Magnetometr w telefonie

Artykuł dotyczący magnetometru zapoczątkuje krótką serię artykułów opisujących rodzaje czujników znajdujących się w telefonach. Jednak, aby nie ograniczać si tylko do telefonów przybliżymy ci czym dokładnie jest magnetometr oraz jakie ma zastosowania we współczesnym świecie. Czujnik pola magnetycznego w telefonie jakim jest magnetometr okazuje się być bardzo przydatnym urządzeniem. Sprawdźmy zatem co to jest magnetometr i jak wykorzystuje się go w telefonach i nie tylko.

Co to jest magnetometr – zasada działania?

Bez wątpienia wiesz czym jest kompas i zapewne orientujesz się jak go używać. Zasada działania kompasu jest zbliżona do magnetometru, oba urządzenia różnią funkcje jakie spełniają. Kompas służy do nawigowania natomiast bohater dzisiejszego dnia umiejscowiony w telefonie może być wykorzystywań również np. w poszukiwaniu metali ukrytych w ziemi.

Pierwszy magnetometr mierzący bezwzględną intensywność magnetyczną został stworzony przez Carla Friedricha Gaussa w 1833r. Był to wybitny niemiecki matematyk czasem nazywany największym matematykiem od starożytności. Opracował metodę pomiaru poziomego natężenia pola magnetycznego oraz jest twórcą teorii oddziaływania magnetosferycznego źródła pola magnetycznego Ziemi.

Wspominamy o tym nie bez powodu, magnetometr to urządzenie wykorzystywane do pomiaru pola magnetycznego Ziemi oraz wykrywania anomalii magnetycznych. Magnetometry wykorzystuje się również do wykrywania okrętów podwodnych, przez co albo dzięki czemu technologia ta uważana jest za wojskową co skutkuje kontrolowaną dystrybucją tych urządzeń np. w Stanach Zjednoczonych.

Dzisiaj magnetometry są tak bardzo zminiaturyzowane, że można znaleźć je w telefonach, gdzie wykorzystywane są jako kompasy.

Pole magnetyczne ziemi

Pod pojęciem pola magnetycznego Ziemi zawiera się wielkość wektorowa charakteryzująca się siłą i kierunkiem. Mierzy się ją w kilku jednostkach, tesli w SI i gausach w układzie CGS. Różne szerokości i długości geograficzne charakteryzują się różnym polem magnetycznym od 20 000 do 80 000 nT.

Rodzaje magnetometrów

Magnetometry dzieli się ze względu na właściwości i budowę. Podstawowym podziałem jest ten na laboratoryjne oraz pomiarowe. Z kolei pomiarowe dzielimy na skalarne magnetometry oraz wektorowe.

Magnetometr Protonowy

Inną nazwą dla magnetometru protonowego jest magnetometr protonowej precesji albo magnetometr precesyjny protonu. Niezależnie od nazwy jaką będziemy się posługiwać służy do mierzenia bardzo małych wahań w ziemskim polu magnetycznym poprzez wykorzystanie zasady pola jądrowego rezonansu magnetycznego Ziemi. Dzięki temu wykrywa żelazo w przedmiotach na lądzie i morzu.

Zastosowanie magnetometru

Magnetometr istnieje od prawie 200 lat, a wciąż jest wykorzystywany, choć w nieco zmienionej unowocześnianej formie. Jak zdążyłeś zauważyć, wymieniliśmy już kilka zastosowań, ale to tylko czubek góry lodowej.

Pomiar naprężeń mechanicznych

Temat dość skomplikowany niemniej wart napomknięcia. Magnetometr mierzy i monitoruje naprężenia mechaniczne w materiałach ferromagnetycznych.

Fizyka

W fizyce cząstek magnetometr stosuje się do pomiaru pola magnetycznego kluczowych elementów np. magnesów skupiających.

