Anda sedang menonton video di YouTube dalam mode potret, dan layar real estat tidak cukup. Untuk mengatasi masalah ini, Anda melakukan apa yang akan dilakukan oleh siapa pun yang memiliki ponsel cerdas. Balikkan ponsel ke samping.
Segera setelah Anda melakukan ini, video memenuhi seluruh layar, dan semua opsi menu tidak terlihat, tetapi bagaimana ponsel Anda tahu tentang orientasinya?
Selain layar dengan kecepatan refresh yang tinggi dan antarmuka pengguna yang hebat, ponsel Anda memiliki beberapa sensor yang mendeteksi orientasinya di luar angkasa, tetapi bagaimana cara kerja sensor ini?
Memahami Kekuatan Fundamental Alam
Meskipun Anda dapat merasakan angin di wajah Anda dan air di tangan Anda saat hujan, apa yang tidak dapat Anda rasakan adalah kekuatan fundamental alam.
Gaya-gaya tersebut meliputi gaya gravitasi dan gaya elektromagnetik. Meskipun kekuatan ini tidak berwujud, mereka mempengaruhi semua yang kita lakukan. Bahkan, layar pada ponsel cerdas Anda mendeteksi perubahan kecil dalam gaya elektromagnetik untuk mendeteksi jari Anda. Tidak hanya itu, berat badan Anda juga ditentukan karena gaya gravitasi.
Sederhananya, gravitasi menerapkan gaya pada benda yang menyebabkannya berakselerasi dengan kecepatan 9,8 m/s^2. Karena percepatan ini, benda jatuh kembali ke tanah saat Anda melemparnya.
Di sisi lain, gaya elektromagnetik tidak dapat dirasakan seperti gaya gravitasi. Yang mengatakan, jika Anda menempatkan kompas di mana saja di dunia, itu akan mendeteksi medan magnet bumi di daerah itu dan menyelaraskan dirinya ke Kutub Utara.
Meskipun gaya elektromagnetik telah memungkinkan beberapa kemajuan teknologi, mereka tidak semuanya untuk kebaikan, dan radiasi elektromagnetik dalam dosis tinggi bisa berbahaya bagi tubuh manusia.
Memahami Teknologi Sensor di Smartphone Anda
Sensor pada ponsel cerdas Anda mendeteksi perubahan kekuatan alam untuk memahami orientasinya di ruang angkasa, tetapi bagaimana cara kerja sensor ini?
Nah, smartphone Anda memiliki ribuan sensor di motherboardnya, tetapi tiga jenis sensor utama yang memungkinkan ponsel Anda mendeteksi perubahan orientasinya.
Sensor deteksi orientasi ini menggunakan Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) untuk mengukur kekuatan alam. Untuk mengukur data, perangkat MEMS menggunakan bagian mekanis yang tertanam dalam silikon untuk menghasilkan sinyal listrik. Dengan menggunakan sinyal ini, ponsel cerdas Anda mendeteksi perubahan gaya yang bekerja padanya.
Diberikan di bawah ini adalah penjelasan singkat tentang cara kerja sensor ini.
- Akselerometer: Seperti namanya, accelerometer digunakan untuk mendeteksi perubahan akselerasi pada smartphone. Untuk mendeteksi perubahan ini, akselerometer menggunakan hukum inersia yang menyatakan bahwa benda yang diam akan tetap diam sampai dan kecuali ada gaya eksternal yang diterapkan. Untuk menggunakan konsep ini, massa tetap ditangguhkan antara struktur seperti pegas dalam sensor MEMS. Oleh karena itu, massa tetap tetap di tempatnya ketika telepon dipercepat karena inersianya menekan pegas. Kompresi pegas ini menghasilkan sinyal listrik yang memberi tahu smartphone bahwa sedang dipercepat.
- Giroskop: Giroskop memantau gaya rotasi pada ponsel cerdas Anda. Rotasi ini mengukur gaya Coriolis yang bekerja pada smartphone untuk memperkirakan berapa banyak yang telah diputar di sekitar pusat gravitasinya. Sederhananya, gaya Coriolis bekerja pada setiap benda di dalam benda yang berputar karena rotasinya. Giroskop menggunakan desain yang mirip dengan akselerometer tetapi dimodifikasi untuk mendeteksi perubahan saat smartphone berputar.
- Magnetometer: Karena arus yang mengalir di inti bumi, medan magnet menelannya. Mendeteksi medan ini membantu smartphone memahami orientasinya dengan utara sebenarnya dari medan magnet bumi. Smartphone dilengkapi dengan sensor efek Hall tiga sumbu untuk mendeteksi perubahan ini. Sensor ini menggunakan hukum induksi elektromagnetik Faraday untuk mendeteksi medan magnet. Menurut hukum ini, konduktor pembawa arus menghasilkan gaya gerak listrik ketika medan magnet di sekitarnya berubah. Karena perubahan tegangan ini, sensor dapat digunakan untuk mendeteksi orientasinya terhadap kutub magnet bumi.
Sekarang setelah kita memiliki pemahaman dasar tentang sensor di ponsel cerdas kita, kita dapat melihat bagaimana mereka bekerja sama untuk mendeteksi posisi ponsel cerdas Anda.
Bagaimana Ponsel Anda Tahu Kapan Memutar Layar?
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, akselerometer dapat mendeteksi perubahan akselerasi, tetapi data ini saja tidak dapat digunakan untuk mendeteksi orientasi smartphone. Alasannya, gaya gravitasi selalu bekerja pada akselerometer, dan sensor sulit mendeteksi ketika perubahan akselerasi dimaksudkan untuk memutar smartphone.
Smartphone menggunakan fusi sensor untuk mengatasi masalah ini, yang memungkinkan sensor yang berbeda untuk berkomunikasi satu sama lain. Untuk mendeteksi orientasi telepon, akselerometer berkomunikasi dengan giroskop dan magnetometer.
Oleh karena itu, ketika telepon berputar, akselerometer mendeteksi perubahan akselerasi dan kemudian berkomunikasi dengan giroskop. Karena komunikasi ini, smartphone dapat memahami jika perubahan akselerasi ditujukan untuk rotasi.
Yang mengatakan, giroskop rentan terhadap kesalahan karena tidak dapat mempertimbangkan gaya gravitasi yang bekerja pada smartphone. Oleh karena itu, diperlukan sensor ketiga untuk mendeteksi perubahan orientasi sebuah smartphone. Sensor ini tidak lain adalah magnetometer pada perangkat Anda.
Magnetometer ini digunakan untuk mendeteksi perubahan posisi smartphone terhadap medan magnet bumi. Data ini, bersama dengan data dari akselerometer dan giroskop, digunakan untuk memutuskan apakah layar Anda perlu dalam mode potret atau lanskap.
Apakah Teknologi Sensor Masa Depan?
Akselerometer, giroskop, dan magnetometer mendeteksi perubahan gaya fundamental alam dengan menggunakan hukum inersia dan induksi elektromagnetik.
Smartphone menggunakan hukum dasar ini untuk mengaktifkan fitur seperti autorotation dan optical image stabilization. Yang mengatakan, smartphone sekarang menawarkan fitur inovatif dengan menggabungkan data dari sensor yang berbeda.
Contoh utama dari hal ini adalah rilis deteksi kerusakan pada perangkat Apple yang memungkinkan data dari sensor ini mendeteksi kecelakaan dan memperingatkan layanan darurat.