Измеряйте мир с помощью телефона в вашем кармане

Сценарии использования, объяснения принципов работы и честные заметки о создании измерительной платформы на базе телефона — по одной статье на каждый инструмент датчиков и пошаговую активность.

С чего начать

Карта территории и принципы, на которых строится все остальное.

Объекты, инструменты и активности: как устроен Sentio

Все приложение держится на трех китах: инструменты измеряют, объекты помнят, а активности объединяют несколько инструментов для решения одной задачи. Практические примеры и объяснение того, почему список инструментов продолжает расти.

Что на самом деле может измерить телефон?

В современном телефоне есть микрофон, камеры, фонарик, вибромотор и акселерометр. Если объединить их с умом, получится портативная лаборатория — весь спектр возможностей, от инструментов на базе одного датчика до связок из двух телефонов.

Почему измерительное приложение должно работать без доступа к сети

Анализ выполняется прямо на устройстве, результаты выводятся меньше чем за секунду, и ничто не покидает телефон, пока вы не войдете в профиль и не нажмете кнопку синхронизации. Почему автономность работы — это несущая конструкция всего приложения.

Телефон против профессиональных приборов: честное сравнение

Измерение частоты и времени почти ничего не стоит, а вот абсолютная амплитуда обходится дорого. В каких областях телефон действительно может конкурировать, где он выступает в качестве скрининга, а где профессиональный калиброванный прибор остается единственным верным решением.

Слушаем мир: звук и движение

Микрофон и акселерометр — пассивное прослушивание и возбуждение колебаний в окружающем мире самим телефоном.

Тест постукиванием: о чем расскажет стук при определении спелости

Резонанс и затухание меняются по мере созревания плода, и микрофон телефона способен уловить оба этих параметра. Как работает тест постукиванием и почему каждое сканирование одновременно служит данными для обучения.

Из чего это сделано? Постучите и послушайте

Массив дерева или шпон, натуральный камень или ламинат — материалы звучат по-разному. Тест постукиванием для материалов и пошаговая Активность, требующая согласованности результатов постукиваний перед определением семейства материалов.

Частотный отпечаток: о чем расскажет спектр

Гул, моторы, вентиляторы и дребезжание — все это имеет свой спектральный автограф. Запишите монотонный звук, посмотрите, как распределена энергия, и сравните работу машины с ее собственным исправным состоянием.

Вибрационный профиль: положите телефон и дайте ему почувствовать

Стиральные машины, компрессоры, 3D-принтеры — акселерометр улавливает низкочастотную структурную вибрацию, которую не слышит микрофон, а повторные Измерения позволяют выявить отклонения.

Тактильный отклик: телефон, который вибрирует, чтобы слушать

Вибромотор возбуждает колебания, а акселерометр и микрофон записывают, как отвечает Объект, — активное зондирование, позволяющее отличить пустотелое от сплошного.

Полосное Измерение уровней: как измеряют звук акустики — ну, почти

Настоящая акустика оперирует частотными полосами, а не единичными значениями децибелов. Самоидентифицирующийся 16-тональный свип, полосовые гейты отношения сигнал/шум и честное сопоставление разницы с шумомером класса 1 по стандарту IEC 61672.

Визуальный анализ: камера как прибор

Цвет, свет, мерцание, подсчет, определение размеров и считывание показаний — и фонарик как управляемый вами источник света.

Цвет и свет: камера как колориметр и экспонометр

Точечный замер цвета для краски и продуктов, уровень освещенности для рабочих столов и растений — и почему именно сравнения в рамках одной и той же конфигурации заслуживают наибольшего доверия.

Мигающие огоньки и вращающиеся предметы

Измеряйте время мерцания светодиода, декодируйте характер мигания индикатора, оценивайте скорость вращения вентилятора — и проводите стробоскопический эксперимент, выходящий за рамки частоты кадров.

