Os telemóveis reconhecem se os seguramos na horizontal ou na vertical, alterando a orientação do ecrã quando mudamos de posição.

Mas como é que o telemóvel reconhece o modo como o seguramos?

Uma grande variedade de sensores são instalados num telemóvel, que não só são necessários para a funcionalidade e manuseamento, como também fazem dele um excelente dispositivo para medições. Os sensores de aceleração fornecem informação relevante para que o telemóvel possa reconhecer se é mantido verticalmente ou horizontalmente. Como isso funciona?

 

1. Considere um peso suspenso numa mola (em direção y). De que forma a deflexão da mola muda quando movemos a mola em diferentes direções? (Suponha que a mola só pode ser distendida numa dimensão.)

2. Como podemos construir um acelerómetro mecânico, usando três molas e pesos? Planifique uma experiência que permita medir em que direção estamos a acelerar e com que intensidade isso ocorre.

3. Na imagem a seguir pode ver-se uma imagem ampliada de um sensor de aceleração. Explique o seu funcionamento. Dica: O acelerómetro é constituído por condensadores e um mecanismo de mola. Como se comporta a capacitância do condensador, quando o sensor é acelerado?

4. Explique de que modo um telemóvel pode detetar a forma que está a segurá-lo, com a ajuda de sensores de aceleração.

Se um peso for suspenso numa mola e acelerarmos a mola na direção y para a direção da mola, a deflexão da mola aumenta ou diminui dependendo da direção em que aceleramos. Então, se soubermos a massa do peso e a constante da mola, podemos calcular sua aceleração.

Neste exemplo idealizado, acelerações na direção x e z não alteram a deflexão da mola. Se utilizarmos três sistemas de peso de mola mutuamente ortogonais, firmemente ligados ao corpo, pode-se determinar, portanto, a aceleração do corpo.

Na imagem do sensor de aceleração, podemos ver condensadores cujas placas estão ligadas por um sistema de molas. Quando o sensor é acelerado, a capacitância do condensador muda. Tal como com o peso na mola, podemos calcular a alteração da capacitância se conhecermos a massa em movimento, a constante da mola, a distância entre as placas condensadoras e a capacitância do condensador na caixa não acelerada.

O telemóvel tem três sensores de aceleração que estão dispostos ortogonalmente entre eles. Isto torna possível descobrir a direção da aceleração devido à gravidade e determinar a direção do ecrã.