reducir el error de 1 a 2 metros en el territorio de estos países. Cuando se utiliza más complejos diferenciales modos, la exactitud en la determinación de coordenadas puede llevar hasta 10, Inicialmente, el GPS ha sido diseñado puramente militar el proyecto. Pero después, en 1983, вторгшийся en el espacio aéreo de la unión soviética avión de korean con 269 pasajeros a bordo fue derribado por la confusión de la tripulación en el espacio, el presidente de estados unidos, ronald reagan, con el fin de evitar que en el futuro tragedias similares permitió el uso parcial del sistema de navegación para fines civiles. Para evitar la aplicación del sistema para las necesidades militares de precisión se ha reducido especial el algoritmo de [10]
  • Glonass (global de Navegación por Satélite Sistema) – soviética de la federación de rusia y sistema de navegación por satélite, elaborado por encargo del ministerio de defensa de la urss. Consultado el 5 de marzo de 2013, sólo en la composición del sistema se encuentra el 29 de satélites, de los cuales la asignación de 24. Declarada la exactitud en la determinación de las coordenadas de 3-6 m. [11]

En el proceso de desarrollo y construcción, se encuentra el sistema europeo de posicionamiento por satélite GALILEO, sin embargo, se espera que se puso en marcha sólo en los años 2014-2016. [12]
El único propósito de la de los sistemas mundiales de satélite de posicionamiento es la determinación de las coordenadas, la velocidad y dirección de movimiento del dispositivo, así como reciba la señal de la hora exacta. El resto de las funciones proporcionadas modernos dispositivos móviles (sistema de navegación, trackers, buscar en el mapa "realidad aumentada", etc.) son el resultado de un software de procesamiento de derivados de los sistemas de navegación de datos y no tienen ninguna relación con nosotros estos sistemas.

La precisión en la determinación de coordenadas al uso de los sistemas de satélites de navegación depende en gran medida de la cantidad de satélites, las señales de los cuales recibe un mecanismo de abonados. Además, la precisión depende de la apertura del espacio, de la altura utilizadas por los satélites sobre el horizonte. En las regiones polares la precisión se reduce considerablemente. Cuando este uso simultáneo de ambos sistemas de navegación ya ha dado un aumento significativo de la precisión. El proyecto europeo EGNOS, utiliza las señales de ambos sistemas, da la precisión en la determinación de coordenadas en el territorio de europa a nivel de 1,5-3 metros. [11]

La principal desventaja de los sistemas de satélites de navegación es la necesidad de la ubicación del dispositivo móvil en la zona de la disponibilidad de señales de radio enviadas por los satélites. En espacios cerrados (no sólo en las cuevas, a menudo, incluso en los edificios a una distancia de unos pocos metros de la ventana) estas señales, o no están, o la cantidad de satélites disponibles no es suficiente para determinar las coordenadas del dispositivo. Anteriormente la precisión se logra sólo al aire libre.

Además de los sistemas de satélites de navegación, los dispositivos móviles actuales proporcionan otras formas de la definición de sus coordenadas actuales. Así, la tecnología A-GPS permite que unos determinar las coordenadas de los dispositivos de señales de las estaciones base celulares de sistemas [13].
 


El principio de funcionamiento del sistema A-GPS [13]

La tecnología LBS (Location-based service) que permite definir la ubicación de un dispositivo, utilizando la información sobre la disponibilidad de puntos de acceso WiFi. La exactitud en la determinación de las coordenadas con el uso de estas tecnologías en general es de no menos de 50 m, y he aquí la velocidad de movimiento del dispositivo no se define en absoluto. El principal inconveniente de estos métodos se define el principio de su acción: A-GPS, el dispositivo debe estar registrado en la red del operador móvil, y para el uso LBS requiere el acceso a través de internet al servidor del proveedor del servicio correspondiente, en el que se almacenan los datos de las coordenadas de las estaciones base WiFi.

En los modernos dispositivos móviles se aplican todas las posibles tecnologías para determinar la ubicación. El uso permite determinar la ubicación de un dispositivo en prácticamente cualquier entorno. Las diferencias son sólo queda precisión y la integridad de los datos, que dependen de muchos factores, de la cantidad de señales disponibles de los sistemas satelitales, la posibilidad de acceso al sistema de telefonía móvil, a internet. La precisión de la definición de la ubicación actual del dispositivo oscila en el rango de 50 a 1,5 m.
 

