انواع حسگرهای گوشی های هوشمند با کاربردهای متفاوتی وجود دارند. امروزه اکثر گوشی‌های هوشمند مجهز به سنسور مغناطیسی با حسگر آهنربا هستند. سنسور مغناطیسی وسیله‌ای است که ورودی‌هایی از نوع کمیت‌های فیزیکی را به خروجی‌هایی سیگنالی و قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند. سنسورها انواع مختلفی ازجمله سنسور اثر انگشت، شتاب‌سنج، سنسور تشخیص میزان نور، گرماسنج و مغناطیس شمار و غیره دارند. در این مقاله قصد داریم شما را با انواع سنسورهای مغناطیسی و نحوه‌ی عملکرد آنها در گوشی‌های همراه آشنا کنیم. با ما در تکنولایف همراه باشید.
سنسور مغناطیسی چیست؟
حسگر مغناطیسی به حس‌گری اطلاق می‌شود که اندازه و میزان تغییرات میدان مغناطیسی را به سیگنال‌های الکترونیکی تبدیل می‌کند. ابتدایی‌ترین مثال از میدان‌های مغناطیسی، میدان مغناطیسی کره زمین و میدان مغناطیسی آهنربا است. حسگرهای مغناطیسی در واقع “بزرگی این میدان‌های مغناطیسی” که نامرئی و غیرقابل مشاهده هستند را به “سیگنال‌های الکتریکی قابل مشاهده” تبدیل می‌کنند.
کدام گوشی‌ها حسگر مغناطیسی دارند؟
آسان‌ترین راه برای اینکه متوجه شویم که گوشی همراه ما دارای حسگر مغناطیسی هست یا خیر این است که یک اپلیکیشن قطب‌نما در گوشی خود نصب کنیم. اگر نصب اپلیکیشن موفقیت‌آمیز بود، گوشی دارای این حس‌گراست. چرا که این اپلیکیشن‌های قطب‌نما (فایل‌های APK) به حسگر میدان مغناطیسی دسترسی دارد و با آن مرتبط است؛ بنابراین اگر سنسوری وجود نداشته باشد، اپلیکیشن موردنظر عملکرد لازم را نخواهد داشت.
چگونه سنسور مغناطیسی را روی گوشی نصب کنیم؟
یکی از سوال های پرتکرار کاربران این است که چگونه سنسور مغناطیسی گوشی خود را فعال کنیم؟ نصب سنسور مغناطیسی روی گوشی کار سختی نیست. پس از بررسی‌های لازم اگر متوجه شدید که گوشی شما حسگر مغناطیسی ندارد، تنها کاری که نیاز دارید انجام بدهید این است که در Google play، اپلیکیشن حسگر مغناطیسی (app magnetic sensor) را جست‌وجو کنید. سپس بدون پرداخت هیچ هزینه‌ای به‌صورت کاملاً رایگان می‌توانید آن دانلود و روی گوشی خود نصب کنید. اما سنسور گوشی کجاست؟
چگونه سنسور مغناطیسی گوشی را فعال کنیم؟
برای فعال‌کردن سنسور مغناطیسی گوشی همراه خود از روش زیر استفاده کنید:
- Android App خود را باز کرده و به بخش سنسورها (Sensors Tab) بروید
- در این قسمت تمامی سنسورهای قابل دسترس در گوشی همراه شما نمایش داده شده است و شما می‌توانید هر یک از آنها را فعال یا غیرفعال کنید. همچنین در این قسمت اطلاعاتی درباره‌ی میزان عملکرد هر یک از سنسورها نیز وجود دارد. این بخش برای اینکه بررسی کنید که آیا سنسورهای گوشی‌تان به طور صحیح و دقیق کار می‌کند یا خیر برایتان مفید خواهد بود.
انواع حسگرهای گوشی هوشمند:
حسگرهای گوشی‌های هوشمند به سه دسته‌ی کلی قابل تقسیم است:
- سنسورهای حرکتی: سنسور مغناطیسی حرکتی، حرکت در راستای محورها (سه محور x، y و z) اندازه‌گیری می‌کند. این گروه از سنسورها شامل شتاب‌سنج، سنسور جاذبه و سنسور ژیروسکوپ (سنسور چرخش‌سنج) می‌شوند.
