מאת: שמעון ברק, חברת היפרטק
פעולה הדדית עם התקנים ניידים
הכנסת טקסט לתוך התקנים ניידים היא גורם בעל חשיבות גוברת בהתקנים ניידים בשוק האלקטרוניקה המתקדם במהירות. לגבי מחשבי שולחן ומחשבים ניידים, מקלדות הן התקנים מעשיים עבור הכנסת נתונים. אולם, כאשר ממד ההתקן פוחת לגודל התואם את גודל כף היד, הכנסת הנתונים הופכת ליותר מורכבת. לכן מספר גדול של שיטות יחידות של הכנסת נתונים הפכו לנפוצות בהתקני כף-היד הנוכחיים. מקלדות רכות, זיהוי כתב-היד, הם חלק מהשיטות השולטות בטלפונים הסלולריים וה-PDAs העכשוויים. רוב הטלפונים הסלולריים משתמשים ב-12 מקשים לשם הכנסת הטקסט.
התקנים קטנים יותר, דוגמת האיתוריות הדו-דרכיות, משתמשים בשיטת הגלילה והבחירה, מאחר שהממשק הוא עוד יותר קטן. טכניקת הגלילה והבחירה דורשת מהמשתמש לסרוק את כל רשימת הסימנים – אותיות ומספרים- ולבצע בחירות. חלק מהבעיות הרגילות איתן מתמודדות טכניקות להכנסת נתונים מסוג זה הוא הכנסת נתונים מואטת, עייפות המפעיל.
איור 1 מד תאוצה מותקן על המשטח המישורי של המעגל המודפס
איור 2 לוח קדמי של טלפון סלולרי קונספטואלי ללא מקשים
איור 3 טלפון סלולרי קונספטואלי בעל תפריט ניווט רגיש להטייה
הכנסת טקסט מוטה בעזרת מד-תאוצה
בשעה שיותר תכונות ופונקציונליות מתווספות להתקנים הניידים, דרושה יותר פעילות הדדית בין המשתמש וההתקן הנייד. יותר פעילות הדדית דורשת יותר לחצני לצורכי מבוא נתונים יעיל, ויותר מקשים על התקן המצטמצם בהתמדה מהווים סתירה.
לכן, כדאי לעיין בגישות יותר ייחודיות ויצרניות על מבוא הנתונים הניידים, בשעה שהתקנים ניידים אלה נועדים לנוע לקראת הדור הבא.
המשימה של מאמר זה היא ליידע את הקורא על הגישה הייחודית לטקסט מוטה וכיצד מד-תאוצה של Memsic יכול להירתם ליישום זה.
שבב מד-התאוצה של Memsic זמין במארז תקני בעל ממדים של 5x5x2 מ”מ, המתאים ביותר ליישום נייד.
תהליך הכנסת הנתונים בהטייה
כמו רוב הנתונים המוטים, יישומי הכניסה ניתנים לביצוע בתחום ה-. המשתמש יכול להכניס נתונים על-ידי הטייה פיזית של ההתקן, תוך הסתכלות על המסך לשם משוב ויזואלי, והקשבה למשוב השמע. המשתמש יכול לנווט דרך תפריטי הטייה שונים כדי לבחור צורות שונות של פעולה דוגמת פעולות גלילה מוטות (לשם ניווט דרך רשימות קריאה ומפות) ופעולות מתמחות אחרות כגון משחקים, פדומטר (מד-צעדים), אזעקת תנועה וכד’. צורת ההטייה של הנכנסת הנתונים מתאימה מאוד לשם ממשק עם התקנים ידניים קטנים ביותר, אך לא מוגבלת אליהם ולכן ניתן ליישמה גם להתקנים גדולים יותר.
איור 4 ניווט דרך רשימת הקריאות של טלפון סלולרי קונספטואלי הרגיש להטייה
איור 5 טלפון סלולרי קונספטואלי המכיל חיוג-בהטייה
הפונקציונליות המיוחדת של מד-התאוצה
לאחר שהתקן מסוג מד-תאוצה נכלל בתוך מערכת טלפון סלולרי, אופן השימוש בו תלוי לחלוטין ביצרן שלו.
