Bir telefon genellikle ne yaptığıyla tanımlanır — aramalar, fotoğraflar, uygulamalar. Bunun yerine onu ne içerdiğiyle tanımlayın: 48 kHz'de örnekleme yapan yeterince kalibre edilmiş bir mikrofon, iki veya üç kamera, parlak bir LED fener, bir titreşim motoru, bir ivmeölçer ve belirli bir hızda yanıp sönebilen bir ekran. Bu bir telefon değil. Bu, dokunmatik ekranlı küçük bir laboratuvar.
Çoğu uygulama bu parçalardan birini aynı anda, yalnızca kendi kullanım amacına uygun olarak kullanır. İlginç ölçümler, onları amaç dışı ve bir arada kullandığınızda başlar: fenerin kamera için bir ışık kaynağı, titreşim motorunun ivmeölçer için bir uyarıcı, ikinci bir telefonun ise bir deneyin diğer yarısı olarak kullanılması gibi. Bu yazı, giderek artan üç iddia seviyesinde bu alanın bir haritasıdır.
Seviye 1: tek sensör, pasif dinleme
En basit araçlar, tek bir sensörü dünyaya doğrultur ve geri geleni analiz eder:
- Ses spektrumu — ses kaydedin, bir spektrum hesaplayın, enerjinin nerede toplandığına bakın. Bu, genel amaçlı bir emektardır: motorlar, uğultular, tıkırtılar, vurulan nesnelerin çınlama sesleri.
- Vurma testleri — bir meyveye vurun veya bir malzemeye tıklatın ve tınlama sönümünü analiz edin: baskın rezonans ve bunun ne kadar hızlı sönümlendiği, içeride ne olduğu hakkında ses yüksekliğinin tek başına söyleyebileceğinden çok daha fazlasını anlatır. (Daha fazlası vurma testi yazısında.)
- Titreşim — telefonu bir çamaşır makinesinin, kompresörün veya 3D yazıcının üzerine yerleştirin; ivmeölçer titreşim imzasını kaydeder.
- Kamera rengi ve ışık — noktasal renk ölçümü, ekranlar ve LED aydınlatmalar için titreme/kırpışma hızı algılama, aydınlık düzeyi, tekrarlayan nesneleri sayma, analog göstergeleri okuma, boyutları tahmin etme.
Birleştirici disiplin: yakalama işlemi platformun izin verdiği ölçüde ham olmalıdır. Android'de bu, işlenmemiş mikrofon yolunu talep etmek — otomatik kazanç kontrolü yok, ölçmeye geldiğiniz sinyali yeniden yazan gürültü engelleme yok — ve ölçümün ışık seviyelerinin doğruluğuna bağlı olduğu durumlarda kameranın otomatik pozlama ve beyaz dengesini kilitlemek anlamına gelir.
Seviye 2: telefon uyarır, ardından kendi uyarımını ölçer
Bir telefon aynı zamanda eyleyiciler de taşır ve bir eyleyiciyi bir sensörle eşleştirmek, pasif dinlemeyi aktif bir enstrümana dönüştürür:
- Fener + kamera yansıtma oranı — fener kapalıyken ve açıkken bir kare çifti yakalayın; aradaki fark, yüzeyin bilinen bir ışığı nasıl yansıttığını yalıtır ve odanın ortam aydınlatmasını büyük ölçüde hesaptan düşer.
- Işık kaynağı olarak fener: nabız ve yarı geçirgenlik — fener açıkken bir parmak ucunu kameranın üzerine bastırın; kamera, her kalp atışıyla kan hacmindeki değişimi izleyen bir fotodedektör haline gelir. Aynı optik sistem, bir malzemenin ne kadar yarı geçirgen olduğunu ölçer.
- Titreşim motoru + ivmeölçer + mikrofon — telefon bir nesneye karşı kendini titretirken, nesnenin hem mekanik hem de akustik olarak nasıl tepki verdiğini kaydeder. Boş bir panel ile içi dolu olan panel farklı yanıtlar verir.
