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Il barometro nei cellulari di ultima generazione

Page history last edited by Francesco Gigante 12 years, 2 months ago

Gli smartphone di ultima generazione nella quale è installato il sistema operativo Android, a cominciare dal modello di punta della Samsung e di Google cioè dal Galaxy Nexus GT-I9250TSAITV per finire al Motorola Xoom, possiedono tra i tanti sensori "embedded" anche il barometro.

Il Nexus, splendido cellulare, possiede la seguente dotazione di sensori:
-sensore di campo magnetico, il completamente nuovo sensore triassiale Yamaha YAS530 http://www.yamaha.com/news_release/2011/20110307.html
-sensore di touchscreen Melfas MMSxxx
-sensore di accelerazione triassiale BOSCH BMA250 http://www.bosch-sensortec.com/content/language1/downloads/BST-BMA250-DS002-03.pdf
-sensore di prossimità GP2A
-giroscopio a tre assi InvenSense MPU3050 http://invensense.com/mems/gyro/mpu3000.html
-sensore per lo stato della batteria MAXIM MAX17040 http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/6621
-barometro BOSCH BMP180 http://www.bosch-sensortec.com/content/language1/downloads/Flyer_BMP180_v5_032011_web.pdf
Il barometro ad alte prestazioni  è del tipo piezoelettrico. La piezoelettricità è una caratteristica fisica di alcuni minerali che sono in grado di emettere corrente a bassa tensione quando vengono compressi lungo l'asse cristallografico principale (come per esempio il quarzo degli orologi o degli accendini). Il sensore MEMS Bosch BMP180 ha dimensioni estremamente ridotte (3.6 x 3.8 mmq di superficie per un'altezza di 0.93 mm) ed un' accuratezza di 1 m a 25° di temperatura.
I sensori micro elettro meccanici (MEMS) sono una tecnologia emergente che ha un'impiego potenziale in moltissimi campi. Sono a basso costo, consumano pochissima energia, sono facilmente reperibili. A partire dai sensori MEMS inerziali si è sviluppato un nuovo concetto di affidabilità rivolto ad applicazioni di tipo speciale nella produzione in serie di sistemi ad alto costo. I sensori MEMS trovano infatti applicazioni in misure di tipo meccanico, termico, biologico, chimico, ottico e magnetico. La produzione di questi sensori è aumentata nel solo 2007 del 9%.
La principale applicazione dei sensori rivolta all'integrazione del sistema di posizionamento globale GPS. Ad esempio la navigazione indoor è ovviamente impossibile utilizzando il sistema GPS dato che le microonde non riescono a penetrare il cemento armato: i vigili del fuoco ad esempio trovano in questi sensori (oltre che nei giroscopi ed negli accelerometri) un valido aiuto all'orientamento nel fumo di un incendio.
Ma, oltre a sostituire in situazioni particolari il sistema DGPS, questi sensori integrati in uno smartphone hanno il compito di migliorare il rilevamento della posizione. Il sistema GPS possiede una precisione molto migliore in senso planimetrico che altimetrico dato che esso fa riferimento all'elissoide di rotazione WGS84 e non al geoide, che com'è noto è una superficie fisica non geometrica. Per cui tra le due quote esiste sempre uno sfasamento che in alcuni casi è ampio decine di metri. Il barometro rappresenta la possibilità di interpolare una ulteriore misura di precisione con la misura dei quattro satelliti in vista del sistema GPS. Con applicazioni costruite ad hoc per il Motorola Xoom è già possibile ottenere questi vantaggi.
La mia esperienza di altimetri e barometri della generazione precedente a quest'ultima (sensori MEMS) è abbastanza deludente nel senso che la precisione della rilevamento della quota altimetrica è bassa in assoluto: si trattava di misure sempre affette da errori anche notevoli (15 m circa) e variabili secondo le condizioni climatiche. Però anche una decina di anni fa integrando queste misure con la lettura di una carta topografica si riusciva determinare la posizione con una precisione sempre molto alta. Adesso inoltre una definizione delle condizioni atmosferiche è sempre possibile per cui tarare l'altimetro in automatico risulta molto facile.
In attesa del completamento della flotta del GPS europeo Galileo, possiamo in questo modo iniziare ad aumentare la precisione delle nostre misure di posizione con metodi speditivi.

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