אולם, כאשר כוללים מד-תאוצה בתוך התכנון, ניצול מיטבי שלו יהווה דרך להעלות את יתרון העלות ממד-התאוצה. מחבר המאמר ניסה לחבר יחדיו מספר רעיונות קונצפטואליים כדי לספק לקורא הבנה טובה יותר על שיטות המבוא בעזרת מד-תאוצה ואולי לעורר מתכננים לכלול רעיונות אחדים יותר מקוריים וחדשניים לתוך היישומים שלהם.
איור 6 טלפון סלולרי קונספטואלי המציג תכונת הטיית מפות
הצגת הטלפון הסלולרי הקונספטואלי
לטלפון הסלולרי G3 הקונספטואלי יהיה מספר מזערי של מקשים, מלבד מקשים אחדים המיועדים לבצע פונקציונליות דוגמת ‘enter’ (לאחר שהמשתמש הדגיש את הפונקציה שהוא מבקש לבחור) ומתג הגע/תוק.
איור 2 מציג תפיסת אומן של טלפון חדש G3 בעל מעט מאוד מקשים. בנוסף ליתרונות שנדונו להלן, היעדר המקשים מאפשר גם לתכנן מסך גדול יותר על אותו מישור קדמי של הטלפון הסלולרי. המסך הגדול יותר מציג יותר מידע בקצב מהיר יותר עבור המשתמש, ומעלה בכך את איכות הממשק, תוך הקפדה על הממד הכולל של הטלפון.
איור 7 טלפון רגיש להטייה עבור משחקים
מדידה הפרשית כנגד רציפה של הזווית
רוב היישומים במאמר זה מחולקים ליישומי מדידה הפרשית ורציפה. ליישומי מדידה הפרשית רמות סף קבועות ביניהן לא חל כל שינוי כאשר השינוי הזוויתי הוא בין הספים המוגדרים. למדידה זוויתית רציפה אין ספים מוגדרים מראש והיא מודדת זווית ברזולוציה של פחות ממעלה אחת. לכן, שינוי קל בכוונון ההתקן עשוי לשנות את התפקוד בפעולה של מדידת זווית רציפה.
ניווט בין התפריטים (הטייה הפרשית)
איור 3 מציג מסך רגיש להטייה לדוגמה בטלפון סלולרי. המסך הקונספטואלי מציג פרטי תפריט אחדים אך ניתן להוסיף אליהם כנדרש. המשתמש ינווט בפשטות בין הפריטים על-ידי הטיית הטלפון; הפריט הנבחר יופיע בצבע שונה מיתר הפריטים. כדי לבצע את הפריט על המשתמש להקליק פשוט על אחד הלחצנים בצידי הטלפון. תכונה זו תהיה יותר תכונת הטייה הפרשית כאשר הסף יהיה בקירוב של שינוי בהטייה, דבר אשר יגרום לשינוי מקביל בפריט התפריט.
גלילה בין רשימות המספרים (מדידה הפרשית)
זוהי דוגמה נוספת של מדידה הפרשית, בה נטייה של תגרום שהפריט הנבחר יגלול על-פני הרשימה; המשתמש יכול לעצור את הבחירה על-ידי שמירה על רמת הטלפון (או תוך של הטייה זוויתית). דרגות הטייה גבוהות יותר עשויות לאפנן את מהירות הגלילה דרך הרשימה.
המשתמש יכול לאחר מכן להטות את הטלפון הסלולרי שמאלה או ימינה בצורה אופקית כדי לבצע את השיחה. השיחה מפעילה ספים הניתנים לקביעה ברמות גבוהות יותר (לדוגמה ).
חיוג מספרים שאינם ברשימת הקריאות (מדידה הפרשית)
לשם חיוג מספרים עצמאיים (שלא כלולים ברשימת הקריאות) המשתמש יכול לנצל את אותה הגישה שנדונה לעיל עבור בחירת התפריט. ראה איור 5. בעזרת תנועות הטייה הפרשיות המשתמש יכול להדגיש מספר ולבחור בו על-ידי לחיצה על מקשי ה’enter’ בצידי הטלפון הסלולרי. כדי לבצע קריאה, המשתמש צריך להדגיש את מקש הקריאה וללחוץ על לחצן ה-enter בצד. צלילי השמע והלחיצה מעניקים למשתמש משוב תחושה ותנועה .
