Stören Magneten Mikroprozessoren?
Hallo liebe Community,
mich würde mal interessieren, ob Mikroprozessoren wie die ARM's in irgendeiner Weise empfindlich gegen das Feld eines Magneten sind? Ich denke mir, dass ja eigentlich keine Bauteile drin sind, die das stören sollte, wie das bei Festplatten der Fall ist. Andererseits haben Magnetfelder ja auch Einfluss auf den Strom elektrischer Ladungen, und die gibt es nunmal auch in Mikroprozessoren.
Danke für Antworten schonmal, ArkonRogg.
5 Antworten
Wenn du wenigstens konkreter fragen würdest, könnte man konkreter darauf antworten.
Du sprichst zwar Magnete an, sagst aber nicht genau welche Art von Magnet und daraus resultierende Magnetfelder! Das ist wesentlich. (Sind es Permanentmagnete?)
Warum ist das wesentlich? Na überlege mal, du hast doch in der Schule garantiert ein bissel was gelernt. Also erinnere dich mal an das gelernte, oder frage Suchmaschinen welche "Stoffe bzw Metalle" überhaupt magnetisch reagieren!
Na wieviele sind es, und was bedeutet ferromagnetisch? Von Comodore64 hätte ich erwartet dass Er sowas bringt, anspricht.
So, nun haben bzw hätten wir genug Information was auf Magnete überhaupt reagiert. Nun müssten wir hinterfragen welche "Materialien" in solchen Mikroprozessoren verbaut sind, um auf die Lösung kommen zu können, ob sich Magnete auswirken können.
Bei den Dingen die Commodore angesprochen hat, wäre zu beachten wie gewisse Verhältnisse sind. Im Sinne von Signal/Rauschabstand wären Störungen jeder Art zu betrachten.
Bedeutet, wenn die Nutz-Signale wesentlich höher sind als die Störsignale, kann man meist beruhigt sein. Sinngemäß wenn 100 Leute im Chor laut singen und da quasselt einer dazwischen, wird man den Störer kaum wahrnehmen.
Mal ganz einfach gesagt. Mit einem normalen Magneten kannst Du den Controller direkt nicht stören. Jedoch je nach Stärke des Feldes, Änderungsgeschwindigkeit und Schaltungsaufbau können z.B. Analogsignale verändert werden oder andere Störungen hervorrufen werden.
Es gibt zwei Effekte die Einfluß auf elektrische Schaltkreise haben:
.1. Induktion:
Änderungen des Magnetfeldes induzieren eine Spannung die sich auf die Signale überlagern. Nicht umsonst spricht man von EMV, der "Elektromagnetischen Verträglichkeit. Da die Strukturen sehr klein sind, braucht man schon sehr hohe Frequenzen damit diese zur feinen Struktur passen. Denn die winzigen Stromkreise stellen ja Antennen dar. Der Mikroprozessor selber ist also gegen die meisten normalen Funkwellen mit denen er es zu tun kriegt praktisch immun. Nicht aber gegen Kosmische Strahlung (Raumfahrt) oder gegen einen NEMP (Nuclear Electromagnetic Pulse), also den immensen Funkwellen die bei einer explodierenden Atombombe entstehen, denn die sind praktisch auf allen Frequenzen vorhanden, also wird irgendeine für praktisch jeden der STromkreise im Prozessor passen und die sind irre stark, können leicht einige "zig-Volt" in Strukturen des Mikroprozessors einspeisen die bei wenigen Volt - oder gerade bei hochleistungsprozessoren bruchteilen von Volt - kaputt gehen.
