Пора узнать, как работает вибрация в телефонах
В закладки
Ежедневно наш смартфон издает сотни или даже тысячи вибраций. Мы настолько привыкли к этой особенности устройства, что просто не замечаем её, а ведь изначально в телефонах не было такой функции.
Что общего между телефоном и зубной щеткой
Все современные смартфоны и телефоны оборудованы вибромотором. Это небольшой электродвигатель, на оси которого установлен металлический цилиндр. Ось двигателя намеренно не совпадает с осью цилиндра, что позволяет последнему вибрировать при вращении.
При поступлении вызова мотор начинает работать и с большой скоростью раскручивает цилиндр. Вибрация передается на корпус телефона и он начинает дрожать.
Подобная технология используется в электрических зубных щетках, первый образец которых был представлен в Швейарии в 1954 году.
Как вибросигнал попал в мобильные устройства
Еще во времена, когда о мобильных и сотовых телефонах только мечтали, популярным средством связи был пейджер. Компания Motorola выпустила первый пейджер в далеком 1956 году.
Это была односторонняя связь, ведь пейджер позволял осуществлять лишь прием сообщений. Однако, в большинстве случаев этого было достаточно.
Работало все следующим образом, Отправитель звонил оператору пейджинговой компании, называл имя или номер абонента и диктовал сообщение. Уже через минуту на пейджере абонента загоралась бегущая строка с текстом.
С ростом популярности пейджеры начали использовать в тех сферах, где можно было обойтись односторонней связью.
Пейджеры применяли для вызова аварийных бригад, медиков, пожарных, полицейских. Пейджеры было удобно использовать на военных объектах, чтобы абонентов нельзя было отследить. Недорогим устройством можно было снабдить жителей прибрежных поселков и оповещать их о надвигающемся шторме или цунами.
Так в США пейджеры начали использовать повсеместно, а сигнал поступившего сообщения часто будил и отвлекал окружающих. Разработчики решили позаимствовать технологию у развивающихся параллельно зубных щеток.
Так вибрация помогала заметить сообщение во время активной работы, ведь носили пейджеры чаще не в кармане, а на поясе, в полной же тишине она была гораздо тише полифонической мелодии.
Первые телефоны не умели вибрировать
Первый в мире мобильный телефон Motorola DynaTAC 8000x (1983 год)
Первые модели сотовых и спутниковых телефонов были очень громоздкими. Реальные “кирпичи” были тяжелыми и угловатыми. Их нельзя было спрятать в карман или носить в кобуре. Пропустить звонок на такую трубку было очень сложно.
Если бы инженеры и попытались встроить вибромотор в первые модели телефонов, пришлось бы использовать очень мощный двигатель, который потреблял бы много энергии, а вибрация большого бруска могла бы сильно испугать пользователя.
Когда вибрация появилась в телефонах
Популярная модели 2000 года Siemens A35 не умела вибрировать
В конце 90-х годов мобильные телефоны стали компактными, недорогими и массовыми. Трубка уже помещалась в карман, носили её не только статусные люди и бизнесмены, мобильные разговоры превратились из роскоши в повседневное явление.
Именно на рубеже 2000-х производители телефонов начали задумываться над внедрением вибромотора в мобильники.
За что еще отвечает вибрация в телефонах
Некоторые модели телефонов имели настолько мощную вибрацию, что ею заменяли звучание низких частот во время воспроизведения музыки через внешний динамик.
Были и обратные ситуации, когда хороший динамик выполнял роль вибромотора. Например, в модели Motorola E398.
Motorola E398 (2004 год), его приемник – ROKR E1 разрабатывался в сотрудничестве с Apple
Внешние динамики были на голову выше конкурентов, а вибромотора и вовсе не было.
Сам являлся счастливым обладателем этой трубки, на небольших вечеринках E398 с легкостью заменял аудиосистему, а для усиления звука телефон клали в небольшую металлическую миску или кастрюлю.
