¡Nuestro smartphone reconoce si lo sujetamos horizontal o verticalmente y cambia la orientación de la pantalla cuando cambiamos de posición! Pero, ¿cómo reconoce realmente el smartphone cómo lo sujetamos?

 

Los smartphones tienen incorporados una gran variedad de sensores que no solo son necesarios para su funcionalidad y el manejo, sino que también hacen del smartphone un excelente dispositivo de medición. Los sensores de aceleración brindan la información relevante para que el smartphone pueda reconocer si se sostiene vertical u horizontalmente. Ahora veremos cómo funciona esto.

 

1. Considerando un peso que cuelga de un resorte (en la dirección y). ¿Cómo cambia la desviación del resorte cuando lo movemos en diferentes direcciones? (Para simplificar, suponga que el muelle solo se puede agrandar en una dimensión)

2. ¿Cómo podemos fabricar un acelerómetro mecánico usando tres resortes y pesos? En otras palabras, un aparato experimental con el que podemos medir en qué dirección aceleramos y con qué fuerza.

3. En la siguiente imagen puedes ver una imagen muy ampliada de un sensor de aceleración. Explica cómo funciona. Sugerencia: el acelerómetro consta de condensadores y un mecanismo de resorte. ¿Cómo se comporta el sistema de capacitancia de los capacitadores cuando se acelera el sensor?

4. Ahora explica cómo un smartphone puede detectar en qué posición lo sostienes con la ayuda de sensores de aceleración.

Si un peso está suspendido de un resorte y aceleramos el resorte en la dirección y hacia la dirección del resorte, la desviación del resorte aumenta o disminuye según la dirección en la que aceleramos. Si conocemos la masa del peso y la constante del resorte, podemos calcular la aceleración.

 

Consideramos que las aceleraciones en las direcciones x y z no cambian la desviación del resorte en este ejemplo. Si usamos tres sistemas de pesas de resorte ortogonales entre sí que están firmemente conectados a un cuerpo, la aceleración del cuerpo se puede determinar de esta manera.

En la imagen del sensor de aceleración, se pueden observar condensadores cuyas placas están conectadas por un sistema de resortes. Si se acelera el sensor, la capacitancia del capacitor cambia. Al igual que con el peso sobre el resorte, podemos calcular el cambio de capacitancia conociendo la masa en movimiento, la constante del resorte, la distancia entre las placas del capacitor y la capacitancia del capacitor en reposo.

 

El smartphone tiene tres sensores de aceleración que se colocan ortogonalmente entre sí. Esto hace posible averiguar en qué dirección apunta la aceleración provocada por la gravedad y determinar la dirección de la pantalla en consecuencia.