Включить фонарик, выключить фонарик: коэффициент отражения и светопропускание

Пара кадров с выключенным и включенным фонариком позволяет выделить то, как поверхность отражает известный свет; прижатая же к объективу, та же оптика позволяет просвечивать яйца, листья и пленку.

Измерение пульса с помощью фонарика и камеры

Прижатый к объективу кончик пальца превращает камеру в фотодетектор, фиксирующий изменение объема крови, — и та же физика позволяет считывать любые пульсации у объектива. Только частота, но никак не диагноз.

Подсчет, измерение, считывание: рутинная работа камеры

Подсчет Объектов в поле зрения, определение размеров предметов по банковской карте, считывание цифр с коммунальных счетчиков — мелкие задачи, которые камера решает для того, чтобы цифры сразу попадали в каталог, а не записывались по памяти.

Экспонометр в вашем кармане — и почему он отказывается показывать «lux»

Люксметр оценивает свет так же, как стандартный человеческий глаз, а камера — нет. Что на самом деле измеряет экспонометр телефона и в каких случаях сертифицированный прибор для Измерения освещенности остается единственным верным решением.

Измерение размеров с помощью камеры: банковская карта и немного геометрии эпохи Возрождения

Фотография фиксирует углы, а не размеры — если только на ней нет Объекта известного размера. Метод подобия треугольников, лежащий в основе Инструмента определения размеров, и случаи, когда штангенциркули, рулетки и лазерные дальномеры выигрывают.

Свет, несущий сообщение: от пультов телевизора до двух телефонов

Если заставить свет мигать с известной частотой, приемник сможет выделить его на фоне любой засветки — этот трюк лежит в основе ИК-пультов и Li-Fi, а также является принципом работы Инструмента модулированного света.

«Замораживание» движения фонариком: стробоскопический эксперимент

Стробоскопы визуально останавливают вращение, вспыхивая с частотой этого вращения. Доступный только для исследований Инструмент «Стробоскоп» пытается делать это с помощью фонарика телефона — и честно рассказывает о гармониках, задержке сигнала и о том, почему он пока остается экспериментальным.

Активности: пошаговые процедуры для реальных задач

Когда задача требует проведения нескольких Измерений в строго определенном порядке — и приложение, которое отказывается гадать.

Настройка велосипедных спиц на слух с практическими инструкциями

Дерните спицу, и она зазвучит с высотой тона, определяемой ее натяжением. Пошаговая Активность преобразует этот звук в инструкции для каждой спицы — в какую сторону крутить ключ, если смотреть с вашей стороны.

Два телефона, одна стена: Измерение звукоизоляции

Один телефон излучает известный свип, другой слушает с обеих сторон. Соотношение сигналов на одном приемнике исключает влияние калибровки обоих устройств — не нужны ни синхронизация, ни кабели, ни лаборатория.

Прозрачность стекла и тест на поляризацию с поворотом на четверть оборота

Экран одного телефона мерцает, другой наблюдает сквозь стекло — их соотношение и определяет прозрачность. Поверните излучатель на 90°, и та же установка ответит, поляризует ли образец свет.

Проверка слуха, точность которой телефон может подтвердить

Шесть частот, адаптивная лестница, проверка шума в комнате и loopback через собственный микрофон телефона — вот как проверка слуха без колонок и наушников обосновывает свои погрешности. Это не аудиограмма, о чем прямо и заявляется.

Тест зрения, в котором телефон сам измеряет расстояние

Острота зрения — это угол, поэтому размер букв ничего не значит без расстояния: экран служит таблицей, а фронтальная камера — рулеткой, непрерывно отслеживающей вас.

Что это за материал? Анатомия пошаговой Активности

Три согласующихся постукивания, вибрационный зонд с правом вето и эталонный Объект, превосходящий по значимости классификатор, — так Активность по определению материала объединяет Инструменты в единый, заслуживающий доверия вердикт.