Aktif araçlar, pasif araçlarda olmayan bir özelliğe sahiptir: uyarıcı bilinmektedir. Uyarımı kontrol ettiğinizde, mutlak seviyeler yerine oranlardan ve tepkilerden yola çıkarak özellikler oluşturabilirsiniz; bu da her cihazı kalibre etmeye gerek kalmadan sonuçların farklı telefon modelleri arasında karşılaştırılabilir olmasını sağlar.
Seviye 3: iki telefon, tek deney
Bazı büyüklükler doğası gereği iki taraflıdır: bir duvarın ne kadar ses engellediği, bir pencerenin ne kadar ışık geçirdiği gibi. Bir telefon aynı anda her iki tarafta birden olamaz — ama iki telefon olabilir ve çoğu evde iki telefon bulunur.
Laboratuvar ekipmanı olmadan bunun işe yaramasını sağlayan hile, aynı alıcı oranıdır. Verici telefon kendini tanımlayan bir uyarıcı çalar — basamaklı bir ton sweep'i veya sabit bir hızda kırpışan bir ekran. Ölçen telefon iki kez yakalama yapar: bir kez vericiye giden yol açıkken (referans), bir kez de duvar veya pencere arkasından. Yalnızca aynı mikrofon veya kamerayla alınan bu iki yakalamanın oranı sonuç olarak kullanılır. Vericinin ses yüksekliği, alıcının hassasiyeti, oda — hepsi birbirini götürür. Böylece iki telefon arasında saat senkronizasyonuna, kabloya ve birbirlerine karşı kalibrasyona gerek kalmaz. (Detaylı anlatım ses yalıtımı yazısında.)
Her üç seviyenin arkasındaki tasarım kuralı: asla mutlak bir seviyeye güvenmeyin. Telefon mikrofonları ve kameraları modeller arasında farklılık gösterir; rezonanslar, sönümleme oranları, mertebe alanı örüntüleri ve aynı alıcı oranları ise çoğunlukla değişmez. Göreceli büyüklüklerden oluşturulan özellikler cihazlar arasında taşınabilir; mutlak büyüklüklerden oluşturulanlar ise her zaman cihaz başına kalibrasyon gerektirir.
Tekil okumalardan bir kataloğa
Tek başına bir değer önemsiz bir ayrıntıdır. Değerler şeylerle ilişkilendirildiğinde bilgiye dönüşür: bugün ve haftaya tekrar ölçülen bu kavun, bu tekerlek, bu duvar gibi. Böylece her ölçüm, bir katalogdaki bir nesne altına kaydedilebilir — Kategori → Nesne → Kullanım senaryosu → Ölçüm — ve herhangi bir ölçüm sonradan bir gerçeklik etiketi alabilir: kavuna vurdunuz, sonra onu kestiniz, ardından bulduklarınızı kaydettiniz. Birçok kullanıcı ve birçok nesne arasında tekrarlanan bu kapalı döngü, vurma testi sınıflandırıcılarının laboratuvar örnekleri yerine gerçek meyveler üzerinde eğitilmesini sağlar.
Ve tekil değerler yerine işler için — bir bisiklet tekerleğini akort etmek, bir odanın yalıtımını kontrol etmek gibi — rehberli aktiviteler, birkaç aracı doğru sırayla birbirine bağlar ve ölçümler arasında ne yapacağınızı söyleyerek sonuçları aynı kataloğa yazar. jant teli akort etme yazısı bunlardan ilkini adım adım açıklamaktadır.
İşin varacağı yer
Araç listesi büyümeye devam ediyor — ve mimari, yeni bir araç eklemenin eklemeli olacağı şekilde tasarlandı: kayıt defterinde yeni bir girdi, asla halihazırda kaydedilmiş olanların yeniden yapılandırılması değil. Her şey cihaz üzerinde çevrimdışı çalışır ve sonuçlar bir saniyenin altında alınır; önce-çevrimdışı yazısı bu kısıtlamanın neden bir özellik onay kutusundan ziyade taşıyıcı bir kolon olduğunu açıklıyor.