Кстати, поклонники Apple помнят этот телефон за поддержку сервиса iTunes. Это был не самый удачный, но очень полезный опыт для Джобса и компании.
Немного позже вибромотор начали использовать для тактильной отдачи в сенсорных смартфонах. Пользователям было непривычно нажимать на гладкий дисплей вместо физических кнопок с ощутимым ходом и ликом. Для этого и добавили небольшой виброотклик во время нажатия.
Более технологичное применение вибрации начали применять относительно недавно.
Taptic Engine
Фишка под названием Taptic Engine уже есть в большинстве гаджетов Apple. Небольшой вибрирующий модуль отвечает за обратную связь при нажатии на экран смартфона, умных часов или тачпада ноутбуков.
Здесь уже нет классического мотора с утяжелителем, а работает модуль благодаря электромагнитной индукции.
Начиная с модели iPhone 6s, Apple Watch, MacBook с 2015 года оснащаются модулем Taptic Engine.
В iPhone седьмого и восьмого поколений этот блок отрабатывает еще и за физическую клавишу Home, которая в последние годы стала сенсорной.
Вот так менялась и эволюционировала очень простая технология из середины XX века. Кто знает, что еще смогут делать смартфоны в будущем благодаря вибромотору.
В закладки
Типы вибрации в современных гаджетах
Представить мобильный девайс без вибрации сложно. И хоть теперь некоторые вообще не пользуются звуковыми оповещениями, она не всегда была обязательной функцией гаджетов. Кто первый и почему стал использовать вибрацию, каких она бывает типов и в чем их отличие — в нашем материале.
Как все начиналось
Изначально вибрация была функционалом электрических зубных щеток Broxodent, которые представили на суд общественности в 1954 году в Швейцарии. А вот первым гаджетом
с вибрацией был пейджер Motorola 1956 года. Дело в том, что пейджеры активно использовали сотрудники полиции, скорой помощи, спасательных служб для быстрого получения вызовов, а также жители отдаленных регионов, чтобы вовремя узнавать о надвигающихся бурях. Вибрацию использовали потому, что благодаря ей можно было почувствовать сигнал даже в шумных местах, а ночью вибровызов не будил мирных жителей.
А вот первые мобильные телефоны были довольно крупными и громоздкими аппаратами
и не нуждались в дополнительных системах оповещения о входящем звонке. Они и так всегда были на виду, а динамики были большими и очень громкими. В дальнейшем, когда сотовые стали уменьшаться, звук вызова также стал тише. Теперь мобильник легко помещался в карман или сумочку, но из-за этого в городской шумихе люди постоянно пропускали звонки и сообщения. Так и возник запрос потребителей на дополнительный вариант оповещения. Вибровызов перекочевал из пейджеров в мобильные телефоны и постепенно стал стандартом комплектации. Повсеместное внедрение вибровызова в сотовые произошло в конце 90-х — начале 2000 годов.
Вибромоторы с эксцентриком
Первые системы вибровызова в мобильных телефонах были построены на обычном электродвигателе постоянного тока. На валу двигателя был закреплен несбалансированный груз в виде эксцентрика. Такая система вибрации называется ERM (Eccentric Rotating Mass — вращающаяся эксцентриковая масса).
Имеющийся в системе дисбаланс при раскручивании якоря электрического моторчика создает вибрацию. Поскольку электродвигатель жестко прикреплен к корпусу телефона, то вибрации передаются и ему, а пользователь ощущает их. Интенсивность вибровызова регулируется путем изменения величины питающего напряжения. Частота вращения вала двигателя находится в прямой зависимости от величины питающего напряжения.
Сила вибрации зависит от частоты вращения вала двигателя, массы груза и расстояния от центра вала до самой дальней точки грузика.
Сегодня система с открытым грузиком уже устарела. Всему виной большие габариты конструкции, которые сложно «вписать» в компактный корпус смартфона. Тем не менее технология еще довольно активно используется производителями, поэтому ERM-моторы претерпели значительные косметические изменения.
