Что такое геомагнитный датчик в смартфоне и зачем он нужен
Современные мобильные устройства оснащены многочисленными датчиками, значительно расширяющими их функциональные возможности. Пользователи девайсов часто даже не догадываются о наличии некоторых встроенных сенсоров, и тем более не имеют представления об их предназначении. Датчики приближения, освещения, акселерометр, гироскоп и прочие интегрированные сенсоры, которыми давно оснащаются даже бюджетные модели, обычно известны владельцам устройств, но, встречая незнакомые решения, пользователи не знают, чем они могут быть полезны и как их применить.
Сравнительно недавно производители мобильных девайсов начали встраивать регистраторы геомагнитного поля, позволяющие использовать телефон в качестве компаса и определять стороны света с применением специального ПО.
Что такое геомагнитный датчик
Встраиваемый в мобильное устройство геомагнитный датчик (geomagnetic fields sensor, магнитометр) являет собой сенсор, реагирующий на магнитные поля Земли, то есть, улавливающий электромагнитное излучение.
Поскольку с его помощью можно определить стороны света и узнать текущее направление девайса, он именуется также «электронный компас».
Измерения магнитных полей, выполняемые датчиком, позволяют хорошо ориентироваться на местности, что обеспечит точную навигацию и очень выручит в отсутствии модуля GPS на устройстве, ведь с магнитометром легко определить текущее местонахождение смартфона и направление движения (при этом подразумевается использование Wi-Fi и вышек сотовой связи).
Для чего нужен геомагнитный датчик
На смартфонах датчик геомагнитного анализа используется чаще всего для определения местоположения объекта и стороны света, куда направлен девайс. Информация об отслеживании ориентации устройства в пространстве относительно магнитных полюсов пригодится при работе с картографическими приложениями.
Софт данной категории относится к must have для любого современного мобильного устройства и обычно на девайсах под управлением Android уже предустановлены карты (Google Maps), альтернативные варианты можно устанавливать самостоятельно из магазина Google Play.
Наиболее распространённое применение магнитометра в смартфоне – реализация компаса и улучшение геомагнитного позиционирования, но можно использовать его также в качестве металлоискателя и с целью поиска проводки в стенах помещений, для чего потребуется установка специального ПО.
Вместе с акселерометром и гироскопом магнитометр позволяет полноценно использовать Android-устройство в качестве геймпада на компьютере.
Чем отличаются магнитные и геомагнитные датчики
Часто сенсоры, встроенные в смартфон, в некоторой мере дублируют и дополняют друг друга. Например, геомагнитный датчик может работать также в тандеме с датчиком Холла. Арсенал устройства пополняется дополнительными аппаратными датчиками со схожим принципом работы, при этом упрощённой функциональности, с целью повышения точности.
Так, владелец Android-девайса может найти в списке имеющихся сенсоров магнитный и геомагнитный анализаторы, отличающиеся предназначением и вариациями применения.
Магнитный датчик позволяет улавливать и анализировать магнитные поля, при этом имея упрощённый механизм работы. Его задача заключается в регистрации усиления магнитного поля, тогда как на осевую напряжённость сенсор не реагирует. Современные мобильные устройства оснащаются им для взаимодействия с аксессуарами, такими как чехол SmartCover в виде книжки. Когда «умная обложка» закрывается, датчиком регистрируется приближение магнита, интегрированного в чехол, сигнал подаётся системе и экран смартфона гаснет. Это избавляет пользователя от необходимости вручную блокировать дисплей устройства, исключает случайные нажатия и экономит заряд батареи. При открытии обложки магнит на флипе удаляется от сенсора, магнитное поле изменяется. Это регистрируется датчиком, он подаёт команду системе и экран загорается снова. В некоторых чехлах предусмотрено окошко ля отображения определённых участков дисплея (часы, сообщения, пропущенные звонки и прочие) – возможность также обеспечена датчиком Холла, определяющим необходимость полностью блокировать экран или оставить отдельную область активной.
Наличие датчиков в мобильном телефоне
Геомагнитный сенсор являет собой более совершенную конструкцию, позволяющую регистрировать магнитное поле Земли, с высокой точностью определяя стороны света. Это обеспечивает возможность использования смартфона как компаса, но перед применением важно откалибровать датчик.
Использование компаса на телефоне
Компас не всегда является штатной функцией смартфона, но при наличии магнитного датчика добавить опцию можно, установив специальное приложение из магазина Google Play. О возможностях стороннего инструмента можно почитать в описании к софту. Компас потребуется откалибровать для точности показаний.
В Google Maps благодаря компасу пользователь видит стрелку, указывающую направление стороны света, в которую повёрнут смартфон.
Если компас откалиброван, луч будет узким, а в случае необходимости калибровки – широким, при этом приложение предупредит о том, что действие должно быть выполнено. Процедура подразумевает очерчивание телефоном восьмёрки в воздухе.
Основные датчики смартфона – какие бывают и зачем нужны?