El posicionamiento de los dispositivos

Aquí sólo se puede repetir, que, en realidad, la exactitud en la determinación de sus propias coordenadas modernos dispositivos móviles en un promedio de 5 a 10 metros. Por lo tanto, no tiene sentido utilizar en las tareas que requieren el seguimiento de la ubicación de algo en un radio de menos de 100 a 150 m, en este caso, los resultados del experimento se extraordinariamente fuerte зашумлены las fluctuaciones aleatorias del sistema de navegación.
No vale la pena también una manera de tratar de determinar la movilidad de un objeto – incluso cuando se fija el dispositivo móvil, el sistema de navegación mostrará las coordenadas con algunas diferencias, como si el dispositivo se movía dentro de la zona, el tamaño de la que se define el margen de error en la determinación de coordenadas en las condiciones actuales.

Cronómetro/temporizador

Los dispositivos móviles también se utilizan para definir los intervalos de tiempo. Aquí se puede decir que la precisión de la sincronización de tiempo de los dispositivos más que suficiente como para determinar de manera precisa el tiempo, como para la estimación de los intervalos de tiempo entre eventos. Es necesario tener en cuenta que los intentos de evaluar la duración de los intervalos inferiores a 1 con el que contarán con grandes márgenes de error, pero no debido a las limitaciones del dispositivo móvil, y en vigor inerte de la reacción de quién realiza el experimento. El hombre físicamente no es capaz de realizar acciones en tales periodos cortos de tiempo, el retraso entre el evento y la respuesta en él humanos muchas veces mayor que la tolerancia, definida por la configuración del dispositivo. Para la evaluación de esos cortos intervalos es mejor utilizar la grabación de vídeo de eventos: su bloque a bloque análisis permitirá a la orden de aumentar la precisión.

El sensor de luz

Es uno de los sensores utilizados en los teléfonos inteligentes actuales. La base de este tipo de sensores casi siempre se encuentran las células solares de semiconductores electrónicos de los aparatos que transforman la energía de los fotones en energía eléctrica. [15]

La tensión creada la fotocélula, proporcional a la iluminación del sensor. Por lo tanto, con la ayuda de similares características, puede, por ejemplo, ajustar automáticamente el brillo de la pantalla del dispositivo en función de la iluminación exterior. En realidad, esto es más común su uso. Posibilidades de aplicación de estos sensores durante la investigación de las nof son bastante pequeños.

El sensor de proximidad

El sensor de proximidad capaz de detectar la presencia de objetos en la proximidad inmediata al dispositivo sin necesidad de contacto físico. El sensor de proximidad crea un campo electromagnético o radiación electromagnética (por ejemplo, la radiación infrarroja), y supervisa los cambios de campo o analiza la señal reflejada. Con el sensor de proximidad se bloquea la pantalla táctil para evitar aleatorios de acción o de toques en la pantalla durante una llamada, por ejemplo, cuando el teléfono inteligente está situado cerca de la oreja, también se reduce la carga en la batería. [16]

Así mismo, como para el sensor de luz, la posibilidad de utilizar el sensor de proximidad durante la investigación de las nof muy pequeña.

Los sensores de temperatura

El principio de funcionamiento de los sensores de temperatura construido en función de la resistencia (conductividad) de los elementos de la temperatura: cuanto mayor sea la temperatura del explorador, mayor es su resistencia. Por lo tanto, la medición de la resistencia de pre-calibrado del explorador, se puede conocer su temperatura. La ubicación de un explorador dentro de la unidad se mide la temperatura interna, cerca de su superficie externa.

Терометр

Si la temperatura interna del dispositivo en el estudio de nof no tiene valor, para la evaluación externa de estos sensores es posible utilizar. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el máximo lecturas precisas en este caso se puede obtener en caso de que el sensor sumergido en el ambiente, la temperatura que se desea medir. Así, si se mide la temperatura del aire, el dispositivo mostrará la suficiente precisión sin ninguna acción adicional. Sin embargo, si desea medir la temperatura del líquido, entonces, no será suficiente con tocar el teléfono a su superficie–, se debe a este líquido para mojar en el tiempo para el sensor de temperatura igual a la medida. Hay que tener en cuenta que no cada dispositivo sostiene tal con la manipulación. Sin embargo, incluso en este caso, el error de medición de la temperatura difícilmente será de menos de 1-2 grados, ya que, a pesar de las características del sensor, él no está aislado, y todos los demás componentes que generan calor, lo que distorsiona los resultados de las mediciones. Además, será muy manifiesta la dependencia de la precisión del valor medido – después de todo, los sensores en los dispositivos móviles no son instrumentos de medición.