Принцип действия остался неизменным, а вот форм-фактор изменился кардинально. Современный ERM-мотор выполнен в форме небольшой таблетки, внутри которой располагается эксцентриковый груз.
К достоинствам вибровызова с помощью ERM-моторов относят:
- довольно мощную вибрацию;
- простоту и дешевизну конструкции;
- простоту управления электродвигателем — нет необходимости преобразования постоянного напряжения в переменное.
Поэтому ERM-мотор использует большинство производителей во многих мобильных устройствах бюджетного и среднего ценовых сегментов.
Система универсальна, так что используется не только в смартфонах. Ее включают
в конструкцию газоанализаторов, раций, геймпадов игровых консолей, фитнес-браслетов
и смарт-часов.
При всех положительных сторонах данного типа вибрации существуют и недостатки. Основная претензия — абсолютно невнятные тактильные ощущения. Мощная вибрация гаджета присутствует, но нет вменяемой обратной связи при использовании устройства.
Основная причина кроется в большой инертности системы, ведь чтобы получить виброотклик, моторчик должен раскрутиться. А для этого нужно время. Как правило, выход ERM-мотора
в рабочий режим составляет порядка 200 мс, что довольно много, поэтому ожидать чего-либо кроме обычного «жужжания» от такой системы не стоит.
Линейные вибромоторы
Эра линейных электродвигателей в системах вибровызова смартфонов началась с подачи корпорации Apple осенью 2015 года. Именно тогда компания представила серийную технологию, заставившую многих пользователей пересмотреть отношение к виброзвонку в своем мобильном гаджете. Первый смартфон, в который внедрили совершенно иную систему вибрации — iPhone 6S с его инновационным мотором Taptic Engine.
Принцип действия такого мотора, как все гениальное, достаточно прост. В прямоугольном корпусе заключен подвижный ротор, состоящий из сборки мощных магнитов. Ротор продольно перемещается внутри корпуса под действием сил, возникающих от взаимодействия постоянного и переменного магнитных полей ротора и обмотки статора.
Ротор линейного мотора с обеих сторон сжат демпфирующими пружинами, предназначенными для мгновенного гашения колебаний. Такая реализация позволяет получить точно заданный вибрационный эффект, лишенный излишней инерционности. К слову сказать, быстродействие линейных моторов в среднем в четыре раза выше, чем у их эксцентриковых собратьев, что сокращает время отклика до 50 мс.
Частота и амплитуда колебаний напрямую зависит от частоты и силы тока, протекающего по обмоткам. Благодаря этому можно реализовать самые разные сценарии вибрации и создать тактильную обратную связь.
Если вектор перемещения ротора находится в одной плоскости с экраном смартфона, то такой модуль называют вибромотором типа X-axis. Его отличительная черта — прямоугольный или квадратный корпус. Линейные моторы X-axis с горизонтальным перемещением ротора, именуемые Apple как Taptic Engine, устанавливаются практически во все устройства, производимые корпорацией. Начиная MacBook Air и заканчивая смарт-часами.
У других производителей подобные конструкции имеют свои торговые названия. К примеру, у Sony это Dynamic Vibration System (DVS), а у Meizu — mEngine. В любом случае, если видим прямоугольный или квадратный корпус — однозначно понимаем, что имеем дело с линейным мотором X-axis.
Более упрошенная вариация линейного вибромотора имеет всего одну демпферную пружину и ротор, перемещающийся не в горизонтальном, а в вертикальном направлении.
Принцип действия остается тем же. Магнитные поля взаимодействуют, пружина оказывает сопротивление перемещению, груз под действием прилагаемых к нему сил вибрирует, т. е. происходят те же процессы, что и в классическом линейном моторе. В таком исполнении работа вибромотора больше схожа с работой обычного акустического динамика.
