شاید در فیلم‌های قدیمی کشتی‌رانی متوجه دستگاه‌هایی شده باشید که کشتی‌رانان با استفاده از آن‌ها، جهت‌های جغرافیایی را شناسایی می‌کردند و به راه خود ادامه می‌دادند؛ یا حتی شاید در لوازم پدربزرگ‌ها چنین چیزی را مشاهده کرده باشید. همین دستگاه‌ها، در دنیای امروزی، به شکل سنسوری در داخل گوشی‌های هوشمندمان قرار گرفته‌اند. این سنسور‌ ها دقیقا مانند همان دستگاه‌های قدیمی عمل کرده و جهت‌یابی جغرافیایی را برای‌مان ممکن کرده‌اند. در این متن سعی داریم حسگر قطب نما در اسمارت فون‌ها را تعریف و بررسی نماییم و کاربرد‌های آن را ذکر کنیم.

حسگر قطب نما چیست؟

سخت‌افزار حسگر قطب نما یا Magnetometer در داخل اسمارت فون‌ها، سخت‌افزاری تقریبا پیچیده است. این سنسور برای اندازه‌گیری میزان قوی بودن و جهت میدان‌های مغناطیسی و در نتیجه یافتن جهت‌های جغرافیایی مانند شمال و جنوب استفاده می‌شود. با یافتن میدان‌های مغناطیسی زمین، جهت‌گیری تلفن همراه نیز بهینه‌تر و درست‌تر خواهد شد.

برای بار اول قطب نمایی که توسط انسان ساخته و استفاده شد، ظرفی دارای آب و سوزن مغناطیسی شناور در آن بود. این قطب نما در قرن ۱۱ ام مورد استفاده قرار گرفت و با گذر زمان پیشرفت‌های چشمگیری کرد. این وسیله، توسط مردم اروپای غربی و مسلمانان ساخته شده و توسعه یافت. در آن زمان، این دستگاه‌های قطب نما، بیشتر برای یافتن مسیر کشتی‌رانی و در حالت کلی مسیر حرکت کاربرد داشتند، اما در زمان حال، شرایط تغییر یافته است و علاوه بر این کاربرد‌ها، کاربرد‌های دیگری نیز از این سنسورها انتظار می‌رود.

آیا گوشی که در دست داریم، حسگر قطب نما دارد؟

سنسور های مختلفی از قبیل حسگر مجاورتی و حسگر شتاب‌سنج در تلفن‌های همراه استفاده می‌شوند. اگر بخواهیم به جوابی برای سوال “ آیا گوشی که در دست داریم، حسگر قطب نما دارد؟ “ دست یابیم، لازم نیست کار خاصی انجام دهیم. جواب به این سوال ساده است. اغلب تلفن‌های همراه دارای این سنسور هستند و به همین خاطر، باید به سوال بالا جواب بله دهیم. اما برای این‌که مطمئن شوید که گوشی مورد نظر شما دارای این حسگر هست، می‌توانید به مشخصات فنی گوشی روی قوطی، دفترچه‌ی راهنما یا در وب‌سایت‌های آنلاین نگاهی بیندازید.

علاوه بر آن، تعداد بسیار زیادی از نرم‌افزارهای کاربردی در اسمارت فون‌ها قابل استفاده هستند که به وسیله آن‌ها می‌توان جهت‌ های جغرافیایی را به کمک حسگر قطب نما یافت.

نحوه کار حسگر قطب نما در موبایل

همان طور که ذکر کردیم، این سنسور برای یافتن جهت و اندازه جهت‌های مغناطیسی استفاده می‌شود، اما این کار به وسیله بررسی تغییر مقاومت سنسور قطب نما در گوشی حین قرار گرفتن در جهت خاص انجام می‌شود. پس از تغییر مقاومت این حسگر، مقادیر تغییر یافته به واحد پردازش مرکزی یا CPU منتقل شده و در نهایت پس از پردازش‌های انجام‌شده روی آن‌ها، میزان قوی‌بودن و جهت‌ گیری جهت‌ های مغناطیسی شناسایی می‌شود.

برای استفاده از این سنسور در تلفن همراه، علاوه بر نیاز به خود سنسور، به نرم‌افزار و اپلیکیشن قطب نما نیز نیاز خواهد بود. به این شکل که این سنسور با فرآیند ذکرشده می‌تواند جهت‌یابی ایده‌آلی را انجام دهد و در نهایت به شکل گرافیکی و توسط نرم‌افزار قطب نما این جهت‌یابی را در اختیار کاربر قرار دهد.

همان طور که گفتیم، فرآیند جهت‌یابی و قطب یابی با استفاده از حسگر قطب نما انجام شده و عملا بدون وجود این سنسور، عملکردهای ذکرشده غیر قابل انجام هستند. ذکر این نکته حائز اهمیت است که فرآیند قطب یابی با استفاده از گوگل مپز بدون استفاده از سنسور قطب نما نیز ممکن است، چرا که در این نرم‌افزار، فرآیند قطب یابی به وسیله GPS نیز ممکن است.

انواع سنسور قطب نما استفاده‌شده در تلفن‌های همراه

با توجه به کاربرد سنسور قطب نما، دو نوع از این سنسور قابل استفاده در اسمارت فون‌ها هستند: قطب نمای مغناطیسی و قطب نمای ژیرو.

قطب نمای مغناطیسی از یک المان مغناطیسی برای تشخیص میادین مغناطیسی استفاده می‌کند. این المان، خود را در جهت میدان مغناطیسی زمین قرار داده و در نهایت منجر به تعیین جهت مغناطیسی می‌شود.

بر خلاف قطب نمای مغناطیسی، قطب نمای ژیرو از یک چرخ دوران استفاده می‌کند و قطب‌ های واقعی زمین را به کاربر نمایش می‌دهد.

کاربردهای سنسور قطب نما

حین استفاده از گوگل مپز یا اپل مپز، با استفاده از سنسور قطب نما گوشی، جهت درست نقشه به ما نمایش داده می‌شود. به عبارت ساده‌تر، وقتی نقشه را مشاهده می‌کنیم، جهت جغرافیایی زمین با جهت جغرافیایی نقشه منطبق می‌شود و سبب می‌شود جهت شمال نقشه، با جهت شمال ما یکی باشد.

علاوه بر آن، این سنسور‌ ها برای تشخیص فلزات نیز کاربرد دارند و به همین منظور در فلزیاب‌ها هم استفاده می‌شوند.

حسگر قطب نما در صنایع نظامی و حمل‌ونقل تجهیزات نظامی کاربرد فراوانی دارد و باعث تسریع و بهینگی روند کارهای نظامی می‌شود.

برای ساخت‌وساز ساختمان‌ها، این سنسور ها کاربرد قابل قبولی دارند و می‌توانند بهترین حالت قرارگیری مواد و مصالح ساختمانی در کنار هم را مشخص کرده و به ایده‌آل بودن ساختمان‌ها کمک کنند.

در نهایت از جمله مهم‌ترین کاربردهای حسگر قطب نما در صنعت، می‌توانیم به استفاده از آن‌ها توسط غواصان و زیردریایی‌ها و در حالت کلی نیروی دریایی کشورها اشاره کنیم. این سنسور، به شکل روزمره در نیروی دریایی استفاده می‌شود و عضو جدانشدنی از آن است.