Геомагнитный датчик в смартфоне
Многие удобные и необходимые функции смартфона были бы невозможны без специальных датчиков (сенсоров). Управление жестами, автоматическое изменение яркости, изменение ориентации экрана при повороте и его отключение при разговоре, контроль в игре без нажатий – это далеко не полный перечень возможностей.
Наличие датчиков в смартфонах было бы не невозможным без развития микроэлектромеханических систем (МЭМС). Такие устройства соединяют в себе электрические и механические компоненты в микроисполнении. Размеры таких элементов не превышают 100 мкм.
Основным материалом для создания МЭМС служат кремний и полимеры. По данной технологии создаются все известные сенсоры, которые необходимо использовать в компактных устройствах, например, в смартфонах. Совершенствование в технологическом плане смартфонов дало большой толчок для развития МЭМС. Рассмотрим пример такого датчика.
Геомагнитный датчик (geomagneticfieldsensor) – это сенсор, реагирующий на магнитное поле Земли, другими словами, датчик измеряет электромагнитное излучение. Его так же называют магнитометром или прибором для измерения магнитных полей. Геомагнитные датчики часто устанавливают в смартфонах и планшетах, поскольку с их помощью можно определить стороны света и узнать в какую сторону повернуто устройство. Если в смартфоне установлен геомагнитный датчик, то можно легко ориентироваться на местности, поэтому его также называют электронный компас. В частности, наличие такого датчика сильно поможет устройствам (без модуляGPS)определить местоположение и направление движения. Магнитометр – один из ключевых датчиков, который совместно с акселерометром и гироскопом дает возможность разработчикам использовать устройство в качестве геймпада на полную мощность. Естественно, магнитометр можно использовать по прямому назначению: в качестве металлоискателя и для поиска проводки в стенах.
|
|
|
Датчик основанный на эффекте Холла
В 1879 Эдвин Холл, будучи студентом университета им. Джона Хопкинсона, установил, что, если через проводящую пластинку пропускать ток, а перпендикулярно пластинке направить магнитное поле, то в направлении поперечному току (и направлению магнитного поля) на пластинке появится напряжение: Uh = (Rh×H×I×sinw)/d, где Rh – коэффициент Холла, зависящий от материала проводника; H – напряженность магнитного поля; I – ток в проводнике; w – угол между направлением тока и вектором индукции магнитного поля (если w = 90°, sinw = 1); d – толщина материала.
Благодаря тому, что выходной эффект определяется произведением двух величин (HиI), датчик Холла имеют весьма широкое применение.
|
|
|
В настоящее время имеются несколько электронных приборов, основанных на эффекте Холла, включая различные типы переключателей и линейные датчики. Когда переключатель на основе эффекта Холла подвергается действию магнитного поля с правильной полярностью, которая превышает порог его работы, включается выходной транзистор, позволяя току проходить через него. Когда напряжение поля понижается до порога, транзистор выключается.
Простой электронный компас, который сможет определять направление на основной (N, E, S, W) или четвертной румб (NE, SE, SW, NW), можно создать, установив по кругу четыре переключателя на основе эффекта Холла вокруг маленькой свободно вращающейся намагниченной иголки. Когда иголка указывает на один из переключателей, его транзистор включается, позволяя проходить току и включать установленный над ним светодиод, который показывает направление или курс. Если иголка остановилась посередине между двумя переключателями, то включается оба светодиода. Это указывает направление на четвертной румб. Для более точных компасов требуются линейные датчики на основе эффекта Холла с выходным напряжением, которое бы точно соответствовало изменениям в окружающем магнитном поле. В состоянии покоя (при отсутствии магнитного поля), выходной сигнал в идеале должен равняется половине сетевого напряжения, деленному на рабочее напряжение и разницу температур прибора. При возрастании магнитного поля южного полюса напряженность на выходе возрастает по сравнению с состоянием покоя. И наоборот, при возрастании магнитного поля северного полюса напряжение на выходе понизится по сравнению с состоянием покоя. Пара датчиков, перпендикулярно расположенных на горизонтальной плоскости, может с точностью до нескольких градусов определить направление, которое указывает намагниченная иголка.
|
|
|
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 4217; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!