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.
بسیاری از گوشی‌های هوشمند امروزی، به دلیل اهمیت امنیت و راحتی کاربران، دارای سنسور فلزیاب یا به اصطلاح سنسور فلز، مانند گوشی‌های آیفون و برخی از گوشی‌های اندرویدی معروف هستند. اما دقیقا کدام مدل‌ها دارای این قابلیت هستند، بسته به نسخه و مدل خاص گوشی است. بهتر است برای جزئیات دقیقتر، به مشخصات فنی هر مدل گوشی مورد نظرتان مراجعه کنید.
گوشی‌هایی که دارای قابلیت سنسور فلزیاب هستند، به طور معمول در دسته‌بندی گوشی‌های هوشمند تحت عنوان “مجموعه امنیتی” یا “امنیت و حریم خصوصی” قرار می‌گیرند. این سنسورها به طور کلی برای تشخیص اشیاء فلزی نظیر کلیدها، سکه‌ها یا سایر اشیاء فلزی کوچک کاربرد دارند.
یکی از مدل‌های معروف که دارای این قابلیت است، گوشی‌های iPhone می‌باشند. از iPhone 6 به بعد، این گوشی‌ها دارای قابلیت سنسور فلزیاب هستند. اما برای اطمینان از دقت اطلاعات، می‌توانید در مشخصات فنی هر مدل از گوشی‌های iPhone به دنبال قابلیت سنسور فلزیاب بگردید.
در ضمن، برخی از گوشی‌های اندرویدی نیز این قابلیت را دارند، اما بسته به مدل و تولیدکننده متفاوت است. از جمله گوشی‌هایی که ممکن است دارای این قابلیت باشند، می‌توان به برخی از مدل‌های سامسونگ، هواوی و شیائومی اشاره کرد، اما برای اطمینان دقیق، به مشخصات فنی هر مدل از گوشی‌ها مراجعه کنید.
علاوه بر آیفون، برخی از گوشی‌های اندرویدی هم از سنسور فلزیاب برخوردارند. به عنوان مثال:
- سامسونگ Galaxy S و Galaxy Note سری (مانند Galaxy S21 و Note 20) در برخی از مدل‌ها دارای سنسور فلزیاب هستند.
- گوشی‌های سری Sony Xperia، مانند Xperia 1 و Xperia 5، در برخی از مدل‌ها دارای این قابلیت می‌باشند.
- برخی از گوشی‌های سری Huawei P و Mate نیز از سنسور فلزیاب پشتیبانی می‌کنند، مانند Huawei P40 و Mate 40.
- گوشی‌های شیائومی (Xiaomi) نیز در برخی از مدل‌ها از این قابلیت بهره می‌برند، مانند Xiaomi Mi 11 و Redmi Note 10.
همچنین، برخی دیگر از تولیدکنندگان نیز ممکن است در مدل‌های خود از این قابلیت استفاده کنند، بنابراین برای اطمینان دقیق، به مشخصات فنی هر گوشی مراجعه کنید.
- گوشی‌های OnePlus نیز در برخی از مدل‌ها از سنسور فلزیاب پشتیبانی می‌کنند، مانند OnePlus 9 و OnePlus 9 Pro.
- گوشی‌های LG از جمله مدل‌هایی مانند LG Velvet و LG Wing در برخی از نسخه‌ها دارای این ویژگی هستند.
- تولیدکنندگان دیگری نیز ممکن است در برخی از گوشی‌های خود از سنسور فلزیاب استفاده کنند، اما این موارد متنوع و وابسته به هر مدل و نسخه خاص گوشی است.
با توجه به اینکه بازار گوشی‌های هوشمند پویاست و هر روزه تغییراتی رخ می‌دهد، بهتر است قبل از خرید هر مدل گوشی، مشخصات فنی آن را به دقت بررسی کنید تا اطمینان حاصل کنید که دارای ویژگی سنسور فلزیاب است یا خیر.
سنسور فلزیاب معمولاً برای تشخیص و شناسایی اشیاء فلزی کاربرد دارد، مانند سکه‌ها، جواهرات، یا اشیاء فلزی دیگری که ممکن است در خاک یا در دیگر محیط‌ها مخفی شده باشند. این سنسورها با تشخیص تغییرات در میدان مغناطیسی اطراف، قادر به تشخیص فلزات هستند.
اما به طور کلی، این سنسورها برای پیدا کردن گنج‌ها یا فلزات قیمتی به صورت حرفه‌ای مناسب نیستند، زیرا ممکن است عمق، اندازه یا نوع فلز به اندازه کافی دقیق تشخیص داده نشود. برای یافتن گنجینه‌ها یا فلزات گرانبها، استفاده از تجهیزات حرفه‌ای‌تری که طیف وسیعی از فلزات را شناسایی و اندازه‌گیری می‌کنند، ضروری است.
به عنوان مثال، در صنعت کشف طلا یا کنترل امنیتی، از تجهیزاتی با قابلیت‌های پیشرفته‌تر استفاده می‌شود که امکان تشخیص فلزات با عمق و صفات مختلف را فراهم می‌کنند. اما برای کاربردهای عمومی و معمولی، سنسورهای فلزیابی موجود در گوشی‌های هوشمند می‌توانند به عنوان یک ابزار کمکی و البته مفید برای تشخیص و کمک به یافتن اشیاء فلزی استفاده شوند.
