Сензор близине у мобилним уређајима — шта је то, врсте и принцип рада

Шта је сензор близине у телефону

Сензор близине (proximity sensor) — бесконтактни инфрацрвени сензор смештен у горњем делу предњег панела паметног телефона, поред звучника за разговор. Састоји се од инфрацрвене LED диоде (IR LED) и фотодетектора (фотодиоде или фототранзистора). Први масовни паметни телефон са сензором близине био је Apple iPhone (2007) — од тада је сензор постао обавезна компонента свих модерних телефона.

Положај и конструкција

Сензор је обично скривен испод стакла екрана и видљив је само под одређеним углом као мала тачка. У савременим моделима користи се оптички модул са уском карактеристиком усмерености (15–30 степени) да би се искључила лажна очитавања од рефлексија на стаклу. Произвођачи — Sharp, ams OSRAM (серија TMD), Silicon Labs и њихови уговорни партнери.

Две врсте сензора

У мобилним уређајима користе се дискретни сензори (одвојени чип IR LED + фотодиода) и интегрисани модули (оба елемента на једном чипу). Интегрисана решења (ams TMD2635, димензија 1×1×0.5 mm) користе се у ултратанким кућиштима модерних водећих модела и заузимају минимум простора на плочи.

Како ради инфрацрвени сензор

Принцип рада сензора близине заснива се на мерењу интензитета рефлектованог ИЦ зрачења. Инфрацрвена LED диода емитује импулс светлости (850–940 nm), а фотодиода мери количину светлости рефлектоване од објекта. Ако рефлектовани сигнал пређе праг — објекат се сматра блиским (мање од 3–5 цм).

Потискивање спољног осветљења

Главни технички проблем је сунчево осветљење и сметње од других ИЦ извора. Решење — модулација зрачења: IR LED емитује импулсе фреквенцијом 10–100 kHz, а фотодетектор синхроно детектује сигнал, филтрирајући константну компоненту. Према ams Application Note AN000610 (2024), шема синхроне детекције потискује позадинско светло за 40–60 dB.

Калибрација и прагови

Праг окидања подешава произвођач у фази калибрације и зависи од провидности стакла екрана. Типичан праг — рефлексија одговара удаљености од 2–4 цм. Када се прст или уво налази на удаљености мањој од прага, сензор враћа вредност 0 (близу), у супротном — максималну вредност опсега (8–10 цм у зависности од модела).

Разлика између сензора близине и ToF сензора

Сензор близине (IR proximity) мери интензитет рефлексије — бинарни сензор са два стања. Time-of-Flight (ToF) мери време путовања светлости до објекта и назад, што омогућава прецизно одређивање удаљености до неколико метара. У мобилним уређајима, ToF сензори (VL53L5 компаније STMicroelectronics) користе се за аутофокус камере и AR апликације.

Када користити IR proximity, када ToF

За задатак искључивања екрана током позива довољан је једноставан бинарни IR сензор — његова цена је 0.10–0.30 долара наспрам 1–3 долара за ToF модул. ToF сензор додаје прецизну функцију даљиномера, али је сувишан за основни задатак. У неким водећим моделима (Samsung Galaxy S23 Ultra) користе се комбиновани модули који обједињују обе технологије.

Програмски приступ сензору у Android-у

Android омогућава приступ сензору близине преко Sensor.TYPE_PROXIMITY. Карактеристика API-ја је да сензор враћа само две практично значајне вредности: 0 (објекат близу) и вредност максималног домета (обично 5–10 цм) када објекта нема. Унутрашњи алгоритми скривају аналогну природу сигнала.