La cámara

La cámara dispone de casi todos los modernos dispositivos móviles. Se han encontrado un gran número de aplicaciones y se utilizan tanto para la fotografía como para la grabación de vídeo, la aplicación de videollamadas, etc.
El elemento principal de cualquier moderna cámara digital – светочувствительная la matriz diseñada para la conversión de проецированного en ella óptico de la imagen analógica en una señal eléctrica o en un flujo de datos digitales (si tiene adc directamente en la composición de la matriz).
 


La matriz de la placa de circuito impreso de la cámara digital [17]

En los modernos dispositivos móviles se utilizan matrices de tres tipos [17]:
Ccd (CCD) [18]. Se componen de fotosensibles фотодиодов, realizado a base de silicio, utilizan la tecnología ccd — dispositivos de carga acoplada. Ccd fueron la primera generación sensibles a la luz de las matrices utilizadas en los dispositivos móviles. En la actualidad está en proceso de que se vieran cmos sensor.

Cmos sensor (CMOS) [19]. Se basan en la tecnología cmos. Cada píxel está provista de un amplificador de lectura, y el muestreo de la señal de un determinado píxel se produce, como en los chips de memoria, de manera arbitraria. SIMD WDR de la matriz, también realizado en base a la tecnología cmos, tiene enmarcado por cada uno de los píxeles y el sistema automático de la configuración de tiempo de su exposición, lo que permite aumentar radicalmente fotográfica de la latitud del dispositivo. Según datos de principios de 2012, los dispositivos del tipo CMOS ocuparon el 92% del mercado [20].
Live-MOS de la matriz [21]. Se han creado y se aplican por Panasonic. Se basan en mos de la tecnología, sin embargo, contienen un menor número de conexiones de un píxel y se alimentan de menor tensión. Gracias a esto, y gracias simplificada de la transferencia de registros de señales de control y tiene la posibilidad de recibir la "vida" de la imagen si no tradicional para este modo de funcionamiento el sobrecalentamiento y el aumento del nivel de ruido.

Como se puede observar, la gran mayoría de los dispositivos móviles actuales utiliza cmos de la matriz. Esto se explica por su alta eficiencia energética, así como el bajo costo de producción. En este caso, como suele ocurrir en estos casos, algunos sufre la calidad de las imágenes: si los parámetros de la sensibilidad a la luz y estructural de ruido modernas cmos y ccd prácticamente no varían, lo térmica de ruido en el cmos matrices anteriormente. Como consecuencia de imágenes cmos de matrices, la más ruidosas [19] (si automáticos se aplican algoritmos de suavizado, las imágenes se obtienen varios "замыленными").

Las características de las matrices, como la sensibilidad a la luz (más corto sensibilidad), la relación señal-ruido y el tamaño físico de píxel claramente interrelacionados (para matrices creadas por la misma tecnología). Cuanto más físico que el tamaño de píxel, mayor es la resultante relación señal-ruido a través de la sensibilidad, o mayor es la sensibilidad, dada una relación señal-ruido. El tamaño físico de la matriz y su resolución identifican de manera única el tamaño de píxel. El tamaño de píxel directamente determina una importante característica de fotografía latitud.

Todo esto habla de que la imagen obtenida con el uso de dispositivos móviles, en los que debido a un duro déficit de espacio libre (con muy raras excepciones) se aplica la matriz de muy pequeño tamaño, casi nunca pueden tener una calidad comparable a la de las imágenes, obtenidas con la ayuda de plenos de las cámaras. En su mayor parte, bastante buena y las imágenes se obtienen cuando se toma durante el día, con un modesto luz. En todos los demás casos (con poca luz, al sobrecalentamiento de la iluminación, etc.), la matriz no es capaz de emitir la calidad de la señal, y el dispositivo móvil está tratando de mejorar la calidad de las fotos con la ayuda de algoritmos de software de procesamiento. En la imagen, casi siempre se realizan suficientemente fuertes distorsiones.