Из-за того, что вектор направления вибрации находится в перпендикулярной экрану плоскости, такие вибромоторы получили название Z-axis (иногда их называют Y-axis).
Линейные электродвигатели Z-аxis-типа выполнены в форме таблетки. Они внешне неотличимы от ERM-вибромоторов. Чтобы разобраться, электродвигатель какого типа установлен в конкретной модели смартфона, нужно обращаться к спецификациям производителя.
Область их применения настолько обширна и многогранна, что даже не стоит начинать перечислять производителей, использующих такие моторы в своих устройствах. Правильней будет сказать, что их используют все.
Модельный ряд гаджетов, в которых установлена вибрация типа Z-axis, тоже достаточно велик. От среднячков до флагманских решений. Пожалуй, единственный недостаток «круглого» линейного вибромотора — довольно посредственная вибрация. Все дело в малой массе грузика и довольно скромных размерах.
Как отключить виброотклик на Android
Виброотклик это короткая вибрация смартфона, которая происходит, когда пользователь взаимодействует с кнопками или клавишами на экране. Виброотклик позволяет на ощупь понять, была ли клавиша нажата или нет.
Но, данная функция кажется полезной далеко не всем. Некоторых пользователей виброотклик раздражает, и они хотят его отключить.
В данной статье мы рассмотрим, как раз такую ситуацию. Здесь вы узнаете, как отключить виброотклик на Android при наборе текста на клавиатуре, а также при нажатии системных кнопок.
Как отключить виброотклик клавиш при наборе текста
Если вас раздражает виброотклик клавиш при наборе текста, и вы хотите его отключить, то вам нужно зайти в Настройки Андроида и открыть раздел «Язык и ввод». Здесь будут доступны различные настройки языков и способов ввода. Вам нужно перейти в подраздел «Виртуальная клавиатура».
После этого нужно выбрать ту виртуальную клавиатуру, которую вы используете для набора текста. В нашем случае это «Google Клавиатура».
Дальше нужно перейти в настройки выбранной клавиатуры.
И отключить функцию «Вибрация при нажатии клавиш». Отключив данную функцию, вы избавитесь от раздражающего виброотклика при нажатии клавиш на клавиатуре.
Также здесь можно изменить силу вибрации при нажатии клавиш, включить или отключить звук при нажатии клавиш, изменить громкость звука при нажатии на клавишу, а также изменить другие настройки, связанные с работой выбранной виртуальной клавиатуры.
Обратите внимание, если вы перейдете на другую клавиатуру, то вам нужно будет еще раз отключить виброотклик. Поскольку он настраивается отдельно для каждой клавиатуры.
Как отключить виброотклик в системе Андроид
Кроме виброотклика при нажатии клавиш на клавиатуре, существует виброотклик в самой операционной системе Андроид. Он срабатывает при нажатии любой экранной кнопки, включая кнопки «Назад», «Домой» и «Программы». Если вы хотите отключить этот системный виброотклик, то вам нужно открыть Настройки Андроида и перейти в раздел настроек «Звук».
В данном разделе будут доступны все основные настройки, связанные со звуком. Вам нужно пролистать эти настройки в самый конец и найти там подраздел «Другие звуки».
После открытия подраздела «Другие звуки», вам нужно отключить функцию «Виброотклик».
Также в этом подразделе настроек можно включить или отключить такие функции как «Звук при наборе номера», «Звук блокировки экрана», «Сигналы состояния батареи» и «Звук нажатия на экран».
Вибромоторчик в смартфонах. Taptic Engine. Разбор
Ребята, а вы замечали? Какими-то смартфонами пользоватсья приятно из-за тактильного отклика, а какими-то совершенно нет. А всё почему? Во многом качество использования смартфона зависит не от флагманского процессора и не от количества мегапикселей, а просто от вибромоторчика. Ведь дребезжащий неприятный виброотклик может в одно мгновенье похоронить все характеристики флагмана. И наоборот — тактильно приятный середнячок может сразу вырасти в ваших глазах.
