Τι είναι ο αισθητήρας αίθουσας σε ένα smartphone; Κατανομή και τύποι ελεγκτών. Γιατί χρειάζεστε έναν μαγνητικό αισθητήρα;

Πριν 2 χρόνια

Οι σύγχρονες φορητές συσκευές είναι εξοπλισμένες μεγάλο ποσόλειτουργικά μπλοκ, μεταξύ των οποίων δεν είναι μόνο τα κύρια στοιχεία, αλλά και βοηθητικοί αισθητήρες. Ενώ πολλοί χρήστες γνωρίζουν τι είναι το επιταχυνσιόμετρο, ο αισθητήρας φωτός και το γυροσκόπιο, συχνά προκύπτουν ερωτήματα σχετικά με τον αισθητήρα Hall.

Οι αισθητήρες Hall που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα smartphone είναι στοιχεία μέτρησης που σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε την παρουσία και την ένταση του μαγνητικό πεδίο, καθώς και τις αλλαγές του. Πήραν το όνομά τους προς τιμήν του Αμερικανού επιστήμονα Edwin Hall, ο οποίος το 1879 ανακάλυψε την επίδραση της αλλαγής της τάσης ενός ρεύματος σε έναν αγωγό όταν αυτός τοποθετείται σε ένα μαγνητικό πεδίο.

Μαγνητική ροή που αλληλεπιδρά με τον αισθητήρα Hall

Γιατί χρειάζεστε έναν αισθητήρα Hall σε ένα smartphone;

Ανάλογα με το επίπεδο υλοποίησης, αυτός ο αισθητήρας έχει αρκετά ευρείες δυνατότητες. Μεταξύ αυτών είναι η μέτρηση της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής διάφορες συσκευές, δυνατότητα υλοποίησης έλεγχος χωρίς επαφήκαι άλλες λειτουργίες. Ένα μαγνητόμετρο που βασίζεται σε αισθητήρα Hall είναι αρκετά συνηθισμένο στα σύγχρονα smartphone. Ειδικά σε κορυφαίες συσκευές.

Αλλά στις περισσότερες κινητές συσκευές, δεν πραγματοποιούνται πλήρως όλες οι δυνατότητες του αισθητήρα Hall. Ο περιορισμένος χώρος κάτω από το κάλυμμα, η επιθυμία μείωσης της κατανάλωσης μπαταρίας, η έλλειψη ευρέως διαδεδομένου ενδιαφέροντος και η επείγουσα ανάγκη για την εφαρμογή νέων λειτουργιών μειώνουν τη χρήση του αισθητήρα σε δύο εργασίες:

• Το πρώτο από αυτά είναι μια ψηφιακή πυξίδα. Χρησιμοποιείται προγράμματα πλοήγησηςγια να επιταχύνετε την τοποθέτηση και να καθορίσετε με μεγαλύτερη ακρίβεια την κατεύθυνση της κίνησης.
• Ο δεύτερος τομέας εφαρμογής του αισθητήρα Hall, ο πιο απαιτητικός από τους κατόχους smartphone, είναι η βελτίωση της αλληλεπίδρασης της συσκευής με μαγνητικές θήκες και άλλα αξεσουάρ.
• Χρήση αισθητήρα Hall σε αναδιπλούμενα τηλέφωνα για ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση της οθόνης όταν το καπάκι είναι κλειστό ή ανοιχτό.

Πώς αλληλεπιδρά ένα smartphone με μαγνητικές θήκες;

Το περισσότερο απλό παράδειγμαΗ υλοποίηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της θήκης και του μαγνήτη και του smartphone είναι το αυτόματο κλείδωμα/ξεκλείδωμα της οθόνης κατά το κλείσιμο/άνοιγμα της θήκης. Ο αισθητήρας Hall αντιδρά στην προσέγγιση ενός μαγνήτη που βρίσκεται στο πτερύγιο, καταγράφοντας την ένταση του πεδίου και μπλοκάρει την οθόνη. Όταν ανοίγει, η ένταση της ακτινοβολίας μειώνεται και η οθόνη ενεργοποιείται.