Archeologia

Słyszałeś o złotym pociągu spod Wałbrzycha? Każdy o nim słyszał, nikt nie widział, ale historia odbiła się echem na całym świecie. Jednym z powodów były badania z wykorzystaniem magnetometru, który miał nakierować archeologów na ślad owego mitycznego pociągu.
W przypadku innych stanowisk archeologicznych techniki magnetyczne mogą ustalić miejsca w których znajdowały się paleniska ognia, ściany z wypalanych cegieł i kamieni magnetycznych: bazalt i granit.

Zorze polarne

Myślisz, że te wszystkie piękne zdjęcia zorz polarnych powstały spontanicznie? Magnetometry pozwalają wykrywać zorze jeszcze zanim ich światło da niesamowity popis na niebie.

Górnictwo

Magnetometr pozwala mapować zagrożenia związane z wydobyciem węgla np. włamania bazaltowe i zanieczyszczenie węgla.

Wykorzystywane są również do eksploracji minerałów, pozwalają namierzyć rudy żelaza czy pirotyt.

Wojsko

Marynarka wojenna, ale nie Polska naszymi kutrami można ryby łowić a nie walczyć, rozmieszcza tablice magnetometrów w kluczowych punktach dna morza w celu wykrywania okrętów wroga. Poskutkowało to zbudowaniem przez Rosjan łodzi podwodnych z tytanu, który jest niemagnetyczny.

Magnetometr w telefonach

Wśród wielu czujników dostępnych w nowych telefonach mamy do dyspozycji magnetometr. Mierzy on pole magnetyczne wskazują północ, zmieniając napięcie wyjściowe do telefonu.

Jeżeli korzystasz z map Google albo Apple w trybie kompasu to telefon uruchamia właśnie magnetometr, aby móc odczytać w którym kierunku powinna być skierowana mapa.

Funkcje magnetometru w tym aspekcie są wspierane przez inne czujniki takie jak GPS i akcelerometr.

Ten typ funkcjonalności można określić jako praktyczny i telefony wyposażone w ten czujnik pod tym względem zyskują małą przewagę nad konkurencją nie posiadającą magnetometru.

Czujnik pola magnetycznego w telefonie

Gdybyś jednak chciał spróbować innych funkcjonalności, ściągnij ze sklepu aplikację do wykrywania metali. Efekty bardzo łatwo możesz przetestować, nawet nie wychodząc z domu. Nie spodziewaj siej takiej dokładności jak w profesjonalnych wykrywaczach, ale z nudów można przetestować.

Badacze z niemieckiego Telekomu wykorzystali właściwość, którą później nazwali MagiTact pozwalającą śledzić zmiany pola magnetycznego wokół telefonu np. przez rękę trzymającą magnes. Dzięki temu za pomocą różnych gestów można sterować telefonem.

Magnetometr w smartfonach pozwala nawet na wykrywanie wahań magnetycznych, wymaga do tego osobnej aplikacji, ale daje ci taką możliwość.

Telefony z magnetometrem

Tak jak zostało wspomniane magnetometr jest urządzeniem powszechnie stosowanym we współczesnych telefonach i znalezienie modelu bez tego czujnika nie jest takie proste. Dlatego kupując telefony od niżej wymienionych producentów możesz oczekiwać, że w specyfikacji dowolnego modelu znajdziesz informacje o magnetometrze. Naturalnie przed dokonaniem zakupu należy upewnić się w danych technicznych czy czujnik pola magnetycznego znajduje się w telefonie, wymienienie konkretnych modeli mija się z celem, gdyż lista byłaby bardzo długa. Lista producentów telefonów z magnetometrem:

• iPhone
• OnePlus
• Xiaomi
• Infinix
• Samsung
• Google Pixels
• LG
• Tecno
• Oppo
• Realme
• Vivo
• Huawei
• Nokia

Magnetometr – podsumowanie

Jak widzisz magnetometr (czujnik pola magnetycznego) to bardzo ciekawe i przydatne urządzenie. Ma swoje komercyjne i wojskowe zastosowanie w wielu urządzeniach od wykrywacz łodzi podwodnych do telefonów korzystających z map. Jeżeli temat cię zainteresował zachęcamy do zapoznania się z pozostałymi wpisami na temat czujników w telefonach, w tym o akcelerometrze w telefonie czy żyroskopie.