Becahten muß man natürlich auch die Platinen auf der der Mikroprozessor drauf sitzt. Die Leiterbahnen sind verglichen mit dem Chip selber "irre lang", hier können schon relativ niederfrequente Störungen wie z.B. sendende Handys in unmittelbarer Nähe einen großen EInfluß haben und zu Schäden oder zumindest Fehlfunktionen führen. Deswegen ist "Casemodding", also das reinschneiden von Sichtfenstern in die PC Abschirmung ganz und gar nicht gut für die Betriebssicherheit des PCs, denn man kann nicht nur in die FEnster rein gucken, die lassen auch elektromagnetische Felder rein. Auch Smartphones haben ein riesenproblem damit, die sind ja ihr eigener Störsender. Erinnert man sich noch an die Handys vor über 10 Jahren, die summten und brummten immer durch ihre eigenen Funkstörungen. Deren Elektronik war einfach robust genug gebaut um dennoch zu funktionieren, es summte halt nur etwas im Hörer wenn das HAndy auf volle Sendeleistung ging. Bei Smartphones kann man das aber ganz und gar nicht gebrauchen, die haben empfindliche Mikroprozessoren drin. Hier müssen die Leiterbahnen so verlegt werden, dass die möglichst wenig von der eigenstrahlung auffangen und so verlegt sein, dass sich die Felder die einkoppeln gegenseitig eliminieren. Es gab ja schon vor 20 Jahren PDAs, aber daraus Smartphones zu machen ist nicht einfach, der Grund warum Smartphones eine relativ neue Erfindung sind obwohl die Kernkomponenten (Handy und PDA) schon lange erfunden waren. Nicht weil niemand auf die Idee kam., man konnte PDAs und Handys schon lange per Kabel, später Bluetooth miteinander verbinden um ein "Smartphone" zu erhalten. Nur konnte man die nicht ins selbe Gehäuse bauen.
.2. Der HAL-Effekt.
Hält man ein Magnetfeld an einen Stromleiter, so lenkt sich der Strom im leiter ab, eine Seite bekommt eine höhere Stromdichte, die andere eine niedrigere. Legt man ein Voltmeter an die Seiten eines Leiters, kann man die ABlenkung messen. So funktionieren HAL Sensoren, also Halbleiterbauelemente die Magnetfelder messen können. Im Smartphone sind auch welche drin für den Kompass. Deswegen weiß das Handy bei GPS Karten auch immer in welche Richtung man guckt. Einfache Navis für das Auto gehen einfach davon aus, dass sich das Auto nicht einfach so herum dreht und einen Wendekreis hat und zeigen dann immer in die Richtung in der sich das Auto das letzte mal bewegt hat. Der Smartphone Fußgänger kann sich aber jederzeit auf der STelle herumdrehen, also braucht das Smartphone einen kompass.
Auch im Mikroprozessor werden die Ströme in den Leitungen abgelenkt. Der Effekt ist schwach und im HAL Sensor braucht man empfindliche AUswerteelektronik um den Effekt unter optimalen Bedingungen (spezielle Sensorfläche) richtig messen zu können. Aber im Mikroprozessor gibt es Abzweigungen und das Magnetfeld kann dafür sorgen, dass eine Seite der Abzweigung mehr Strom erhält als die andere. Treibt man einen Mikroprozessor an die Grenze, kann ein feiner Unterschied dafür sorgen, dass ein Signal auf der einen Seite der Abzweigung erkannt wird, auf der anderen Seite aber so gerade nicht mehr. Ist das Magnetfeld also stark genug - und damit meine ich richtig, richtig stark und der Microprozessor arbeitet schon an der Grenze des MAchbaren in Sachen Arbeitstakt, dann kann der durch das MAgnetfeld ausfallen bzw. Fehlfunktionen haben.
Das ist der Grund warum man viele Prozessoren einfach so übertakten kann. Ab Werk sind die weit auf der Sicheren Seite und funktionieren unter Garantie auch bei wiedrigen Bedingungen. Wenn mandie Übertaktet steigt die Wahrscheinlichkeit von Fehlfunktionen. Aber eben nur die Wahrscheinlichkeit da Störungen aller Art ja nie gleichmässig und synchron auftreten. Wenn also der Gamer seinen PC frisiert schleißt der aus dem Bootvorgang messerschaf "Funktioniert 100%". Und wenn der dann mittem Im Spiel abstürzt sind natürlich alle Schuld, nur nicht der Gamer mit seiner verfriemelten Hardware.
Hallo Commodore! Beschreibst ja fast ein Buch.Und das fast ohne Fehler. Das kann ich mit meinen dicken Fingern nicht. Und das so interessant dass sich bis zum Ende gelesen habe. Daumen hoch!
Ich habe es gerade mal mit einem ATmega48 @ 24MHz und einem Neodymmagneten ausprobiert... nichts...
Aber diese Controller sind ja auch nicht so empfindlich wie richtige ARM basierende Prozessoren. Aber ich bin der Meinung, dass selbst die nichts spüren.
Edgar
Also ich denke dass du Recht hast bei dem Gedanken an den Einfluss der Magnetfelder auf elektrische Leitungen. Aber vielleicht sind Mikroprozessoren innen abgeschirmt, um den Einfluss zu verhindern. Das würde ich auch selber gerne gewusst.