光標(biāo)或游戲機(jī)控制

　　加速度傳感器可作為控制系統(tǒng)光標(biāo)的輸入或者游戲機(jī)的輸入。左右傾斜或前后翻倒移動(dòng)電話可左右或上下移動(dòng)屏幕上的光標(biāo)。這種功能是大家熟知的并且已被集成到幾個(gè)獨(dú)立的游戲機(jī)（例如任天堂公司的滾滾卡比游戲）和游戲控制器（例如微軟公司的Freestyle Pro控制器）中。跳躍動(dòng)作還引入了第3個(gè)軸（Z軸）。與大多數(shù)移動(dòng)電話中采用的標(biāo)準(zhǔn)8位置控制不同，加速度傳感器能提供可變的（模擬）控制。用戶手機(jī)傾斜得越大，光標(biāo)移動(dòng)速度越快。由于采用傾斜作為一種模擬信號(hào)輸入并且與電話鍵盤輸入方式相結(jié)合，所以可用一只手完成復(fù)雜的輸入組合。

　　由于移動(dòng)電話的初始位置可能位于任何方向（例如，用戶可能處于平躺狀態(tài)），因此游戲通常通過(guò)某一按鍵將光標(biāo)位置設(shè)置在屏幕中間位置。從初始位置開(kāi)始，移動(dòng)電話可用X軸或Z軸（假定X軸沿電話的長(zhǎng)度方向，Z軸沿電話的厚度方向）控制選擇上下方向。因?yàn)槊看螁?dòng)游戲或光標(biāo)控制時(shí)其初始位置都被復(fù)位，所以無(wú)需精確的0 g性能。

　　動(dòng)態(tài)顯示配置

　　通常，移動(dòng)電話的顯示采用人物模式。大多數(shù)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的文件（網(wǎng)頁(yè)等）都采用景物模式。加速度傳感器通過(guò)測(cè)量重力矢量能夠確定手機(jī)是處于垂直方位還是水平方位（如果手機(jī)處于水平方位，還需要確定其水平的兩個(gè)可能方位）。如果知道了手機(jī)的位置，就可以重新配置它的顯示模式以便顯示器總是保持正面朝著用戶。


　　在動(dòng)態(tài)顯示配置應(yīng)用中，最重要的要求是低功耗，因?yàn)闊o(wú)論顯示器是否打開(kāi)加速度傳感器總是處于開(kāi)啟狀態(tài)。帶寬通常設(shè)置為小于1 Hz（通過(guò)軟件濾波）以便不會(huì)因隨機(jī)振動(dòng)而引起顯示晃動(dòng)。

　　導(dǎo)航

  　集成的全球定位系統(tǒng)（GPS）或基站的三角網(wǎng)能用來(lái)確定移動(dòng)電話的位置。但是利用現(xiàn)有的這種小顯示屏，對(duì)于用來(lái)完整顯示用戶前面的環(huán)境是非常有利的。正常情況下采用電子式指南針確定機(jī)首方位，但是指南針必須與地球表面保持平行以便機(jī)首方位誤差最小。這種誤差依賴于到地球的地磁赤道的距離變化。例如在北京，指南針與地球表面平行方向每偏離1度（°），會(huì)導(dǎo)致3°的機(jī)首方位誤差。當(dāng)用戶使用移動(dòng)電話時(shí)，指南針可能傾斜與水平方向成45°，從而會(huì)產(chǎn)生很大的機(jī)首方位誤差。可使用加速度傳感器能用來(lái)確定手機(jī)（和指南針）相對(duì)地球表面的實(shí)際方位以補(bǔ)償這種誤差。

　　導(dǎo)航應(yīng)用中加速度傳感器的關(guān)鍵指標(biāo)是高0g偏置以及高靈敏度準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。其總誤差應(yīng)小于50mg以便減小機(jī)首方位誤差達(dá)到合理值。