Θήκες με παράθυρο στο επάνω μέρος, οι οποίες αφήνουν μέρος της οθόνης ανοιχτό για να επιτρέπεται η χρήση μεμονωμένων λειτουργιών (κλήσεις, συσκευή αναπαραγωγής, ρολόι) χωρίς να ανοίγει το πορτάκι, αλληλεπιδρούν επίσης με τον αισθητήρα Hall. Καταγράφοντας την παρουσία/απουσία αυξημένου μαγνητικού πεδίου, το smartphone καθορίζει εάν θα αφήσει ολόκληρη την οθόνη ενεργή ή μόνο ένα μέρος της.

Ένα άλλο παράδειγμα αξεσουάρ που απαιτεί αισθητήρα Hall είναι το Google CardBoard, ένα προσιτό ακουστικό εικονικής πραγματικότητας που χρησιμοποιεί smartphone. Εφόσον το τηλέφωνο βρίσκεται μέσα όταν χρησιμοποιείτε τη συσκευή, ο μόνος τρόποςέλεγχος παραμένει η απομακρυσμένη αλληλεπίδραση του μαγνήτη που είναι ενσωματωμένος στο μοναδικό «κουμπί» του εξαρτήματος με τον αισθητήρα Hall.

Ένα σύγχρονο smartphone είναι μια σύνθετη υπολογιστική συσκευή υψηλής τεχνολογίας που είναι πιο ισχυρή από χιλιάδες ενσωματωμένους υπολογιστές που εκτόξευσαν τις αποστολές Apollo στη Σελήνη πριν από μισό αιώνα. Υπάρχουν επίσης σχεδόν περισσότεροι αισθητήρες εγκατεστημένοι στα κορυφαία κινητά τηλέφωνα από ό,τι σε αυτό το Apollo. Καθένας από αυτούς εκτελεί αθόρυβα αλλά ευσυνείδητα τη δουλειά του. Τι κάνουν όλοι αυτοί οι αισθητήρες smartphone και πώς λειτουργούν Διαβάστε παρακάτω για περισσότερες λεπτομέρειες;

Ο αισθητήρας φωτός σε ένα smartphone βρίσκεται στον μπροστινό πίνακα, συνήθως κοντά δυναμική συνομιλίας(υπάρχουν εξαιρέσεις). Δομικά, είναι ένας αισθητήρας ημιαγωγών ευαίσθητος στη ροή φωτονίων. Ανάλογα με την έντασή του, ο αισθητήρας ελέγχει τον οπίσθιο φωτισμό της οθόνης προκειμένου να χρησιμοποιεί την ισχύ της μπαταρίας πιο αποτελεσματικά. Μπορεί επίσης να εκτελέσει μια βοηθητική λειτουργία για άλλες εργασίες δουλεύοντας με έναν αισθητήρα εγγύτητας.

Αισθητήρας εγγύτητας

Πρόκειται για έναν οπτικό ή υπερηχητικό αισθητήρα που καθορίζει εάν υπάρχουν αντικείμενα μπροστά από την οθόνη. Στέλνει έναν πολύ αδύναμο παλμό φωτός ή ήχου, και αν ανακλάται, καταγράφει το ανακλώμενο σήμα. Λόγω αυτού, η οθόνη κλειδώνει αυτόματα κατά τη διάρκεια μιας κλήσης ή όταν το smartphone αναποδογυρίζει με την οθόνη προς τα κάτω. Παραδοσιακά, ο αισθητήρας εγγύτητας είναι βαθμονομημένος με τέτοιο τρόπο ώστε να καταγράφει μόνο 2 καταστάσεις: ξένο αντικείμενοπιο κοντά από N (συνήθως 5) εκατοστά» και «ξένο αντικείμενο μακρύτερα από N cm».

