스마트폰의 화면 회전의 원리

[3118이도건]

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시청시각 :오후 9시 45분

내용(12줄 이상) :스마트폰에는 화면회전기능이 탑재되어 있다. 해당 기능을 켠 상태에서 스마트폰을 회전시키게 되면 회전한 방향에 따라 스마트폰 화면이 자동으로 회전한다. 하지만 스마트폰은 사용자가 화면을 회전할 것을 어떻게 알고 화면을 적절히 회전시킬 수 있는 것일까. 스마트폰은 겉으로는 특별한 것이 없어 보이지만 내부에는 매우 다양한 센서들이 설치되어 있다. 스마트폰에 설치된 센서를 나열해 본다면 가속도 센서, 자이로 센서, 근접 센서, 지자기 센서, 기압 센서 등 매우 다양한 센서들이 존재한다. 이중 화면 회전과 관련된 센서는 가속도 센서이다. 가속도 센서는 x축과 y축, z축의 각 방향으로 정보를 처리해서 화면의 회전 여부를 판단한다. 판단은 안드로이드 운영체제를 기반으로 화면 회전 변화량이 50도 이상 충분이 반응이 있었을 때 처리된다. 여기서 각 축의 정보가 어떻게 처리되는 것인지 알아보면, 스마트폰을 평평한 바닥에 놓았을 때 중력 가속도가 -z축의 방향으로 9.8m/s'2이 작용하고 스마트폰을 똑바로 세우면 중력 가속도가 -y축의 방향으로 9.8m/s'2이 작용한다. 스마트폰을 일정한 각도로 기울이게 되면 각 축에 걸리는 중력 가속도가 x=7.7144m/s'2 그리고 z=6.1793m/s'2 마지막으로 y=0.4573m/s'2가 반응한다. 이러한 정보를 바탕으로 삼각함수 공식을 이용하면 기울어진 각도를 정확하게 계산이 가능하다. 스마트폰은 입체적으로 변화가 있는 상황에서도 가속도 센서는 실시간으로 값을 구해 기울어진 각도를 파악 가능하다. 여기서 만약 중력이 없는 상태에서 스마트폰 화면을 회전하면 작동이 가능할까에 대한 의문을 가질 수 있는데 실험한 자료가 없어 정확히 알 수 없으나, 다만 센서의 작동 원리로 보았을 때 화면회전 기능이 정상적으로 작동하지 않을 것임을 추측할 수 있다. 당연히 중력이 없다면 중력 가속도도 존재하지 않을 것이고 이에 따라 가속도 센서도 반응하지 않을 것이다. 아니면 센서의 오차 범위에서 중력이 마구 움직이는 것처럼 인지하여 스마트폰이 오류로 멈출 수 있는 상황도 생각해 볼 수 있다.

느낀점(12줄 이상) :오늘은 스마트폰의 회전원리와 관련된 과학 다큐를 시청하였다. 나는 스마트폰과 같은 전자기기에 관심이 많은 것 같다. 우리는 스마트폰을 하루종일 붙들고 살지만, 스마트폰의 겉에서 작동하는 기능들만 어느정도 알 뿐이지 스마트폰 내부에서는 어떠한 장치가 작동하는지 아는 사람은 거의 없다. 스마트폰을 사용하면서 나는 다른 기능 만큼이나 화면 회전 기능을 많이 사용하는 편인데 스마트폰이 어떠한 원리로 화면을 회전시키는지에 대해서 궁금한 적이 몇번 있었지만 자세히 찾아보지 않아 궁금을 풀지 못한채 스마트폰을 계속 사용하고 있었다. 하지만 오늘 이 다큐를 보고 스마트폰의 화면 회전 원리에 대하여 자세하게 알 수 있었던 것 같다. 하지만 오늘 내가 시청한 다큐는 스마트폰에서 작동하는 가속도 센서 단 하나의 대해서만 알아본 것이다. 하지만 스마트폰에는 가속도 센서를 제외하고도 수많은 센서와 부품들이 다같이 작동하고 있기 때문에 기회가 된다면 스마트폰 안에서 작동하는 몇몇 부품들에 대해서도 알아보고 싶다. 영상을 시청하고 난 후에 '중력에서 과연 스마트폰의 화면 회전 기능이 작동할까?' 에 대한 궁금증을 제대로 풀지 못하여 인터넷을 더 찾아보았는데 실제로 무중력 상태에서 스마트폰을 이용해 화면 회전을 한 실험을 찾아볼 수 있었다. 영상 속에서는 옆에 있는 사람이 스마트폰을 들고 있는 무중력 상태의 사람을 인위적으로 회전시키는 모습을 볼 수 있는데 정상적으로 스마트폰 화면 회전 기능이 발생하지는 않았으나 일단 인위적으로 움직임을 만들어 내면서 힘이 작용하고 센서가 이를 중력으로 감지했으리라고 판단 할 수 있었다. 그리고 스마트폰 화면이 회전하는 모습을 볼 수 있었다. 이렇게 스마트폰에서 작동하는 수많은 센서들을 알아보는 것은 재밌는 것 같다. 다음에는 스마트폰에서 작동하는 자이로 센서에 대해서 알아보고 싶다.