Så mycket av mobilen är egentligen bara sensorer

En modern mobiltelefon är betydligt mer än en skärm, ett batteri och en processor. Inuti den finns en mängd små sensorer som hela tiden mäter, registrerar och tolkar vad som händer runt omkring och inuti telefonen. De känner av rörelser, ljus, ljud, temperatur, position och mycket annat, ofta utan att vi ens tänker på det. Vissa sensorer används för uppenbara funktioner, medan andra arbetar i bakgrunden för att appar och system ska fungera som de gör. Men hur stor del av mobilen består egentligen av sensorer, och hur många finns det i en vanlig smartphone? Här tittar vi närmare på tekniken bakom.

Sensorerna som håller mobilen igång

En smartphone innehåller en imponerande mängd sensorer som arbetar i bakgrunden medan vi använder den. De är små, strömsnåla och ofta integrerade direkt i telefonens kretskort eller andra komponenter. Trots att sensorerna sällan syns är de avgörande för många av mobilens mest grundläggande funktioner.

Accelerometern känner av telefonens rörelser

En av de vanligaste sensorerna är accelerometern. Den mäter acceleration längs flera axlar och kan därför avgöra hur telefonen rör sig, lutar eller förändrar riktning. När skärmen automatiskt växlar mellan stående och liggande läge är det accelerometern som bidrar med informationen som behövs för att upptäcka förändringen.

Sensorn används också i spel där telefonen fungerar som en handkontroll. När du lutar mobilen åt sidan eller rör den framåt registreras rörelsen och kan omvandlas till en styrsignal. Stegräknare och träningsappar kan dessutom använda accelerometerns mätningar för att uppskatta fysisk aktivitet.

Gyroskopet mäter rotation

Accelerometern arbetar ofta tillsammans med ett gyroskop. Medan accelerometern framför allt registrerar linjär acceleration mäter gyroskopet telefonens rotation. Kombinationen gör det möjligt för mobilen att förstå betydligt mer exakt hur den hålls och rörs.

Det är särskilt användbart i spel, kamerafunktioner och appar för förstärkt verklighet, så kallad AR. När du riktar kameran mot omgivningen behöver telefonen kunna följa både små förflyttningar och rotationer för att digital information ska placeras korrekt i bilden.

Ljussensorn anpassar skärmen

En annan sensor som många använder utan att tänka på den är den omgivande ljussensorn. Den mäter hur ljust det är runt telefonen och kan styra skärmens ljusstyrka automatiskt. I ett mörkt rum behöver skärmen inte vara lika stark som utomhus en solig dag.

Det handlar inte bara om bekvämlighet. Genom att anpassa ljusstyrkan efter omgivningen kan telefonen också undvika att använda mer energi än nödvändigt. Sensorernas uppgift är därför inte enbart att ge appar information, utan även att hjälpa operativsystemet att optimera telefonens funktioner.

Närhetssensorn arbetar nära användaren

Vid telefonsamtal är närhetssensorn särskilt viktig. Den känner av när något befinner sig nära skärmen, exempelvis när du håller telefonen mot örat. Då kan mobilen stänga av pekskärmen för att förhindra att kinden råkar trycka på knappar eller avsluta samtalet.

På många moderna telefoner är sensorerna dessutom så tätt integrerade med andra komponenter att det inte längre är uppenbart var en viss sensor börjar och slutar. En del funktioner kan också använda flera sensorer samtidigt, vilket gör mobilen mer medveten om både sin egen rörelse och sin omgivning.

Från rörelse till position – så används sensordata

Sensorerna blir särskilt intressanta när deras information kombineras. En enskild sensor kan bara berätta en begränsad del av vad som händer, men tillsammans kan flera sensorer skapa en betydligt mer detaljerad bild av telefonens situation.

GPS och andra positionssystem

När du använder en kartapp är det lätt att tänka att GPS är den enda tekniken som behövs för att hitta din position. I praktiken kan mobilen använda flera olika system och sensorer för att bestämma var den befinner sig och hur den förflyttar sig.

Satellitbaserad positionering ger information om var telefonen befinner sig, medan exempelvis accelerometer och gyroskop kan hjälpa till att uppskatta rörelser mellan positionsmätningarna. Wi-Fi och mobilnät kan också bidra till positionsbestämningen, särskilt när satellitsignalerna är svaga.