Посебности рада са сензором

Бинарна природа сензора значи да апликација не може добити тачну удаљеност до објекта — само чињеницу присуства или одсуства препреке у зони осетљивости. Ово је хардверско ограничење. За прецизнија мерења користите ToF сензор (ако је доступан) преко стандардног API-ја TYPE_PROXIMITY, али на уређајима са ToF он враћа аналогне вредности.

val proximitySensor = sensorManager
    .getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY)

sensorManager.registerListener(
    object : SensorEventListener {
        override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
            val distance = event.values[0]
            val maxRange = proximitySensor?.maximumRange ?: 10f

            when {
                distance < maxRange -> lockScreen()
                else -> unlockScreen()
            }
        }

        override fun onAccuracyChanged(
            sensor: Sensor, accuracy: Int
        ) {}
    },
    proximitySensor,
    SensorManager.SENSOR_DELAY_UI
)

Wake Lock и управљање енергијом

При регистрацији сензора близине важно је користити SCREEN_OFF_WAKE_LOCK ако апликација треба да настави рад са угашеним екраном (нпр. снимање разговора). Без Wake Lock-а процесор може прећи у стање спавања и подаци сензора престају да стижу. Заставица SENSOR_DELAY_UI (200 ms) је довољна за већину сценарија.

Примена сензора близине у апликацијама

Иако је основна функција сензора искључивање екрана током позива, програмери проналазе креативније примене. Апликација Glimmer користи сензор близине за пребацивање песама покретом руке испред екрана — померите длан да бисте прескочили песму. Пуњење батерије притом не трпи: потрошња енергије сензора износи само 0.3–0.7 mA.

• Аутоматски одговор и снимање разговора — апликација утврђује када је телефон принесен уву и активира звучник или снимање.
• Џепни режим — закључавање екрана и искључивање вибрације када се телефон налази у џепу. Сензор се проверава сваких 1–2 секунде.
• Приближавање за преглед — у апликацијама галерије приближавање руке екрану приказује скривене контролне елементе.
• Игре са бесконтактним управљањем — једноставне игре у којима покрет руке испред сензора замењује притискање дугмета.

Проблеми и ограничења

Основни проблем сензора близине су лажна очитавања при коришћењу заштитних стакала и футрола. Неки произвођачи (Google Pixel 8, 2023) користе ултразвучни сензор близине уместо ИЦ — ради кроз сва заштитна стакла и екране било које дебљине, али има мању прецизност и веће кашњење (до 100 ms). Дебело стакло (више од 0.5 mm) расејава ИЦ зрачење, изазивајући стално окидање. Решење — коришћење футрола са прецизним изрезом за сензор. Други недостатак — немогућност рада кроз OLED екране са променљивом провидношћу (under-display sensor).

Сензор близине испод екрана

У 2024–2025. години произвођачи су почели да уграђују сензоре близине испод екрана (under-display), што је омогућило смањење горњег оквира паметног телефона на 1–2 mm. Први серијски уређај са under-display proximity био је Xiaomi 14 Ultra (2024), а затим су га следили OnePlus 12 и Samsung Galaxy S25. Технологија користи ИЦ зрачење таласне дужине 940 nm које делимично пролази кроз пикселе OLED екрана. Према Samsung Display Technical Paper (2024), провидност OLED-а за ИЦ зрачење износи 15–25% — довољно за рад сензора при осветљености екрана до 600 cd/m². При већој осветљености матрица постаје непровидна за ИЦ и сензор захтева искључивање позадинског осветљења на 1–2 кадра за мерење.

Програмска емулација сензора близине

При развоју апликација на Android-у, емулатор не подржава сензор близине — потребно га је програмски емулирати. На физичком уређају за отклањање грешака може се користити adb команда: adb shell sendevent /dev/input/eventX са одговарајућим кодовима ABS_MT_TOUCH_MAJOR. За симулацију искључивања екрана током позива у тестовима користите SensorManager са mock објектом који враћа вредност 0 при позиву onSensorChanged.

Тестирање сензора близине

Да бисте проверили сензор близине на Android уређају, отворите апликацију Телефон, бирајте *#0*# (на Samsung-у) и изаберите ставку Sensor. При приближавању прста горњем делу екрана вредност сензора треба да се промени из «Far» у «Near». Ако сензор не реагује — обришите горњи део екрана и проверите присуство заштитног стакла које прекрива сензор. На iPhone-у провера се врши кроз системску дијагностику у подешавањима.