มารู้จักกับเซนเซอร์ (Sensor) ต่างๆ บนสมาร์ทโฟนกัน (ตอนที่ 1)

คุณเคยสังเกตมั๊ยครับว่าเวลาที่คุณใช้งานสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต ยกตัวอย่างง่ายๆ อย่างการเล่นเกมส์ เช่น ถ้าเล่นเกมส์แข่งรถ เวลาถึงทางโค้งในเกมส์แล้วเราต้องบังคับรถด้วยการเอียงจอ คุณสงสัยมั๊ยครับว่า รถที่อยู่ในเกมส์มันเลี้ยวตามเราได้อย่างไร หรือมันรู้ได้ยังไงว่าถ้าเราเอียงจอแล้วมันต้องเลี้ยว เอ้อ…สงสัยใช่มะ?

แล้วถ้าเป็นเกมส์อย่าง Balance 3D ที่ต้องพยายามเลี้ยงลูกบอล และคอยควบคุมการทรงตัวให้ลูกบอลกลิ้งไปตามเส้นทางแคบๆ และคดเคี้ยว ผ่านอุปสรรคต่างๆ โดยต้องพยายามไม่ให้ลูกบอลกลิ้งตกออกไปนอกเส้นทาง คุณสงสัยมั๊ยครับว่า ไอ้การที่เราประคองตัวเครื่องให้อยู่ในแนวระนาบ แล้วค่อยๆ บรรจงเอียงตัวเครื่องไปในทิศทางต่างๆ มากน้อยนั้น มันสามารถควบคุมทิศทาง การเร่ง และการทรงตัวของลูกบอลภายในเกมส์ได้อย่างไร เอ…สงสัยอีกละ?

อ่ะๆ เดี๋ยวจะมองว่าคนเขียนเล่นแต่เกมส์ งั้นเปลี่ยนไปเป็นการใช้งานอื่นๆบ้าง อย่างเวลาที่เราใช้งานสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตในที่มืด เคยสังเกตไหมครับว่า แสงสว่างบนหน้าจอดูลดน้อยลงทำให้จ้องมองได้อย่างสบายตาและไม่รู้สึกแสบตา

แต่พอมาใช้งานสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตในที่แจ้ง แสงสว่างบนหน้าจอกลับดูเพิ่มขึ้นทำให้มองเห็นสิ่งต่างๆ บนหน้าจอได้อย่างแจ่มชัด ไม่ดูอึมครึมเหมือนอยู่ในที่มืด เอ…? รึว่าหน้าจอมันปรับความสว่างให้เราอัตโนมัตินะ แล้วมันรู้ได้ยังไงล่ะ?

คำตอบมันอยู่ที่เจ้าตัวเซนเซอร์ (Sensor) ต่างๆ ที่ซึ่งเป็นชิปเล็กๆ ที่อยู่ภายในตัวสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตนั่นแหละ แล้วมันคืออะไร? ทำงานยังไง? แล้วมีแบบไหนมั่งอ่ะ? ถ้าอยากรู้…เรามาหาคำตอบกันครับ

เซนเซอร์ (Sensor) คืออะไร?

เซนเซอร์ (Sensor) ก็คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่คอยทำหน้าที่ตรวจจับสัญญาณหรือสภาพการเปลี่ยนแปลงของสิ่งต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นรอบๆ ตัว เช่น อุณหภูมิ แสง สี เสียง การสัมผัส การเคลื่อนที่ของวัตถุ ฯลฯ ซึ่งที่ผ่านมาได้มีการนำเอาระบบเซนเซอร์ที่หลากหลายเข้ามาใช้ตรวจจับสิ่งต่างๆ ให้กับตัวอุปกรณ์สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต ก่อให้เกิดเป็นฟังก์ชั่นใช้งานต่างๆ ที่มีประโยชน์ต่อผู้ใช้งานในหลายๆ ด้าน

“มีเซนเซอร์อะไรในสมาร์ทโฟนบ้าง? แล้วมันทำงานอย่างไร?”