Magnetometern fungerar som en digital kompass

Många smartphones har dessutom en magnetometer. Den mäter magnetfält och kan användas för att avgöra åt vilket håll telefonen är riktad. Det är grunden för den digitala kompassen som finns i många kart- och navigationsappar.

Magnetometern behöver dock inte arbeta ensam. För att få en stabil uppfattning om telefonens orientering kan informationen kombineras med data från gyroskopet och accelerometern. Genom så kallad sensorfusion kan telefonens programvara skapa en mer tillförlitlig uppskattning än vad en enskild sensor hade kunnat ge.

Barometern mäter lufttryck

Vissa smartphones har även en barometer som mäter lufttrycket. Den kan bland annat användas för att uppskatta förändringar i höjd. Det kan vara användbart i träningsappar och navigationssystem där skillnaden mellan exempelvis en gata och en högre våning behöver registreras.

Barometern kan också bidra till att telefonen förstår sin omgivning bättre. Lufttryck påverkas visserligen av väder och andra faktorer, så sensorn ger inte automatiskt en perfekt höjdangivelse. Men tillsammans med andra datakällor kan den ändå vara användbar.

Sensorerna matar apparna med information

Det viktiga är att sensorerna sällan bestämmer själva vad informationen ska användas till. De producerar mätdata som operativsystemet och apparna sedan kan tolka. En accelerometer kan exempelvis registrera en förändring i rörelse, medan en träningsapp använder informationen för att försöka avgöra om du går, springer eller står stilla.

Det innebär att en stor del av mobilens funktionalitet faktiskt bygger på att rådata från små komponenter omvandlas till något användbart. När du navigerar, spelar, tränar eller använder kameran sker därför betydligt mer mätning i bakgrunden än vad gränssnittet antyder.

Hur många sensorer finns egentligen i en smartphone?

Det finns inget enkelt svar på hur många sensorer en mobiltelefon har. Antalet varierar mellan modeller, tillverkare och prisklasser, och dessutom beror det på vad man räknar som en separat sensor. En telefon kan därför beskrivas som en samling av många olika mätfunktioner snarare än ett enda bestämt antal sensorer.

Kamera är också en form av sensor

Kamerorna är ett tydligt exempel. En bildsensor består av miljontals ljuskänsliga element som omvandlar inkommande ljus till elektriska signaler. Även om kameran framför allt betraktas som en funktion för fotografering är själva sensorn en av telefonens mest avancerade mätkomponenter.

Moderna telefoner kan dessutom ha flera kameror med olika brännvidder och funktioner. Vissa modeller kompletterar kamerorna med särskilda djupsensorer eller andra system som hjälper till att bedöma avstånd. Det gör det möjligt att exempelvis skapa porträtteffekter och förbättra autofokus.

Mikrofonerna registrerar ljud

Även mikrofonerna kan betraktas som sensorer eftersom deras uppgift är att registrera förändringar i lufttryck och omvandla dem till elektriska signaler. En modern smartphone har ofta flera mikrofoner som används på olika sätt.

Flera mikrofoner gör det möjligt att förbättra ljudupptagningen, minska störande bakgrundsljud och identifiera varifrån ett ljud kommer. Vid videosamtal, röstinspelningar och videofilmning kan telefonen därför behandla ljud från flera håll samtidigt.

Fingeravtryck och biometrik

På telefoner med fingeravtrycksläsare finns ytterligare sensorteknik. Beroende på konstruktion kan fingeravtrycket läsas med exempelvis optisk eller kapacitiv teknik. Syftet är att skapa en digital representation av fingeravtryckets unika egenskaper som sedan kan jämföras med information som redan finns lagrad på enheten.

Ansiktsigenkänning kan också använda sensorer och kameror för att analysera ansiktet. Mer avancerade system kan dessutom använda djupinformation för att göra identifieringen svårare att lura med en vanlig bild.

Temperatur, tryck och andra mätningar

Det finns också mindre uppmärksammade sensorer. Temperaturmätning kan användas för att övervaka exempelvis batteri och processor, så att telefonen kan anpassa sin prestanda och undvika överhettning. Vissa modeller innehåller ytterligare sensorer för särskilda funktioner.

Det intressanta är därför inte bara hur många sensorer som finns, utan hur tätt de är integrerade med telefonens övriga elektronik. En smartphone kan innehålla ett stort antal komponenter vars enda uppgift är att mäta något. Tillsammans fungerar de nästan som telefonens sinnen: de känner av rörelse, ljus, ljud, magnetfält, tryck, position och ibland även mycket mer.