- سنسورهای محیطی: این سنسورها، پارامترهای محیطی مانند فشار هوا، دما، نور و رطوبت را اندازه‌گیری می‌کنند. فشارسنج، نورسنج (روشنایی‌سنج) و حرارت‌سنج در این دسته جای دارند.
- سنسورهای موقعیت مکانی: این دسته سنسور مغناطیسی، موقعیت فیزیکی دستگاه شما را می‌سنجند. اینکه گوشی شما در حالت افقی قرار دارد یا عمودی و اینکه در کدام جهت یا مسیر است. این دسته‌بندی شامل سنسورهای جهت‌یابی و مغناطیس‌سنج‌ها است.
گوشی‌های هوشمند به طور معمول و متعارف دارای حسگرهای زیر است:
- شتاب‌سنج
- حسگر نور محیطی
- حسگر دمای محیطی
- حسگر رطوبت هوا
- سنسور فشارسنج
- حسگر اثر انگشت
- سنسور ژیروسکوپ
- حسگر تشعشعات مضر
- مغناطیس‌سنج
- سنسور NFC (مخفف Near Field Communication است که به معنای ارتباط حوزه نزدیک است و یکی از قابلیت‌های اتصالی گوشی‌های هوشمند است)
- حسگر مجاورتی
- حسگر گام‌شمار
سنسور مغناطیس‌سنج گوشی چیست؟
مغناطیس‌سنج‌ها تکمیل‌کننده‌ی فعالیت، سنسورهای سه‌گانه‌ای هستند که وظیفه‌ی تشخیص موقعیت و مکان گوشی در فضای فیزیکی را دارند. همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد از نام این حس‌گرها مشخص است که میدان‌های مغناطیسی را اندازه‌گیری می‌کنند؛ بنابراین با تغییرات (کم و زیاد شدن) ولتاژ در گوشی همراه، جهت شمال را مشخص می‌کند. به‌تبع آن جهت‌های دیگر هم مشخص می‌شوند. زمانی که شما در Google maps یا Apple maps وارد حالت قطب‌نما می‌شوید، این مغناطیس‌سنج است که با تغییر حرکت شما متوجه حرکت و چرخش انجام شده می‌شود. سپس بر طبق موقعیت جدید دوباره جهت شمال را تشخیص داده و با جهت‌یابی جدید مسیر درست را به شما نشان می‌دهد.
تقویت سنسور مغناطیسی
عرضه‌ی سنسورهای مغناطیسی ارتقا یافته و جدید به بازار، نیازمند یک مدل‌سازی برای ارزیابی سریع میزان تأثیرات طرح جدید و خواص مواد بهبودیافته است. بدین منظور، باید ویژگی‌های اصلی مدل‌های جدید سنسورهای مغناطیسی که به‌سرعت جایگزین نمونه‌های مبتنی بر تکنولوژی قدیمی می‌شوند، مورد بررسی قرار بگیرند. سنسور مغناطیسی جدید بر پایه‌ی MTJs (Magnetic Tunnel Junctions) که شامل دو لایه از فلزات مغناطیسی کبالت-آهن است، با یک لایه‌ی عایقِ با ضخامت بسیار کم جدا شده‌اند. جنس این لایه معمولاً آلومینیوم اکساید به ضخامت یک نانو میلی‌متر است. لایه‌ی عایق به قدری نازک است که اگر ولتاژ بایاس بین دو الکترود فلزی اعمال شود، الکترون‌ها می‌توانند از حائل عبور کنند.
در MTJها جریان عبور به جهت‌گیری نسبی مغناطیسی شدن لایه‌های فرومغناطیس بستگی دارد که با میدان مغناطیسی اعمال شده می‌تواند تغییر کند. به این پدیده TMR (Tunneling Magnetic Resistance) یا مقاومت مغناطیسی تونل می‌گویند. امروزه MTJهایی که در سنسورهای حرکتی به کار برده می‌شوند بر پایه‌ی فلزات واسطه فرومغناطیس و حائل‌های آلمینیوم‌اکسیدی است. از جمله قابلیت‌های آن می‌توان به باز تولید، تکرارپذیری و TMR بالای ۵۰ درصد در دمای اتاق اشاره کرد. طبق مشاهدات اخیر پدیده‌ی مقاومت مغناطیسی تونلی (TRM) در MTJ های کریستاله شده که حائلی از جنس منیزیم اکسید دارند، افزایش یافته است. همچنین تمایل به تونل زنی وابسته به چرخش نیز در این نمونه‌ها تقویت شده است.