גלילת מפה
(הטייה רציפה)
אחד השימושים העיקריים של מד-תאוצה בתוך טלפון סלולרי הוא ניווט דרך דפים ומפות ברשת. דבר זה יאפשר למשתמש לנווט בקלות דרך המפות על-ידי הטיית הטלפון. כאשר הטלפון הסלולרי נמצא בצורה ישרה, המפה לא תנוע, אך כאשר מטים את הטלפון המפה כביכול תגלוש לאותו כיוון. מהירות הגלישה תלויה בזווית ההטייה.
איור 6 מראה תצוגה קונספטואלית של סוג מיוחד זה של תכונה.
איור 8 חתימות תאוצה שונות במהלך סוגים שונים של פעילות תנועה
משחקים
יישום אחר של מד-התאוצה הוא בנושא המשחקים. המשחקים יכולים להיות ממגוון רחב, (מסוג לחיצת כפתור) או משחקים מתוכננים במיוחד, המשתמשים במד-התאוצה. השפעת ההטייה תגביר את תגובות החישה של המשתמש.
איור 7 מציג יישום מסוג זה.
איור 9 מיקום מד-התאוצה
יישומים מיוחדים
ניתן לפתח יישומים מיוחדים לשם ניצול פונקציונליות מד-התאוצה. יישומי man-down, המעניקים את האפשרות לחוש היעדר תנועה והשולחים אלומה לעזרת המשתמש, מיועדים לציבור הקשישים העוסקים בפעולות מסוכנות דוגמת כורים, שוטרים, כבאים וכד’.
יישומי פדומטר המפותחים לאחרונה, משתמשים במד-תאוצה כדי למדוד מהירות ומרחק שהולך הרגל עובר. אלגוריתמי המדידה תלויים בנתונים כגון מיקום מד-התאוצה בתוך הטלפון הסלולרי, דיוק המדידה וכד’.
דרך פשוטה למדידת מרחק ההליכה היא לספור את מספר הצעדים המבוצעים בפרק זמן קבוע ולהכפיל ערך זה באורך הצעד של המשתמש. דבר זה ניתן לבצע על-ידי אלגוריתם של זיהוי-שיא.
אלגוריתמי זיהוי אחריות הם יישום חדשני נוסף המתפתח לאחר הופעת מדי-התאוצה הזולים יותר. בעיקרון ההתקן הנייד הידני מגלה הפלות או שימוש נוקשה. מידע זה הוא בעל ערך כאשר מגלים כשלים בשימוש וההתקנים הניידים מוחזרים ליצרן.
איור 8 מציג סוגים שונים של חתימות מוצא המתקבלים ממד-התאוצה במהלך סוגים שונים של פעילות תנועה. ניתן לבצע ניסויים כדי למדוד ולאפיין תנועות עבור יישומים אחרים נוספים. חתימות תנועה יהיו בעיקר תלויות במיקום מד-התאוצה בטלפון הסלולרי בנוסף למאפיין הפיזיקלי של הטלפון הסלולרי כגון ממדים, משקל וכד’.
מיקום מד-התאוצה
מיקום מד-התאוצה בתוך הטלפון הסלולרי או ההתקן הנייד הוא החלטה חשובה התלויה בשימוש המיועד של מד-התאוצה ביישומים השונים, הממדים הפיזיים של מד-התאוצה ומיקום הצירים של מדי-התאוצה. איור 9 מציג שני מיקומים אפשריים של מד-התאוצה. מדי-התאוצה של Memsic הם מדי-תאוצה דו-ציריים בהם האזורים הרגישים מקבילים למישור המיקום של ה-IC. לכן כדי להשיג רגישות בציר ה-X וה-Y מספיק המיקום השטוח של מד-תאוצה יחיד. אולם כדי להשיג מדידה מלאה בצירי ה-Y, X ו-Z יידרשו שני מדי-תאוצה דו-ציריים כאשר אחד ממוקם על הקצה. נא לעיין באיור 9 עבור פרטים נוספים.
בחירת מד-התאוצה
כדי לבחור את מד-התאוצה הנכון עבור יישום של טלפון סלולרי או התקן נייד אחר כלשהו, יש להביא בחשבון מספר שיקולים. שיקולים אחדים עשויים להיות חשובים יותר מאשר אחרים.