- Но отчего зависит качество тактильного отклика?
- В каких смартфонах лучшие и худшие вибромоторчики?
- И как устроены все эти хитрые механизмы типа Taptic Engine?
Есть три разновидности механизмов тактильного отклика, которые заставляют наши смартфоны либо истерически дребезжать, либо приятно постукивать. Начнём с дребезжания.
Вибромотор с эксцентриком (ERM)
Давайте подумаем, как вообще можно добиться качественного тактильного отклика в смартфоне?
Нам нужен какой-то механизм, который будет создавать импульс энергии с контролируемой силой, продолжительностью и, очень желательно, направлением.
По-хорошему, нам нужны маленькие гномики, которые будет стучать молоточком с разной силой в разные части экрана. Это конечно идеал, но пока такой технологии нет. По крайней мере ФСБ, Сколково и Рогозин ничего подобного не рассекречивали. Поэтому давайте подумаем над другим вариантом.
Электромоторы классно умеют что-то крутить, будь то лопасти вентилятора или колеса электромобиля. В нашем случае, так как мы хотим создать вибрацию можно вращать грузило!
Именно так устроен первый вид вибромоторов в смартфонах и называется он вибромотор с эксцентриком или сокращенно по-английски ERM — Eccentric Rotating Mass.
Эта штука работает очень просто. Есть электромотор, который вращает вал, к которому прикреплено грузило со смещенным центром тяжести или эксцентрик.
Соответственно, когда эксцентрик начинает вращаться, его буквально разматывает во все стороны. А так как вибромотор надежно прикреплен к корпусу, во все стороны разматывает и смартфон. Это самый простой дешевый вид вибромоторов, с кучей преимуществ.
- Он занимает мало места.
- Работает от постоянного тока, который идет от аккумулятора, а значит нам не нужен инвертор — штука, которая переводит постоянный ток в переменный.
- Им просто управлять — чем больше тока подал, тем выше скорость вращения.
- И самое главное — вибрация получается очень мощной.
По сути, телефон разматывает во все стороны по вертикальной оси со скоростью в 9 тысяч оборотов в минуту. И это хорошо, потому как такую вибрацию, например, во время звонка сложно пропустить.
Поэтому, несмотря, на то что такая конструкция очень древняя и использовалась ещё в старых кнопочных телефонах, её используют и по сей день в большинстве бюджетных и среднебюджетных смартфонов всех брендов. То есть вероятность, что у вас в смартфоне именно такой моторчик — очень высокая. Также в геймпадах для PS4- DualShock 4 тоже используются ERM моторчики, только они покрупнее.
Правда форма современных ERM вибромоторчиков поменялась. Теперь это таблетка в которой плоский эксцентрик вращается внутри корпуса. Такая форма позволяет сэкономить больше места, а также делать виброотклик не только вертикально, но и горизонтально. Поэтому современные смартфоны так не прыгают по столу, как старые Nokia.
Вибромотор Xiaomi Mi 9
Так в чем же недостатки такой конструкции? Помните, да? Для того, чтобы виброотклик был качественный, нам, в первую очередь, надо его контролировать. А с контролем у этой конструкции серьезные проблемы.
Во-первых, мы не можем выбрать ось вибрации, эксцентрик передаёт импульс во все четыре стороны, отсюда и эффект дребезжания.
Во-вторых, вибрация получается инертной. Для того, чтобы добиться ощутимой виброотдачи эксцентрик должен успеть довольно сильно раскрутиться, на что уходит порядка 200 миллисекунд. Да и остановиться мгновенно он тоже не может, поэтому виброотдача такого мотора получается размазанной. А значит, не получится создать вот это приятное ощущение точного, короткого и контролируемого виброотклика.
Линейный мотор (LRA)
Чтобы решить проблему с дребезжанием и временем отклика, придумали другой тип вибромотора с линейно-резонансным приводом, или просто линейный вибромотор, по английски LRA — Linear Resonant Actuator.