Επιταχυνσιόμετρο

Αυτός ο αισθητήρας smartphone βρίσκεται σε μια πλακέτα κυκλώματος και είναι μια μικροσκοπική ηλεκτρομηχανική συσκευή που καταγράφει τις παραμικρές κινήσεις. Οι αρμοδιότητες αυτού του αισθητήρα περιλαμβάνουν την εναλλαγή του προσανατολισμού της οθόνης του smartphone όταν έχει κλίση, τον έλεγχο των παιχνιδιών, την καταγραφή ειδικών χειρονομιών ελέγχου (όπως το κούνημα ή το χτύπημα του σώματος) και επίσης τη μέτρηση βημάτων (μετρώντας ρυθμικούς κραδασμούς κατά το περπάτημα).

Ένα κανονικό επιταχυνσιόμετρο διπλού άξονα σε ένα smartphone

Υπάρχουν επιταχυνσιόμετρα δύο και τριών αξόνων. Ένα χαρακτηριστικό του επιταχυνσιόμετρου είναι ότι σε κατάσταση ηρεμίας, ένας από τους άξονες θα δείχνει πάντα μια τιμή στην περιοχή 9-10 m/s 2 (σε ένα τρισδιάστατο επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η βαρύτητα της Γης είναι κατά μέσο όρο 9,8 m/s 2 .

Γυροσκόπιο

Το γυροσκόπιο είναι υπεύθυνο για τον προσδιορισμό της κίνησης και του προσανατολισμού του smartphone στο διάστημα. Επίσης, δομικά αντιπροσωπεύει ένα MEMS (μικροηλεκτρομηχανικό κύκλωμα) που βρίσκεται στο πλακέτα συστήματος. Οι περιοχές εφαρμογής του επικαλύπτονται με αυτές του επιταχυνσιόμετρου. Οι κύριες διαφορές είναι ότι το γυροσκόπιο έχει αισθητά μεγαλύτερη ακρίβεια και μετρά την κίνηση όχι σε m/s 2, αλλά σε ακτίνια ή μοίρες ανά δευτερόλεπτο. Λόγω αυτού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση των στροφών του κεφαλιού σε ένα σετ μικροφώνου-ακουστικού VR, καθώς και για την ακριβέστερη εφαρμογή ελέγχου χειρονομιών.

Γυροσκόπιο MEMS κάτω από μικροσκόπιο

Μαγνητόμετρο και αισθητήρας Hall

Ένα μαγνητόμετρο μετρά το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου στον περιβάλλοντα κόσμο. Λαμβάνει επίσης μετρήσεις σε τρισδιάστατο χώρο (κατά μήκος τριών αξόνων καρτεσιανών συντεταγμένων - X, Y και Z). Η κύρια λειτουργία ενός μαγνητομέτρου είναι να κάνει περισσότερα ακριβής ορισμόςτοποθεσίες κατά την πλοήγηση. Σε αυτόν τον τρόπο χρήσης λειτουργεί ως ψηφιακή πυξίδα. Λόγω του γεγονότος ότι ένας από τους άξονες, που βρίσκεται στο επίπεδο με τον Βόρειο Πόλο της Γης, καταγράφει ένα διαρκώς αυξημένο υπόβαθρο. Το μαγνητόμετρο βοηθά στον ακριβέστερο προσδιορισμό προς ποια κατεύθυνση σε σχέση με το βορρά κινείται το smartphone.

Μαγνητόμετρο smartphone

Ένα μαγνητόμετρο ονομάζεται συχνά αισθητήρας Hall, αλλά αυτές δεν είναι εντελώς πανομοιότυπες έννοιες. Περισσότερα για τον αισθητήρα Hall γράψαμε σε άλλο άρθρο. Οι διαφορές είναι ότι το πρώτο είναι πιο καθολικό και ευαίσθητο. Το μαγνητόμετρο είναι ικανό να μετρήσει τη μαγνητική ακτινοβολία, ενώ καταγράφει μόνο την παρουσία/απουσία και τη μείωση/αύξησή της. Στα σύγχρονα smartphone, συνήθως δεν εγκαθίσταται ξεχωριστός αισθητήρας Hall, καθώς ένα καθολικό μαγνητόμετρο καλύπτει πλήρως τη λειτουργικότητά του.