Краткое описание основных датчиков современного смартфона, их назначение, какие из них необходимы, а без каких можно и обойтись. |
Смартфоны сегодня оснащают множеством датчиков, работа которых часто не заметна. При этом их отсутствие резко уменьшает функционал телефона. На презентациях новинок их упоминают вскользь, хотя каждый из имеющихся датчиков делает работу со смартфоном удобнее и проще.
В этой короткой статье мы рассмотрим основные датчики, являющиеся неотъемлемой частью большинства современных смартфонов и их назначение.
Акселерометр
Акселерометр самый популярный на сегодняшний день датчик в смартфонах. Он измеряет ускорение тела в пространстве и отвечает за автоматический поворот изображения на дисплее.
Этим датчиком укомплектованы абсолютно все современные смартфоны, а его работа заключается в автоматической смене ориентации экрана при повороте устройства.
Гироскоп
Гироскоп в смартфоне определяет скорость углового вращения. Благодаря этому сенсору пользователь может поворотом гаджета управлять игрой. Он также используется при фотосъемке и для координирования дронов. Так же крайне полезен и есть практически везде.
Магнитометр (датчик Холла)
Магнитометр (магнитный компас) встречается не во всех смартфонах. Этот датчик измеряет уровень магнитного поля и используется для комфортной работы с навигационными сервисами и в случае запуска цифрового компаса. Работа с чехлами, которые позволяют разблокировать смартфон при открывании аксессуара, тоже зависит от наличия магнитометра.
Многие смартфоны не имеют аппаратного магнитометра, что не позволяет использовать соответствующие аксессуары. В них используется так называемый цифровой (программный) компас, который используется в навигации, но является менее точным.
Барометр
Встроенный в смартфон барометр позволит с высокой точностью определять атмосферное давление. С помощью этого датчика легко выяснить текущее положение над уровнем моря. Присутствие барометра существенно повышает точность данных GPS, но является привилегией топовых дорогих смартфонов.
Шагомер
Шагомер или педометр помогает контролировать пройденное расстояние, выраженное в количестве шагов. Наличие этого сенсора демонстрирует то, что владелец смартфона уделяет внимание физическим нагрузкам и состоянию своего здоровья.
Отдельный датчик шагов может быть только в некоторых смартфонах и умных часах, ориентированных специально на спортсменов и людей, которые хотят вести более подвижный образ жизни. В других смартфонах шаги считаются с помощью стандартных датчиков и специальных спортивных программ, но немного менее точно.
Датчик приближения
Датчик приближения является обязательным модулем, который блокирует экран во время разговора от случайных нажатий (когда экран прикладывается к щеке).
Кроме этого, в некоторых более дорогих моделях успешно реализована система управления жестами с использованием датчика приближения.
Датчик освещенности
Датчик освещенности устанавливается для замера освещенности вокруг смартфона. На основе полученной с него информации смартфон может автоматически выставлять комфортную яркость экрана. Это крайне полезный датчик, облегчающий использование смартфона без необходимости постоянной ручной регулировки яркости, но может отсутствовать в некоторых бюджетных смартфонах.
На улице при ярком свете экран будет максимально ярким и хорошо читаемым, в помещении яркость будет снижаться до среднего уровня, а в вечернее время и затемненном помещении подсветка будет опускаться до минимального щадящего для глаз уровня.
Дактилоскопический сенсор
Стандартом в современных смартфонах в последние годы стал сканер отпечатка пальца. Используя этот способ разблокировки, можно закрыть доступ к устройству или отдельным приложениям от посторонних.
Разблокировка смартфона с помощью датчика отпечатка пальцев позволяет ускорить получения доступа к функционалу смартфона и предотвратить доступ к личным данным в случае его утери или кражи.
Сканер отпечатка пальца обеспечивает высокий уровень защиты смартфона, потому что в отличие от пароля или графического ключа найти способ разблокировки без заданного пальца практически невозможно.
Другие датчики
Есть и некоторые другие датчики, такие как термометр, датчик влажности, пульсометр (датчик сердцебиения), датчик вредного излучения (радиации). Но встречаются они крайне редко и их назначение вполне понятно, так что мы не будем на этом останавливаться.
Надеемся эта статья была для вас полезной и интересной, если так – поделитесь ей в соцсетях с помощью кнопочек слева
Магнитные сообщения позволяют смартфонам получать секретные данные.
Пол Маркс. оказывается есть еще способ.
Система под названием Pulse использует датчик магнитного поля или магнитометр для приложения компаса в iPhone и телефонах Android, чтобы получать сообщения в виде переменного магнитного поля, создаваемого соседним электромагнитом.
Скорость передачи довольно низкая — всего 40 бит в секунду — и работает только в диапазоне 2 сантиметров. Но у этого есть свои преимущества, говорят Василис Костакос и его коллеги из Университета Оулу в Финляндии, которые построили тестовую электромагнитную систему, которая связывалась с телефонами Android, чтобы показать, что идея работает.
Реклама
Кодируя данные в переменном магнитном поле, они показали, что могут передавать что угодно, от веб-адреса до музыкальной последовательности MIDI, от электромагнита до телефона. Это означает, что небольшой электромагнит, встроенный в интерактивный уличный плакат, может выполнять работу, скажем, распечатанного QR-кода, но с выгодой для рекламодателя, который может регулярно менять URL-адрес.
