Wie funktioniert der Beschleunigungssensor eines Smartphones?

Der Beschleunigungssensor eines Smartphones erkennt nicht nur dessen Ausrichtung, sondern auch seine Bewegung. Dank ihm dreht sich der Bildschirm, wenn Sie das Telefon horizontal halten. Auch kann das Telefon die Anzahl der Schritte berechnen die Sie gehen oder die Kamera kann das Bild stabilisieren. Doch wie funktioniert das eigentlich?

Es gibt viele verschiedene Arten von Beschleunigungssensoren, die bei unterschiedlichen Maßnahmen Verwendung finden. Dazu gehören zum Beispiel Auto-Airbags, industrielle Steuerungen oder auch Weltraumraketen. Die in Mobiltelefonen verbauten Beschleunigungssensoren funktionieren in der Regel dank eines speziellen Chips namens Mems (Mikroelektromechanische Systeme).

Wie ein Smartphone-Beschleunigungssensor funktioniert

Der Chip, der nicht größer als ein Streichholzkopf ist, besteht aus einem beweglichen, kammförmigen Teil mit Siliziumstäben, die sich zwischen festen Stäben im Abstand von etwa 1,3 Mikrometern bewegen. Wenn sich der Beschleunigungssensor eines Smartphones bewegt, schwingt der bewegliche Stab zur einen oder zur anderen Seite. Durch Messung der Änderung der elektrischen Kapazität zwischen den Stäben, kann auf die Richtung und Größe der Bewegung geschlossen werden.

Da diese Messung nur in einer Ebene erfolgt, werden drei Beschleunigungssensoren benötigt, um die Verschiebungen in den verschiedenen Richtungen messen. Die Daten werden dann an einen Mikroprozessor übertragen, der die Bewegung rekonstruiert.

Dank der Miniaturisierung vereinen einige Mems-Chips die drei Beschleunigungssensoren, die drei Gyroskope (für Rotationsbewegungen) und die drei Magnetometer (Magnetfelder) auf einem einzigen Chip. Diese verschiedenen Sensoren liefern sehr präzise und vollständige Informationen über alle Vibrationen und Bewegungen, die das Telefon erfährt.

Urhebender Autor: Céline Deluzarche