Ενας από εναλλακτικές λειτουργίεςΤο μαγνητόμετρο είναι για την αναζήτηση καλωδίωσης στους τοίχους. Ένας ενεργός αγωγός δημιουργεί έναν αδύναμο ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, και η ευαισθησία του αισθητήρα είναι μονάδες microtesla. Εάν μετακινήσετε το smartphone σας κατά μήκος του τοίχου, το μαγνητικό φόντο θα αυξηθεί στο σημείο που είναι τοποθετημένο το καλώδιο.

Αισθητήρας βαρύτητας

Μετρά τη βαρυτική δύναμη του πλανήτη μας στον τρισδιάστατο χώρο. Σε κατάσταση ηρεμίας (όταν το smartphone βρίσκεται στο τραπέζι), οι ενδείξεις του θα πρέπει να συμπίπτουν με το επιταχυνσιόμετρο: κατά μήκος ενός από τους άξονες η βαρυτική δύναμη θα είναι κοντά στα 9,8 m/s 2 . Αυτός ο αισθητήρας συνήθως δεν χρησιμοποιείται μόνος του, αλλά βοηθά στη δουλειά άλλων. Στη λειτουργία πλοήγησης, καθορίζει ποια πλευρά της επιφάνειας της γης βρίσκεται για να προσδιορίσει γρήγορα τη σωστή θέση του smartphone. Όταν χρησιμοποιείται σε VR, ο αισθητήρας βαρύτητας διασφαλίζει τη σωστή τοποθέτηση της εικόνας.

Αισθητήρας γραμμικής επιτάχυνσης σε ένα smartphone

Η αρχή της λειτουργίας του είναι σχεδόν ίδια με το επιταχυνσιόμετρο, η μόνη διαφορά έγκειται στην αδράνεια. Δηλαδή, οι ενδείξεις αυτού του αισθητήρα δεν εξαρτώνται από κανέναν παγκόσμιο εξωτερικό παράγοντα (όπως η βαρύτητα). Το μόνο πράγμα που καταγράφει είναι η ταχύτητα των κινήσεων του smartphone στο διάστημα σε σχέση με την προηγούμενη θέση του.

Ο αισθητήρας γραμμικής επιτάχυνσης δεν είναι ικανός να προσδιορίσει τη θέση της συσκευής στο διάστημα (δεν υπάρχει αναφορά σε εξωτερικά ορόσημα), αλλά αυτό δεν είναι απαραίτητο (ο αισθητήρας βαρύτητας και το επιταχυνσιόμετρο κάνουν εξαιρετική δουλειά σε αυτήν την εργασία). Η απουσία αναφοράς σε εξωτερικά ορόσημα σάς επιτρέπει να περιστρέφετε αντικείμενα στην οθόνη χωρίς αναφορά σε αυτά τα ορόσημα, για παράδειγμα, σε παιχνίδια. Επίσης, αυτός ο αισθητήρας, σε συνδυασμό με άλλους, αυξάνει τη συνολική ακρίβεια ανίχνευσης κίνησης.

Αισθητήρας περιστροφής

Καθορίζει την κατεύθυνση και τη συχνότητα περιστροφής του smartphone σε σχέση με έναν από τους άξονες του τρισδιάστατου χώρου. Όπως ο αισθητήρας επιτάχυνσης, είναι ανεξάρτητος και δεν συνδέεται με εξωτερικά σημεία αναφοράς. Συχνά εκτελείται ως μέρος μιας μεμονωμένης μονάδας με αισθητήρα γραμμικής επιτάχυνσης. Ξεχωριστά, κατά κανόνα, δεν χρησιμοποιείται, αλλά σας επιτρέπει να προσαρμόσετε τη λειτουργία άλλων αισθητήρων για να βελτιώσετε την ακρίβεια. Βοηθά επίσης στον έλεγχο χειρονομιών, για παράδειγμα, στρίβοντας το smartphone στο χέρι σας, ενεργοποιείται η κάμερα.

