¿Cómo funciona una brújula en los teléfonos inteligentes? ¿Qué sensores se usan y cómo muestran las direcciones correctas?

El teléfono inteligente usa retroalimentación del sensor del agnetómetro M para la aplicación de la brújula.

¿Qué es un magnetómetro?

Los magnetómetros son instrumentos de medición utilizados para dos propósitos generales:
para medir la magnetización de un material magnético como un ferromagnet, o para medir la fuerza y, en algunos casos, la dirección del campo magnético en un punto en el espacio.

¿Qué tecnología se utiliza en magnetómetro?
El sensor de magnetómetro en su tableta o teléfono inteligente también utiliza la tecnología moderna de estado sólido para crear un sensor de efecto Hall en miniatura que detecta el campo magnético de la Tierra a lo largo de tres ejes perpendiculares X, Y y Z. El sensor de efecto Hall produce un voltaje proporcional a La fuerza y ​​la polaridad del campo magnético a lo largo del eje de cada sensor se dirige. El voltaje detectado se convierte en señal digital que representa la intensidad del campo magnético. Otras tecnologías utilizadas para el magnetómetro pueden incluir dispositivos magnetorresistivos que cambian la resistencia medida en función de los cambios en el campo magnético.

Hoy en día, muchos dispositivos vienen con brújula. Pero puede estar presente en una de las dos formas, brújula magnética (también llamada magnetómetro) y brújula electrónica. En el primer caso, el magnetómetro tiene 3 ejes que se alinean a lo largo de las coordenadas en las que está presente el dispositivo. Esta es una tecnología basada en hardware y, por lo tanto, es bastante precisa. La brújula electrónica, por otro lado, proporciona las direcciones al conectarse con el GPS. Es una tecnología basada en software y, por lo tanto, puede ser inexacta en momentos en que el dispositivo está presente cerca de un campo magnético externo. Un sensor de campo magnético, en este caso, ayuda a evitar el error causado por los campos magnéticos cercanos.

Es lamentable ver que Samsung no incluye ningún tipo de brújula en la mayoría de sus teléfonos. Sin embargo, en la mayoría de los otros dispositivos, se encuentra este sensor. Hace que la navegación sea más rápida y precisa.

Brújula
Todos sabemos que la función de la brújula es dar la dirección correcta con respecto al polo norte-sur de la tierra mediante el uso del magnetismo. Pero debido a la interferencia en la comunicación, el teléfono inteligente no usa el imán como uno de los componentes del sensor de la brújula, sino que utiliza una nueva tecnología que hace el mismo trabajo que la brújula convencional. Si la señal de frecuencia ultrabaja proviene de una dirección específica como Norte o Sur y con la ayuda del acelerómetro, el sensor puede calcular la orientación y la dirección. Esto puede ser posible por ‘efecto Hall’. Por lo tanto, mediante el uso de múltiples sensores colocados a través de una orientación diferente y usando un concentrador de disco / magnético (con material de alta permeabilidad) que dobla las líneas de campo magnético que son paralelas al plano del plano del sensor, esto se puede lograr.

Si la brújula de aguja tradicional funciona debido a un pequeño imán, ¿cómo funcionan las aplicaciones de brújula en los teléfonos? Como resultado, los teléfonos inteligentes tienen un pequeño magnetómetro, que puede medir el campo magnético de la Tierra. Esta información se combina con un acelerador dentro del teléfono. El acelerador obtiene información sobre la posición del teléfono en el espacio. Es capaz de determinar la posición del teléfono desde sensores de estado sólido dentro del teléfono que pueden medir su inclinación y movimiento. La información pr

Proporcionado por estos dispositivos significa que la aplicación de brújula puede mostrar direcciones cardinales sin importar en qué orientación se encuentre el teléfono, según la compañía de desarrollo de software algorítmico Sensor Platforms.

Ya sea que use una brújula 200 BCE o la aplicación de brújula en el iPhone 5S, el campo magnético de la Tierra es la clave para tener direcciones confiables. Ahora, si Apple pudiera desarrollar una aplicación de brújula moral.

Si bien nunca será perfecto, al menos debería ser tan bueno. Así que aquí está la comida para llevar:

• Las brújulas digitales no son lo suficientemente precisas como para servir como medidas científicas, punto. Son convenientes en lo que respecta a dispositivos convergentes, y útiles cuando se combinan con otros sensores, pero por sí solos, nunca esperen que lo ayuden a recibir capacitación básica. Nunca.
• El iPhone 5s se desvía más allá de las imprecisiones e inconsistencias habituales que se encuentran en las brújulas digitales, tal vez indicando que necesita una mejor calibración, o alguna otra solución de Apple.

Referenciado desde:

¿Qué tan precisa es la brújula digital y el nivel en su iPhone 5s? [Encuesta]

Descripción general de los sensores utilizados en teléfonos inteligentes y tabletas

https://thetartan.org/2014/1/27/ …

y para más detalles puedes leer esto:

Cómo usar un teléfono Android como brújula

¿Alguna vez has jugado con un imán? Si es así, sabes que si pones metal cerca, ¡se mantendrán unidos! Esto se debe a que el imán crea un “campo” en el espacio que lo rodea. Cuanto más cerca está una pieza de metal del imán, más fuertes se unen, porque está más dentro del campo magnético. El campo en realidad tiene una dirección específica en la que apunta, como un montón de signos que apuntan en una dirección.

¡Ahora, la Tierra es en realidad un imán gigante! El campo de la Tierra es bastante débil, por lo que es posible que no lo notes, pero está allí. Son puntos de campo desde el Polo Sur hasta el Polo Norte.