เซนเซอร์ที่อยู่ในตัวสมาร์ทโฟนจะมีอยู่มากมายซึ่งทำหน้าที่แตกต่างกันไป และจะอยู่ในรูปแบบของชิป (Chip) เซนเซอร์หลักๆ ที่มักพบเห็นได้ในตัวสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตในปัจจุบัน มีดังนี้

Touch ID และ Fingerprint Scanner Sensor

เป็นเซนเซอร์ที่ใช้ตรวจสอบลายนิ้วมือของผู้ใช้ ซึ่งสามารถนำไปใช้เพื่อยืนยันตัวบุคคลได้ในหลายกรณี อาทิ การตรวจสอบสิทธิ์ก่อนการเข้าใช้งานเครื่อง, การซื้อสินค้าบน iTunes, iBooks, App Store (สำหรับสมาร์ทโฟนของ Apple) และการซื้อสินค้าบน Google Play Store ด้วยการชำระเงินผ่านระบบ Paypal (สำหรับสมาร์ทโฟนของ Samsung) โดยตัวเซนเซอร์จะถูกฝังไว้ใต้ปุ่ม Home บนสมาร์ทโฟน เวลาใช้งานหากเป็นสมาร์ทโฟนของ Apple หรือของ Samsung รุ่นใหม่ๆ ก็เพียงแค่วางนิ้วลงบนปุ่ม Home ในทิศทางใดก็ได้ แต่ถ้าเป็น Samsung รุ่นก่อนๆจะใช้วิธีวางนิ้วแล้วลากผ่านปุ่ม Home อย่างช้าๆ

หากเป็นสมาร์ทโฟนของ Apple เซนเซอร์นี้จะถูกเรียกว่า Touch ID ซึ่งจะมีอยู่ใน iPhone ตั้งแต่รุ่น 5S ขึ้นมา โดยคุณสมบัติของตัวเซนเซอร์นั้น วัสดุที่อยู่ชั้นนอกสุดซึ่งจะถูกปลายนิ้วสัมผัส จะเป็นผลึกแซฟไฟร์ (Sapphire Crystal) ที่มีความแข็งแรงทนทาน และมีกรอบเป็นวงแหวนที่ทำจาก
สแตนเลส หากมองลึกลงไปอีกก็จะเป็นตัวเซนเซอร์ที่มีความหนาเพียง 170 ไมครอน แต่มีความละเอียดสูงถึง 500 ppi ที่สามารถสแกนลายนิ้วมือลึกลงไปถึงชั้นใต้ผิวหนังได้

ในการทำงานหลังจากที่เราวางนิ้วลงบนปุ่มแล้ว เซนเซอร์จะรับภาพที่มีรายละเอียดครบถ้วนของลายนิ้วมือ ที่ได้สัมผัสกับพื้นผิวของวัสดุชั้นนอกซึ่งเป็นผลึกแซฟไฟร์มา แล้วใช้ซอฟต์แวร์เพื่ออ่านแนวเส้นลายนิ้วมือของคุณ เทียบกับข้อมูลลายนิ้วมือของผู้ใช้งานตัวจริง ที่เคยถูกบันทึกเก็บเอาไว้ก่อนหน้านี้เพื่อหาจุดที่ตรงกัน และถ้าตำแหน่งต่างๆ บนลายนิ้วมือทั้งสองตรงกัน ก็จะได้รับการปลดล็อคหรือยืนยันตัวบุคคลว่าเป็นตัวคุณจริงๆ

สำหรับข้อมูลลายนิ้วมือของผู้ใช้งานตัวจริงนี้จะถูกบันทึกเก็บเอาไว้ในชิปประมวลผลหลักอย่าง A8, A10 และ A11 ทำให้ไม่สามารถเข้าถึงด้วยซอฟต์แวร์ใดๆได้ มิหนำซ้ำข้อมูลลายนิ้วมือที่ถูกเก็บอยู่นี้จะไม่มีการส่งออกไปนอกตัวเครื่องด้วย ยกตัวอย่างเช่น ส่งขึ้นไปเก็บไว้บน iCloud หรือเซิร์ฟเวอร์ของ Apple ดังนั้นจึงถือได้ว่าเป็นระบบที่มีปลอดภัยสูง แต่ก็ยังมิวายมีคนนึกสนุกลองเอานิ้วทาบลงบนสก๊อตเทปแล้วเอาไปแปะลงบนปุ่ม Home แค่คิดนี่ก็ว่าตลกละนะ แต่เจ้ากรรมตัวเซนเซอร์ดันให้ผ่านซะงั้น บร่ะ! ยิ่งตลกใหญ่