Cutaway γυροσκόπιο MEMS

Αισθητήρες θερμοκρασίας

Το σύγχρονο smartphone είναι γεμάτο ψηφιακά θερμόμετρα. Δομικά, είναι ένα θερμοστοιχείο: μια αντίσταση με δύο ακροδέκτες, η αντίσταση μεταξύ των οποίων ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Δεδομένου ότι είναι σχετικά πρωτόγονο, μπορεί να εφαρμοστεί ακόμη και μέσα σε ένα τσιπ ημιαγωγών.

Κάθε smartphone πρέπει να διαθέτει αισθητήρα θερμοκρασίας μπαταρίας. Εάν υπερθερμανθεί, απενεργοποιεί τη φόρτιση ή μειώνει το ρεύμα εξόδου για να αποτρέψει τον βρασμό του ηλεκτρολύτη, που οδηγεί σε πυρκαγιά ή έκρηξη. Τα θερμόμετρα μέσα στο SoC είναι επίσης κοινά (από μερικά κομμάτια έως μια ντουζίνα ή περισσότερα). Μετρούν τις θερμοκρασίες πυρήνες επεξεργαστή, επιταχυντής γραφικών, διάφορους ελεγκτές. Μερικές φορές υπάρχουν αισθητήρες θερμοκρασία περιβάλλοντος, αλλά έχουν κακή κατανομή. Ο λόγος για αυτό είναι η χαμηλή ακρίβεια, καθώς η θερμότητα από το εσωτερικό της συσκευής και τα χέρια του χρήστη παραμορφώνει τις μετρήσεις.

Αισθητήρας πίεσης (βαρόμετρο) σε smartphone

Το βαρόμετρο στο smartphone σας μετρά την ατμοσφαιρική πίεση (σε mmHg, bar ή πασκάλ). Σας επιτρέπει να προσδιορίσετε με μεγαλύτερη ακρίβεια τη θέση και το υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, καθώς η πίεση μειώνεται καθώς ανεβαίνετε. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως υψόμετρο, μετρώντας το υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, αλλά η ακρίβεια αφήνει πολλά περιθώρια, καθώς η ατμοσφαιρική πίεση αλλάζει ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες. Η λειτουργία προσαρμογής της πρόβλεψης καιρού σε μετεωρολογικά προγράμματα και widget είναι ακόμη λιγότερο περιζήτητη.

Υγρόμετρο

Ένα υγρόμετρο μετρά την υγρασία του αέρα. Ο κύριος σκοπός του είναι προφανής, αλλά αυτός ο αισθητήρας δεν είναι δημοφιλής. Θεωρητικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διόρθωση των δεδομένων πρόγνωσης καιρού. Γνωρίζοντας τις ενδείξεις, μπορείτε επίσης να ελέγξετε το κλίμα των εσωτερικών χώρων ενεργοποιώντας έναν υγραντήρα ή έναν αφυγραντήρα. Το μόνο γνωστό smartphone με υγρόμετρο είναι ήδη παλιό Samsung Galaxy S4.

Παρακολούθηση καρδιακών παλμών ή αισθητήρας καρδιακών παλμών σε smartphone

Η συσκευή παρακολούθησης καρδιακών παλμών μπορεί να μετρήσει τη συχνότητα και τον ρυθμό των καρδιακών συσπάσεων. Κατά τη διάρκεια του αθλητισμού, καθιστά δυνατή την παρακολούθηση της εργασίας της καρδιάς και την προσαρμογή του φορτίου για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της προπόνησης. Το μειονέκτημα μιας συσκευής παρακολούθησης καρδιακών παλμών είναι η ανάγκη για στενή επαφή του smartphone με ένα μέρος του σώματος στο οποίο τα αιμοφόρα αγγεία βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια (για παράδειγμα, τα δάχτυλα) για να πιάσει τους παραμικρούς παλμούς. Εξαιτίας αυτού, δεν έχει κερδίσει δημοτικότητα στα smartphone, αλλά βρίσκεται παντού σε έξυπνα ρολόγια και ιχνηλάτες γυμναστικής.