בחירת מד-התאוצה
כדי לבחור את מד-התאוצה הנכון עבור יישום של טלפון סלולרי או התקן נייד אחר כלשהו, יש להביא בחשבון מספר שיקולים. שיקולים אחדים עשויים להיות חשובים יותר מאשר אחרים
עמידות
עמידות וחוזק פיזי הם שיקולים חשובים ביותר כאשר בוחרים מד-תאוצה בהתקן ידני. למרות העובדה שהתקנים ידניים חשופים מאוד לנפילות שכיחות, התקן עמיד יותר יוביל לפחות כשלים בקווי הייצור. המבנה הפנימי של מד-התאוצה, שהוא בסדר גודל של תת-מיקרונים, עשוי לעמוד בפני כוחות מעל אלפים אחדים של g’s כאשר מפילים אותו על משטח קשוח. במדי-תאוצה רבים מסוג קיבולי הנמצאים בשוק כיום, דבר זה עשוי לגרום לכשלים קטסטרופליים. כשלים אלה נגרמים בעיקר בגלל מיקרו-מבנים שעשויים להישבר או להידבק ברמות g כאלה. Memsic היא חלוצה ומובילה בטכנולוגיה של מדי-תאוצה תרמיים שהם ללא כל חלקים נעים. לכן, התקני Memsic מסוגלים לעמוד בפני כוחות של (ירי טילים). אם-כן ללא כל חלקים נעים מדי-התאוצה של Memsic מציעים את הפיתרון הרובוסטי והאמין בשוק מדי-התאוצה כיום.
בנוסף, עמידות זו מאפשרת ליצרן להרכיב את מד-התאוצה כמו כל מעגל מודפס אחר במערכת מבלי לנקוט בכל אמצעי זהירות נוספים. שיטות הרכבה מיוחדות מוסיפות בדרך כלל לעלות של המוצר הסופי.
עלות
עלות היא גורם חיוני אחר המשפיע על בחירת רכיבים בכלל עבור התקני צריכה רבים. Memsic משתמשת בתהליך 0.6µm ואינו זקוק לכל טכניקת מיקרו-מכנית מיוחדת כדי לייצר את מבנה החיישנים שלו. דבר זה גורם לעלויות סופיות נמוכות יותר. Memsic היא אחד הפתרונות היעילים ביותר לעלות של מד-תאוצה בשוק כיום.
צריכת הספק
בהתקן נייד ידני, צריכת הספק פחותה היא גורם מכריע בבחירת ההתקנים כדי להבטיח חיי סוללה תחרותיים. אולם, הרבה תלוי בצורה בה המתכנן מחליט להפעיל את ההתקן. מתודולוגיות תכנון חכמות יכולות לחסוך הספק באורח דרמטי ועדיין לספק פעולה חלקה למשתמש הסופי של הטלפון הסלולרי. מחזור ההספק הוא אחת השיטות של הפעלת התקנים בהספק מופחת. שיטות פעולה אחרות כוללות השתקה מלאה של ההתקן במצב סרק והפעלתו במצב מחזור ההספק רק כאשר המשתמש מפעיל את ההתקן. Memsic שואפת בהתמדה להתקנים בפחות הספק (נא להתקשר ל-Memsic לקבלת עדכונים על מוצרים חדשים).
רזולוציה במדידות
רזולוציה מוגדרת כשינוי הקטן ביותר שהמערכת תציג. עבור מרבית יישומי ההטייה האנושית רזולוציה של של הטייה כמעט לא ניתנת לגילוי. רצפת הרעש של התקן מד-התאוצה והרזולוציה של הבקר בעל הממשק עם מד-התאוצה מגבילות את הרזולוציה.
סינון המוצא לרוחבי-פס קטנים יותר משפר את רזולוציית ההתקן.
רוחב-הפס של האות
תנועת אדם היא לרוב מתחת ל-10 הרץ. ההטייה/הגלילה היא בטווח של 0.2-2 הרץ; הפדומטר הוא בסביבת התחום של 7-10 הרץ. רוחב-הפס של התקני Memsic מוגדר כ-30 הרץ, שהוא הרבה מעבר לגבולות תנועת האדם.
נא לפנות לדפי היישומים באתר לשם תמיכה נוספת בתכנון. מחלקת היישומים של Memsic יכולה לספק תמיכה בתכנון בנוסף לדפי הנתונים.