Dentro de su teléfono inteligente hay un pequeño dispositivo llamado magnetómetro. Este es un dispositivo realmente complicado que mide qué tan fuerte es un campo magnético. El teléfono usa los datos de esto. Cuando agita su teléfono, mide el campo magnético varias veces y calcula matemáticamente la dirección del campo. Como sabemos que el campo magnético de la Tierra apunta al norte, mientras no haya ninguna interferencia importante, el campo estará apuntando hacia el norte, ¡y tenemos nuestra brújula!

Cualquiera de los circuitos integrados en esta consulta de Google se usa típicamente en teléfonos celulares:

brújula ic

Básicamente hay tres tipos principales: Sensor Hall, Magnetoresistivo Anisotrópico (AMR) o Magnetoresistivo Gigante (GMR).

Cualquiera de estos tipos tiene un sensor magnético que altera su resistencia proporcional al campo magnético en una dirección particular. El circuito en el chip detecta la intensidad del campo magnético y hace que el campo y su dirección estén disponibles como datos digitales. La CPU del teléfono extrae estos datos cuando se requieren datos de la brújula.

Existen versiones en formas de 2 ejes y 3 ejes que tienen sensores de campo magnético separados orientados en x, y y / o z que permiten determinar la dirección del campo magnético.

Entonces, si la brújula de aguja tradicional funciona debido a un pequeño imán, ¿cómo funcionan las aplicaciones de brújula en los teléfonos? Como resultado, los teléfonos inteligentes tienen un pequeño magnetómetro, que puede medir el campo magnético de la Tierra. Esta información se combina con un acelerador dentro del teléfono. El acelerador obtiene información sobre la posición del teléfono en el espacio. Es capaz de determinar la posición del teléfono desde sensores de estado sólido dentro del teléfono que pueden medir su inclinación y movimiento. La información proporcionada por estos dispositivos significa que la aplicación de brújula puede mostrar direcciones cardinales sin importar en qué orientación se encuentre el teléfono, según la compañía de desarrollo de software algorítmico Sensor Platforms.

El propósito de la calibración es descubrir cómo compensar la forma en que los componentes de su teléfono (tornillos, imanes de altavoces, etc.) interfieren con el campo magnético medido.

El proceso de calibración se basa en el hecho de que puede separar las contribuciones internas y externas al campo magnético observando cómo cambia el campo a medida que gira el teléfono. Por ejemplo, en una orientación, el campo magnético del imán en el altavoz se sumará al campo de la Tierra; pero cuando el teléfono está orientado en la dirección opuesta, los dos campos se cancelarán parcialmente.

A medida que mueve el teléfono, el magnetómetro registra cómo cambia la magnitud del campo medido y lo utiliza para calibrar los sensores de campo magnético x, y y z. Consulte la respuesta de geometrikal a una pregunta similar para obtener más detalles sobre este proceso. Tenga en cuenta que esta calibración no le permite compensar la influencia de otros objetos externos (por ejemplo, su refrigerador) en el campo magnético.

Con respecto a la implementación en Google Maps: creo que Google Maps no tiene control sobre la calibración de la brújula porque no existe tal funcionalidad en la API de Android. El magnetómetro probablemente se esté calibrando continuamente, y Google Maps solo le está pidiendo que gire su teléfono para que el magnetómetro pueda recopilar los datos que necesita para obtener una calibración precisa.

En otras palabras, puede calibrar su brújula en cualquier momento que se esté utilizando el sensor de campo magnético con solo agitar su teléfono; no hay un “modo de calibración”.

Querido usuario,

El magneto sensor es responsable de la parte de navegación del dispositivo.

Para tener una calibración correcta del sensor Magneto, puede descargar algunas aplicaciones de calibración de Google Play Store.

Si ha descargado la aplicación de navegación en su dispositivo y aún la dirección no se muestra correcta, significa que el dispositivo no tiene Magneto Sensor.

Hay dispositivos electrónicos llamados magnetómetros, que actúan como brújulas a pesar de que no están utilizando el enfoque de “aguja flotante” para encontrar el norte verdadero. Los magnetómetros miden la fuerza y ​​la dirección de un campo magnético utilizando métodos electrónicos, y están tan miniaturizados que pueden colocarse en circuitos integrados que se encuentran en las placas que manejan los teléfonos celulares. No necesitan GPS, encuentran el norte como lo hace una brújula regular y apuntan al norte magnético, no al polo norte, como las brújulas regulares.

Para detectar la dirección de usted y las aplicaciones de su teléfono inteligente, use un sensor dedicado llamado magnetómetro. Este sensor detecta el campo magnético de la tierra en ese punto y encuentra su posición. El magnetómetro no solo es capaz de darte dirección en un solo plano, sino que también te da dirección en 3D.

Este es un sensor de magnetómetro típico que puede calcular el campo magnético en los 3 planos.

La mayoría de los dispositivos Android tienen un sensor de campo geomagnético incorporado. Este sensor proporciona datos de intensidad de campo sin procesar (en μT) para cada uno de los tres ejes de coordenadas. Y después de obtener los datos, puede darle direcciones correctas perfectamente. También puede usar estos valores para programar cosas como detectores de metales.

Esto es sólo una suposición. ¿La aplicación hace uso del GPS? Si el teléfono no tiene una brújula magnética incrustada, entonces debe tener un medio para conocer la ubicación del teléfono y luego debe tener un medio para hablar con un dispositivo que sepa cuál es el norte magnético. Una forma sería un enlace de comunicación al GPS. El transpondedor GPS de mi automóvil me da instrucciones muy agradables y no hay brújula enterrada en él.