«Это живой динамический канал, где информация может транслироваться в режиме реального времени. QR-коды содержат только статическую предопределенную информацию», — говорит Василис.
Очереди в кафе
Эта идея также может повысить безопасность небольших платежей.
Радиосигнал ближней радиосвязи (NFC), который позволяет вам оплачивать товары с помощью телефона, может быть прочитан на расстоянии до 20 сантиметров, а это означает, что злоумышленник может украсть деньги с телефона, если окажется достаточно близко — например, в очереди в кафе.
Василис предполагает, что магнитная система обмена сообщениями может гарантировать, что телефон ничего не обменивает, пока он не окажется в пределах 2 сантиметров от платежного терминала — когда магнит отправит безопасный код, который активирует обычное приложение NFC.
Но эти приложения являются лишь ранними предложениями. В сентябре команда из Оулу расскажет больше о своих планах по обмену магнитными сообщениями на ежегодной конференции по вездесущим вычислениям в Сиэтле, штат Вашингтон.
Новый способ в
Возможно, датчики других смартфонов можно было бы адаптировать для отправки информации таким же образом, говорит Василис.
«С другими датчиками эффективность связи зависит от того, насколько быстро вы можете физически манипулировать воспринимаемыми параметрами», — говорит Василис.
«Я не уверен, например, насколько хорошо будет работать барометр — нам нужно быстро изменить атмосферное давление, чтобы передать информацию, что может быть непросто», — говорит он.
Эндрю Кэмпбелл, глава группы датчиков смартфонов в Дартмутском колледже в Ганновере, штат Нью-Гэмпшир, говорит, что демонстрация команды из Оулу выглядит многообещающе.
«Использование магнитометра смартфона для связи — это очень круто», — говорит он, добавляя, что отсутствие полосы пропускания для всех наших беспроводных гаджетов означает, что исследователи всегда ищут разные каналы в телефоне, и это имеет некоторые перспективы. «Это может быть слишком нишево, чтобы быть широко применимым, но их демонстрация новая и захватывающая», — говорит Кэмпбелл.
Еще по этим темам:
- магниты
Знакомство с магнитометром смартфона
Крис Роуэн, Кентский государственный университет, главный кампус
Профиль автора
Это задание является частью пересмотренной коллекции «Обучение с использованием полевого опыта онлайн»
Скрыть
0003
Ресурсы в рецензируемой коллекции получили в основном очень хорошие оценки по всем пяти элементам рецензирования.
- Научная точность
- Согласование целей обучения, мероприятий и оценок
- Педагогическая эффективность
- Надежность (удобство использования и надежность всех компонентов)
- Полнота описания мероприятия
Для получения дополнительной информации о процессе проверки этой коллекции см.: https://serc.carleton.edu/NAGTWorkshops/online_field/review_process.html
Эта страница впервые опубликована: 19 июня 2020 г.
Краткий обзор
Введение в использование смартфона для измерения силы и направления локального магнитного поля. Учащиеся определяют местонахождение сенсора в смартфоне, характеризуют оси его измерения, оценивают его чувствительность и уровень шума. Затем они измеряют окружающее поле и сравнивают его с предсказанным эталонным полем для своего местоположения, а затем наблюдают влияние местных магнитных источников на создание отклонений от этого поля.
Контекст
Аудитория
Я намерен использовать это задание при следующем преподавании геофизики (бакалавриат старшего уровня). Он также подходит для виртуального полевого геофизического лагеря.
Навыки и концепции, которыми должны овладеть учащиеся
Учащиеся должны иметь общее представление о магнитном склонении и наклонении, а также об общей природе и форме магнитного поля Земли. К этому упражнению прилагается вводная презентация PowerPoint, в которой обсуждаются эти концепции.
Как деятельность расположена в курсе
Это можно использовать как отдельное упражнение или потенциально использовать перед упражнением или проектом, в котором смартфон используется для проведения магнитной съемки.
Длина действия
Максимум 1-2 часа.Цели
Содержание/концепции целей данного мероприятия
По окончании этого задания учащиеся смогут:
– собирать магнитные данные с помощью своих смартфонов, имея представление о работе датчиков и их ограничениях;
– понимать природу магнитного поля Земли и то, как оно меняется в зависимости от географического положения.
– понимать природу магнитных аномалий как отклонений от ожидаемого эталонного поля.
Цели навыков мышления более высокого порядка для этой деятельности
– анализ основных данных
– 3D визуализация
– оценка и сравнение данных из разных источников
Прочие цели навыков для этой деятельности
– базовая компьютерная обработка собранных данных (макс., мин., среднее)
Описание и учебные материалы
Раздаточный материал для учащихся (Acrobat (PDF) 599kB, 29 мая, 20)
Раздаточный материал для инструктора (Acrobat (PDF), 219 КБ, 29 20 мая)
Технологические потребности
Учащимся потребуется доступ к смартфону с установленным набором датчиков Physics ToolBox (бесплатное приложение, доступное для iOS и Android). В идеале для анализа собранных данных требуется компьютер и программное обеспечение для работы с электронными таблицами, но это возможно и на смартфоне.
