Bagaimana telefon pintar tahu orientasi potret dan landskap secara automatik4 min read

Pernahkah anda mengaktifkan sistem putaran automatik pada telefon anda, ia dapat mengetahui sama ada telefon anda dalam posisi landskap ataupun potret. Juga, pada sesetengah telefon pintar, apabila anda mengangkat telefon anda daripada meja, ianya secara automatik akan menyalakan skrin utama. Fungsi ini membolehkan anda melihat Netflix dalam skrin landskap dengan hanya memusingkan telefon anda dalam posisi landskap. Selain itu, ia juga memudahkan anda bermain permainan video dalam orientasi telefon yang anda inginkan dengan mudah. Bagaimana telefon pintar anda tahu posisi dan orientasi sama ada atas dan bawah dan juga landskap dan juga potret secara automatik? Mesti ada sistem ataupun alat yang dapat memberikan info kepada perisian telefon tentang posisi telefon tersebut. Namun, apakah alat yang sangat ‘bijak’ tersebut?

Akselerometer

Jawapan pada persoalan tersebut ialah akselerometer atau dalam bahasa Inggeris, dipanggil Accelerometer. Apakah itu akselerometer? Akselerometer merupakah alat elektromekanikal yang mengukur daya pecutan (acceleration) yang disebabkan oleh pergerakan, graviti atau getaran.

Secara matematik, pecutan ialah ukuran kadar perubahan kelajuan sehubungan dengan masa. Ataupun, perubahan kelajuan dibahagikan dengan masa, seperti berikut:

a=\frac{Perubahan Kelajuan}{masa}=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{v_f-v_i}{\Delta t}

v_f ialah kelajuan akhir.
v_i ialah kelajuan awal.
Δv ialah perubahan kelajuan
Δv ialah perubahan masa

Terbina di dalam papan litar telefon anda, akselerometer pada peranti elektronik sangat kecil tapi mampu berfungsi sebagai alat elektromekanikal. Namun, apakah kaitan antara daya pecutan dengan orientasi telefon pintar anda?

Bagaimana akselerometer berfungsi?

Untuk mengetahui bagaimana telefon pintar tahu orientasi potret dan landskap secara automatik, kita perlu mengetahui bagaimana akselerometer berfungsi. Terdapat dua bahagian utama pada akselerometer. Perumah dan sebuah jisim seismik yang tergantung pada spring. Jika perumah digerakkan keatas, jisim tersebut akan bergerak lebih lambat disebabkan inersia lalu mengakibatkan spring menjadi regang. Jika kita boleh mengukur regangan spring tersebut, jumlah pecutan boleh dikira.

Dengan tiga set komponen diatas dan disusun dalam tiga paksi x, y dan z, kita boleh tahu jumlah daya pecutan dalam tiga dimensi. Komponen ini dipanggil akselerometer tiga paksi.

Kaitan antara daya pecutan dan juga orientasi telefon anda ialah graviti. Jika anda perasan, jisim di dalam perumah tersebut terjejas oleh graviti. Tarikan graviti bumi menyebababkan spring pada jisim tersebut regang dan akan menunjukkan bacaan 9.81 m/s² . Ini kerana jisim tersebut tertarik dengan daya pecutan graviti bumi iaitu 9.81 m/s² .

Bagaimana menentukan orientasi menggunakan akselerometer?

Anda boleh bayangkan apabila telefon anda dalam posisi potret, paksi y akan dipengaruhi oleh daya pecutan graviti. Lalu akan memberikan bacaan 9.81 m/s² atau 1g (g bersamaan 9.81 m/s²). Manakala, dalam orientasi landskap, paksi x pula akan dipengaruhi graviti lalu memberikan bacaan 1g pada paksi x akselerometer tersebut.

Persoalan sudah pun terjawab. Jika terdapat bacaan 1g pada paksi y, maka sistem telefon dapat tahu pengguna sedang menggunakan telefon dalam orientasi potret. Jika bacaan 1g dibaca ada paksi x, maka telefon dalam orientasi landskap.

Bagaimana akselerometer dapat muat dalam telefon?

Agak susah untuk kita bayangkan akselerometer yang mempunyai jisim, spring dan perumah diapat dimuatkan di dalam telefon. Nampak seperti tiada ruang untuk alat elektromekanikal tersebut untuk berada di dalam telefon.

Syukur, dengan adanya teknologi MEMS (Microelectromechanical systems) atau sistem elektromekanikal mikro, akselerometer dapat dimuatkan di dalam sebuah cip elektronik yang lebih kecil daripada hujung jari kelingking anda!

Lainnya akselerometer MEMS dengan yang kita gambarkan sebelum ini ialah tidak ada spring pada akselerometer MEMS. Bacaan ada regangan spring digantikan dengan bacaan kapasitans (capacitance) antara jisim dan elektrod. Lebar satu elektrod hanyalah dalam lingkungan mikro meter!

Rujukan

Livescience.com

https://www.credencys.com/blog/accelerometer/

Artikel Berkaitan

Apakah itu Hukum Ohm

Teknologi yang ada pada Dualsense Playstation 5