كيف يمكن للهواتف أن تعرف الإتجاه الصحيح عند الدوران؟؟؟

هناك الكثير من المميزات التي نجدها في الهواتف الذكية, ونحن نتعامل مع تلك المميزات بشكل تلقائي دون أن نسأل كيف يتم ذلك, مثلا عندما نشاهد فيديو علي الهاتف الذكي ونريد تعديل وضعية الشاشة فنقوم بقلب الهاتف للوضع الذي نريده فيستجيب الهاتف لذلك ويتم توجيه باقي القوائم للإتجاه الجديد.
فكيف يتم ذلك؟ كيف يمكن لهاتفك أن يعرف الإتجاه لأعلي أو لأسفل؟ فهو لا يمتلك حس حقيقي بالإتجاهات, أليس كذلك؟

سحر أجهزة قياس التسارع.

يوجد اليوم العديد من الأجهزة الإلكترونية بما فيها - الهواتف الذكية , التابلت , اللاب توب - لديها حس الجاذبية مصمم داخلها ويمكنها بذلك التفرقة بين الإتجاه لأعلي و الأتجاه لأسفل و ذلك بفضل جهاز يسمي مقياس التسارع.
مقياس التسارع: جهاز يقيس الإتجاه الصحيح أو قوة الجاذبية "G-Force" عند نقطة معينة, و كما يعرف الجميع فإن في ظل الظروف القياسية فأي شئ علي سطح الأرض يخضع لقوة الجاذبية " G-Force" و هي 9.8 متر/ثانية نتيجة جاذبية الأرض, ولهذا فإن مقياس التسارع سوف يقيس سوف يقيس 9.8م/ث عند الأرض و صفر خلال السقوط الحر.

إستخدامات مقياس التسارع.

إلي جانب الهواتف الذكية و أجهزة التابلت فإن مقياس التسارع يستخدم في العديد من الأنظمة الإلكترونية الأخري بما فيها نظام الملاحة بالقصور الذاتي للطائرات و الصواريخ و نظام تثبيت الطيران في الطائرات بدون طيار و أنظمة منع الإصطدام في المركبات و الكثير من الأنظمة الأخري.
لكننا في هذا المقال سوف نتعرف علي كيفية عمله في الهواتف الذكية.

كيف يعمل جهاز مقياس التسارع.

إن جهاز مقياس التسارع القياسي يتكون من جزئين أساسيين:
1- إطار لتبييت الآله و هو ملحق بالجهاز المراد.
2- كتلة زلزالية - متحركة - متصلة بإطار التبييت.
وعلي عكس إطار التبييت فإن تلك الكتلة تتحرك عندما يتغير إتجاه إطار التبييت عند تحريك الجهاز, و لفهم كيف يعمل ذلك أنظر إلي الصورة التالية حيث أن الكتلة المتحركة هي زنبرك متصل بكرة ثقيلة معدنية.

صورة توضح ألية عمل جهاز التسارع

قوة الجاذبية التي تعمل علي كامل الجهاز يمكن حسابها من مدي تمدد الزنبرك, لكن وجود الزنبرك و الكتلة الثقيلة داخل هاتف ذكي تجعله ضخم علي غير العادة, ولذلك فإن المهندسين قد قاموا بحل تلك المشكلة في الهواتف الذكية حيث وضعوا رقاقة صغيرة جدا داخل الهواتف الذكية و التي تكون إطار لوضع مقياس التسارع و بالتالي مساعدة الهاتف في معرفة الإتجاه الصحيح.
تلك الرقاقة صغيرة جدا جدا يبلغ عرضها 500 ميكرو - أي واحد علي ألف من المليمتر - وهي مصنوعة عن طريق حفرها في قطعة من السيليكون بإستخدام هيدروكسيد البوتاسيوم بالإضافة إلي إطار للتبييت متصل بالهاتف, ولديها أيضا قسم يشبه المشط يتحرك ذهابا و إيابا. و علي الرغم من أن هذا المقياس أكثر تقدما من المقياس الذي تحدثنا عنه في الأعلي إلا أن الأجزاء الرئيسية تعتبر متطابقة, فالكتلة المتحركة متمثلة في القسم الشبيه بالمشط و الزنبرك متمثل في مرونة السيليكون الرقيق المتصل بإطار التبييت.

جهاز التسارع

وبالتالي فإنك عندما تحرك هاتفك الذكي لتغير إتجاهه إلي ناحية الأرض فإن القسم الرقيق الشبيه بالمشط في مقياس التسريع يتحرك ذهابا و إيابا مولدا تيار في تلك العملية كمية التيار الناتجة ترتبط بعد ذلك بالتسارع في إتجاه معين, وبمجرد أن يتجاوز التسارع في الإتجاه المحدد قيمة البداية فإن إتجاه الشاشة يتغير في الحال.

وهذا هو السبب في أن الشاشة لا يتغير إتجاهها إذا قمت بتحريكها بعض الشئ في إي إتجاه و إنما عليك أن تقوم بإمالة هاتفك الذكي بدرجة كاملة تقريبا حتي يتغير إتجاه العرض.

و الآن فكر في مدي الإختلاف الذي ستلاحظه لو لم يكن هناك تلك التكنولوجيا المعقدة لم نكن لنستمتع أبدا بأي مشهد فيديو بجودة عالية أو لعب الألعاب التي تتطلب إمالة الهاتف.