มาดูทางฝั่งสมาร์ทโฟนของ Samsung, Asus, Lenovo ฯลฯ กันบ้าง เซนเซอร์นี้จะถูกเรียกว่า Finger หรือ Fingerprint Scanner ที่จะมีอยู่ใน Samsung Galaxy S5 และ Note 4 ขึ้นไป ที่หากมองในภาพรวมแล้วการทำงานของทั้ง Fingerprint Scanner และ Touch ID ก็จะมีหลักการคล้ายๆกันคือ รับเอาข้อมูลลายนิ้วมือจากผู้ใช้มาเปรียบเทียบกับข้อมูลลายนิ้วมือของผู้ใช้งานตัวจริง ที่เคยถูกบันทึกไว้ก่อนหน้าเพื่อหาจุดที่ตรงกัน

แต่หากมองลึกลงไปถึงรายละเอียดจะพบว่า มีข้อแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงหลายประการ อาทิ ตัวเซนเซอร์ของ Fingerprint Scanner นั้น จะเป็นแถบเส้นแนวนอนคล้ายกับปุ่ม Fingerprint ที่ใช้ตรวจสอบลายนิ้วมือบนโน้ตบุ๊คนั่นแหละ ที่เมื่อเราลากนิ้วผ่าน ตัวเซนเซอร์ก็จะเก็บข้อมูลลายนิ้วมือในแต่ละแถว ที่ลากนิ้วสแกนผ่านไปตั้งแต่ต้นจนจบ (หากยังเก็บข้อมูลได้ไม่ครบ ก็จะไม่สามารถปลดล็อคหรือยืนยันตัวตนได้ จึงอาจต้องทำการสแกนลายนิ้วมือใหม่อยู่หลายครั้ง) แล้วส่งข้อมูลลายนิ้วมือที่ได้ซึ่งมีรายละเอียดครบถ้วนสมบูรณ์นี้ ไปยังชิปที่เก็บข้อมูลลายนิ้วมือของผู้ใช้งานตัวจริงเอาไว้ ซึ่งอยู่ถัดออกไปภายนอกปุ่ม Home เพื่อเปรียบเทียบลายนิ้วมือหาจุดที่ตรงกัน และถ้าตำแหน่งต่างๆ บนลายนิ้วมือทั้งสองตรงกันแล้ว ก็จะได้รับการปลดล็อคหรือยืนยันตัวบุคคลว่าเป็นตัวคุณจริงๆ นั่นเอง

แต่ปัจจุบันตัวเซนเซอร์ของปุ่ม Home บน Samsung Galaxy ตั้งแต่ S6 ขึ้นไป จะทำงานเหมือนกับ Touch ID เลยคือ เพียงแค่แตะก็จะสามารถตรวจสอบลายนิ้วมือเพื่อปลดล็อคหรือยืนยันตัวตนได้ทันที

ได้ทำความรู้จักและเข้าใจถึงหลักการทำงานของ Touch ID และ Fingerprint Scanner Sensor กันไปแล้ว พักเรื่องเครียดๆไว้แค่นี้ก่อน เดี๋ยวคราวหน้าผมจะหยิบยกเจ้าเซนเซอร์ตัวไหนมาอธิบาย อย่าลืมติดตามอ่านกันนะครับ ^^

Author

  • เรียนมาทางด้านไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และสื่อสารโทรคมนาคม แต่หลังจากเรียนจบ ชีวิตก็ก้าวเดินอยู่บนเส้นทางสายคอมพิวเตอร์มาโดยตลอด นับตั้งแต่เป็นอาจารย์ เป็นวิทยากร จนมาเป็นบรรณาธิการและนักเขียน ที่มีผลงานการเขียนหนังสือคอมฯ ที่ออกจะแนวๆ ฮาร์ดคอร์มายาวนานกว่าสิบปี พร้อมๆ ไปกับการตามติดข้อมูลข่าวสารและเทคโนโลยีที่ทุกๆ วันนี้แทบแยกกันไม่ออกระหว่างคอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือ