Es scheint als würde kein neues iPhone ohne ein paar kleine technische Probleme auskommen. Beim iPhone 4 war es das Antenna-Gate, das iPhone 5 hatte mit Kratzern im Rahmen des Scuff-Gate zu kämpfen und jetzt häufen sich auch Berichte über ein technisches Problem beim iPhone 5S. Viele Nutzer haben demnach Probleme mit ihren Bewegungssensoren. Diese bestehen im iPhone 5S aus sogenannten Accelerometern und Gyroskopen, die dafür verantwortlich sind, dass sich der Bildschirminhalt je nach Orientierung des Handys dreht und Kompass- und Wasserwaagenfunktion funktionieren. Doch genau diese Aufgabenbereiche machen beim iPhone 5S Probleme. So gibt es viele Nutzer die Vergleiche mit ihren älteren iPhones angestellt haben und teilweise starke Diskrepanzen gefunden haben. Beispielsweise bei der Kompass-Funktion wird von Abweichungen über 10° berichtet.
Wie funktioniert ein Bewegungssensor?
Die meisten werden in der Schule gelernt haben, dass alle Massen Trägheit besitzen. Diese Eigenschaft macht man sich beim Accelerometer zu nutze, um Bewegungsveränderungen zu messen. Dafür wird eine Masse an einer Feder gelagert, so dass sie sich in einer Raumrichtung frei bewegen kann. Über die Kraft an der Feder, kann dann die Beschleunigung berechnet werden. Um alle Bewegungen zu erfassen reicht jedoch ein solcher Sensor nicht aus. Stattdessen müssen drei Accelerometer jeweils im 90° Winkel zueinander verbaut werden, so dass sie ein dreidimensionales Koordinatensystem aufspannen.
Doch auch das ist noch nicht genug, um alle Bewegungen im Raum zu erfassen. Für die Drehbewegungen wird zusätzlich ein dreiachsiges Gyroskop benötigt. Gyroskope sind den meisten als symmetrische Kreisel bekannt, die in der Luft- und Raumfahrt in Navigationsgeräten oder zur Lageregelung eingesetzt werden. Sie nutzen aus, dass der Drehimpuls in geschlossenen Systemen erhalten bleibt. Wenn auf einen Kreisel eine Kraft ausgeübt wird, weicht der Kreisel der Kraft rechtwinklig im Sinne der Kreiseldrehung aus. Diese Änderung der Drehachse ist daraufhin messbar und gibt Auskunft über die Orientierung des Handys. So können also mit 6 kleinen Sensoren alle Freiheitsgrade (drei Raumrichtungen und jeweils die Rotation um die Achsen) überwacht werden.
In Smartphones werden aber keineswegs gewöhnliche Federmassen oder Kreisel verbaut. Mittlerweile sind Accelerometer elektronische Bauteile, die unfassbar klein realisiert werden können und nur noch über Vibration arbeiten. Aufgrund ihrer Größe werden sie mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS) genannt. Sie bestehen aus einer beweglichen Masse aus Silizium(im Bild blau), von der kleine Stege ausgehen, die mit festen Gabeln (im Bild grün) zu Kondensatoren gekoppelt werden.
Wenn sich jetzt die Schwingmasse bewegt, ändert sich die elektrische Kapazität dieser Kondensatoren. Diese Veränderung ist messbar und lässt sich als Bewegung interpretieren.
Woher kommt der Fehler?
Die Ursache des Fehlers ist derzeit noch nicht zweifelsfrei geklärt, aber viele Zeichen deuten in Richtung Hardware. Laut dem Teardown von Chipworks, werden im iPhone 5S neue Bewegungssensoren von Bosch verbaut. Um welches Modell es sich genau handelt ist derzeit aber noch unklar, da die Bezeichnung des Chips mit keiner bekannten übereinstimmt. Damit sind auch die Fehlertoleranzen des Chips unbekannt.
Wird es einen Fix geben?
Da der Fehler recht konstant ist, sollte eine Neukalibrierung diesen relativ gut ausmerzen. Dazu wird das iPhone auf eine ebene Unterlage gelegt und die Daten des Accelerometers über einen gewissen Zeitraum ausgelesen. Anschließend können nach Abzug der Gravitationswirkung die Fehler der einzelnen Achsen bestimmt werden. Es wäre natürlich sehr ärgerlich wenn Entwickler diesen Fix in jede App einzeln integrieren müssten, weshalb viele auf einen systemweiten Fix von Apple warten. Ob dieser kommen wird ist jedoch unklar, da sich Apple selbst noch nicht zu dieser Problematik geäußert hat.