　　計(jì)步器

　　在我們的健康意識(shí)日益提高的世界，實(shí)際上存在著采用各種靈巧器械的運(yùn)動(dòng)模式。為移動(dòng)電話增加一片計(jì)步器——你幾乎走到哪里都攜帶的一片精巧的便攜式電子設(shè)備，是一種顯而易見(jiàn)的應(yīng)用。用戶可以測(cè)量他們已經(jīng)走了多遠(yuǎn)并且已消耗了多少卡路里能量。在當(dāng)今市場(chǎng)上確實(shí)有幾款這種功能的手機(jī)。

　　雖然加速度傳感器可以很容易地完成計(jì)算行走的步數(shù)，然而由于步長(zhǎng)因人而異（大約相差±30%）并且檢測(cè)結(jié)果也取決于人的行走速度（通常誤差大于±25%），所以不能精確檢測(cè)出在經(jīng)過(guò)的距離內(nèi)的行走步數(shù)。但是通過(guò)實(shí)際測(cè)量移動(dòng)電話（在衣袋中或掛在腰帶上）所經(jīng)歷的加速度可以對(duì)經(jīng)過(guò)的距離做出非常好的估計(jì)。公共領(lǐng)域已有算法可保證步進(jìn)計(jì)數(shù)器的精度優(yōu)于95%，行走距離的精度優(yōu)于90%（請(qǐng)見(jiàn)ADI公司關(guān)于該算法的應(yīng)筆記AN-602）。

　　計(jì)步器要求加速度傳感器具有很低的功耗（因?yàn)榧铀俣葌鞲衅鲗?shí)際上總是處于開(kāi)啟狀態(tài)）和至少±2g的測(cè)量范圍。


　　磁盤驅(qū)動(dòng)器保護(hù)

　　因?yàn)橐苿?dòng)電話集成了數(shù)百萬(wàn)象素的照相機(jī)、MP3播放器以及其它的密集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，所以它們正在越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向微磁盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。如果沒(méi)有可用的空氣動(dòng)力緩沖以防止磁頭撞擊磁性介質(zhì)，這些微驅(qū)動(dòng)器對(duì)機(jī)械撞擊很敏感。因此可采用一只加速度傳感器來(lái)檢測(cè)手機(jī)是否跌落，如果跌落便產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)以便在手機(jī)撞擊地面之前鎖定其讀寫磁頭停在一個(gè)安全位置。

　　最明顯的工作原理是通過(guò)測(cè)量三個(gè)軸向的加速度的矢量和來(lái)確定手機(jī)所處的狀態(tài)。如果該矢量和接近于零，則該手機(jī)一定處于自由落體狀態(tài)。這種方法只有在嚴(yán)格控制的下降過(guò)程中才能很好地工作——處于無(wú)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。實(shí)際上這種方法并不能很好地工作，因?yàn)槭謾C(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向心力會(huì)影響算法造?，F(xiàn)已有多種其它比較復(fù)雜的自由落體檢測(cè)算法。其中一些算法僅需要一只雙軸加速度傳感器即可完成。

　　手機(jī)跌落檢測(cè)要求加速度傳感器的功耗非常低，因?yàn)槠湮Ⅱ?qū)動(dòng)器總是處于開(kāi)啟狀態(tài)。它需要測(cè)量范圍至少為±1.5 g的兩軸或三軸加速度傳感器，具體取決于所用的算法。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　使用一只加速度傳感器為移動(dòng)電話增加運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能，從而允許移動(dòng)電話設(shè)計(jì)工程師能以低成本集成許多有用的功能。現(xiàn)在可提供實(shí)現(xiàn)幾種功能的參考設(shè)計(jì)以便促進(jìn)將其整合到移動(dòng)電話設(shè)計(jì)中。本文提到的僅是部分應(yīng)用，目前市場(chǎng)上正在提供許多其它的應(yīng)用，甚至更多的應(yīng)用還蘊(yùn)育在聰明的設(shè)計(jì)工程師的創(chuàng)造之中。