Además, para mejorar la sensibilidad a la luz de la matriz, los fabricantes amplían el rango de longitudes de onda, en la que ella responde. La gran mayoría de las matrices de los dispositivos móviles actuales es sensible en materia de infrarrojo cercano. Se puede comprobar haciendo una foto normal del mando del televisor, si mantiene pulsado sobre él botón. Por lo tanto, casi todas las fotos con dispositivos móviles está presente la parte invisible al ojo humano del espectro.
 

Medidor de distancias, etc.

Existe una gran variedad de programas de software que permiten estimar la distancia hasta los objetos, su lineales dimensiones (altura, longitud, superficie. Todos estos programas se basan en la determinación de los más simples geométricas, proporciones y utilizan los componentes de los dispositivos móviles actuales, como la cámara y los sensores de posición (acelerómetro y giroscopio).
 


El principio de funcionamiento de los programas de SmartMeasure [22]

Se debe tener en cuenta que estos programas dan un resultado exacto sólo en condiciones limitadas de aplicación: en los casos en que el hombre se encuentra en el mismo nivel con la base del objeto de la medición, entre ellos no hay irregularidades en el paisaje y así sucesivamente En el resto de casos (es decir, en el uso real de la) incertidumbre de medición será lo suficientemente grande.
 

La confusión

Además de muy útiles los programas, el uso que puede ayudar en la investigación nof, hay una serie de aplicaciones de entretenimiento, que imitan el funcionamiento de la unidad, pero no proporcionan información real. Como ejemplos de los más comunes de ellos se puede citar los siguientes:

  • radiografías;
  • la cámara;
  • cámara de la visión nocturna;
  • el contador geiger
  • un detector de metales.

En los modernos dispositivos móviles faltan componentes, que permitan implementar estas funciones. Por lo tanto, el resultado de estos trabajos virtuales "instrumentos" simplemente se reproduce. Así, los rayos x, la cámara y la cámara de visión nocturna son de aplicación, cuyo funcionamiento consiste en una distorsión de las imágenes obtenidas con la cámara del dispositivo, a través de los filtros digitales. Los resultados de esta distorsión son los siguientes
 


La vela blanca de la servilleta con la ayuda de la opción "Radiografía"

 


La vela blanca de la servilleta con la ayuda de la opción "Cámara"

 


Procesamiento de fotos en el programa de "Cámara de la visión nocturna" [22]

Sin embargo, el progreso no está en su lugar. El 18 de febrero de 2016 anunciado el primer teléfono inteligente del mundo con una función de cámara [23].

La empresa Bullitt ha anunciado el primer teléfono inteligente del mundo con una función de cámara. Sobre esto informa Gizmodo.

Modelo S60 entra en la línea de gadgets de la marca Cat. Térmico de un módulo para el dispositivo suministra FLIR Systems, especializada en термографических sistemas.

El smartphone muestra la imagen térmica en la pantalla en tiempo real en la resolución de 640 x 480 píxeles. Guardar las lecturas en forma de imágenes y de vídeo.

"Contador geiger" y "detector de metales" y no sólo imitan las lecturas de los instrumentos, basándose en los generados por ellos mismos datos aleatorios.

La salida de

Los dispositivos móviles actuales se juntó casi todos los logros de la tecnología moderna de sistemas microelectromecánicos a los sistemas de satélites de posicionamiento global. Estos dispositivos permiten al investigador un gran arsenal de herramientas que le pueden ayudar en el trabajo. Sin embargo, el uso que se les debe con cuidado, claramente imaginando el principio de funcionamiento de cada componente y las características de su uso en determinadas condiciones.

Antes de comenzar a utilizar la mayoría de las descritas en este artículo, las funciones, es necesario determinar la idoneidad de lecturas de los sensores del dispositivo, compararlos con las lecturas reales de los aparatos. En algunos casos, pueden requerir pasos adicionales de calibración de los sensores, que pueden aumentar considerablemente la precisión de sus lecturas.

En un artículo no se puede describir toda la gama de funciones que ofrece modernos dispositivos móviles. Cientos de ellos, y cada día surgen nuevas. El conjunto necesario de cada investigador es de sí mismo, en forma individual, dependiendo de los conocimientos, hábitos y necesidades, sin embargo, en cada una de las herramientas que se utilizan en él debe estar seguro al 100 %.

Traducido del servicio de «Yandex.Traductor»


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