В отличие от ERM вибромоторов, LRA-моторчики вибрируют только по одной оси. Например вверх-вниз. И по своей конструкции и принципу работы очень напоминают аудио динамики. Но в данном случае магнитная катушка тут передвигает не мембрану, а просто увесистую металлическую пластину. При этом внешне такие моторы неотличимы от круглых ERM — обычная железная таблетка.
Но зато они лишены недостатков своих ERM братишек:
- У них моментальная реакция. Ощутимая вибрация достигается за несколько миллисекунд, а свою максимальную мощность они набирают за 50 миллисекунд, что в 4 раза быстрее чем, в ERM-моторах.
- Также они существенно быстрее тормозят за счет специального механизма: электромагнит сильно притягивает к себе пластинку и останавливает ее движение.
Соответственно, это дает нам возможность точно контролировать как продолжительность вибрации так и её силу. А значит мы можем имитировать различные эффекты виброотклика.
В общем, по качеству отлика линейный вибромотор на голову выше эксцентрика. И, что радует, такие моторчики всё чаще и чаще устанавливают не только во флагманы, но и в бюджетные и среднебюджетные решения. Например, Xiaomi поставила линейный вибромотор в Redmi Note 9 Pro. Такие же моторы устанавливают в бюджетные Пиксели — 3a, 4a и многие другие смартфоны.
Но есть у такого варианта и свои проблемы:
- Во-первых, как правило, такие линейные моторчики достаточно узкие, поэтому амплитуда движения пластины внутри корпуса маленькая. А значит и сила вибрации слабая.
- Во-вторых, вибрация от таких моторов может ощущаться по-разному, в зависимости как и какой рукой вы держите смартфон. Так как сам вибромотор никогда не устанавливают по центру корпуса. Обычно центральное место занимает аккумулятор.
Taptic Engine
Окей, всё понятно. Линейные моторы лучше, но всё равно не идеальны. Какие же тогда технологии скрываются за самыми лучшими виброматорами, такими как Taptic Engine в iPhone?
Смотрите, линейные вибромоторы маленькие, поэтому они слабенькие. Так почему бы тогда не сделать линейный мотор здоровенным, подумали в Apple? И сделали. Так и появился Taptic Engine. По сути, Taptic Engine это всё тот же линейный вибромотор, только прямогульной формы и с пружинками с двух сторон, что ещё сильнее уменьшает инерцию.
Впервые Taptic Engine появился ещё в iPhone 6S и тогда он был просто огроменным и поэтому был лишен недостатков обычных линейных моторчиков. Впрочем, со временем размер вибромоторчика в iPhone уменьшался, поэтому сейчас его самым крутым назвать нельзя, так как во многих Android-смартфонах уже можно найти что-то подобное.
В каких смартфонах лучший виброотклик?
Так в каких же смартфонах сейчас лучшие вибромоторы? Во-первых, это смартфоны Sony. Со времен Xperia XZ2, которая вышла в 2018 они устанавливают в свои флагманы свой ответ на Taptic Engine — Sony Dynamic Vibration System или DVS.
Во-вторых, это конечно линейка Google Pixel. С самого первого Pixel в гуглофонах был образцовый виброотклик. Но вот 5-й пиксель подвел, ведь в него поставили такой же маленький кругляш, как и в как в бюджетные модели с литерой А. Очень надеемся, что в Pixel 6 Google вернётся к истокам.
Также по опыту молодцы: Xiaomi, OnePlus и в целом большинство флагманов.
Такая же неоднозначная история с Самсунгами. Например, в S20 Ultra установлен достаточно мощный квадратный вибромотр, а в обычном S20 установлена слабая круглая таблетка.
Также, начиная с Oneplus 7 Pro, китайцы ставят отличные вибромоторы в свои флагманские, самые дорогие модели. Но что будет дальше непонятно.