Λίγοι γνωρίζουν ότι τα smartphone είναι εξοπλισμένα με πολλούς αισθητήρες, όπως ανίχνευση εγγύτητας και θερμοκρασίας, βαρόμετρο, επιταχυνσιόμετρο, γυροσκόπιο και άλλα. Έχουν σχεδιαστεί για να κάνουν τη συσκευή πιο εύκολη στη χρήση.

Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για τον αισθητήρα Hall (μαγνητικός αισθητήρας). Ο Αμερικανός επιστήμονας Edwin Hall ανακάλυψε ένα φαινόμενο πριν από περίπου 140 χρόνια, το οποίο αργότερα ονομάστηκε φαινόμενο Hall. Εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ενεργά στη σύγχρονη τεχνολογία.

Σκοπός του μαγνητικού αισθητήρα

Ο αισθητήρας Hall σε ένα smartphone έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο θα επιτρέψει σε κάποιον να προσδιορίσει τη θέση της ίδιας της συσκευής σε σχέση με τις βασικές κατευθύνσεις. Έτσι, κατεβάζοντας την εφαρμογή Compass από το Android store Google Play, το smartphone σας μπορεί να λειτουργήσει ως πυξίδα.

Το πρώτο βήμα για την εισαγωγή αυτής της τεχνολογίας ήταν η χρήση αυτού του αισθητήρα στα αυτοκίνητα. Χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση της γωνίας του εκκεντροφόρου και του στροφαλοφόρου άξονα, καθώς και για τη στιγμή σχηματισμού σπινθήρα. Αργότερα, το φαινόμενο Hall άρχισε να χρησιμοποιείται σε άλλες τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων των φορητών συσκευών.

Η ψηφιακή πυξίδα στα τηλέφωνα χρησιμοποιείται από προγράμματα πλοήγησης για τη διόρθωση του διανύσματος κίνησης και τον προσδιορισμό ακριβείς συντεταγμένεςτηλέφωνο. Προηγουμένως, ένα τέτοιο μαγνητόμετρο ήταν ενσωματωμένο μόνο σε ναυαρχίδα τηλέφωνα, αλλά τώρα είναι ευρέως διαδεδομένο. Οι λειτουργίες ενός τέτοιου αισθητήρα είναι πολύ εκτεταμένες. Ας τα δούμε πιο αναλυτικά.

Λειτουργίες μαγνητόμετρου

Στα αναδιπλούμενα τηλέφωνα χρησιμοποιήθηκε για την ενεργοποίηση του οπίσθιου φωτισμού όταν άνοιγε η συσκευή. Ένας άλλος σκοπός του αισθητήρα είναι να συγχρονίσει τη λειτουργία του smartphone με θήκη με μαγνητικό κούμπωμα.

Εάν ο μαγνήτης που βρίσκεται στη θήκη βρίσκεται σε κάποια απόσταση από τη συσκευή, τότε ο αισθητήρας αντιδρά ως εξής: σταματά να τον αναγνωρίζει, δίνοντας εντολή για ενεργοποίηση της οθόνης.

Όταν κλείνετε τη θήκη ενώ το κούμπωμα είναι κοντά, η οθόνη του τηλεφώνου μεταβαίνει αυτόματα σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας. Εάν η θήκη έχει "παράθυρο", τότε ο άκλειστος χώρος στον οποίο βρίσκονται διάφορα widget μπορεί να συνεχίσει να είναι ενεργός. Έτσι, κατά το κλείσιμο της υπόθεσης, μόνο ορατό μέρος, όταν ανοίγει, ολόκληρη η οθόνη γίνεται ενεργή.

Ο αισθητήρας επιτρέπει επίσης τον ανεπαφικό έλεγχο μιας σειράς λειτουργιών που βρίσκονται στο smartphone. Ο μαγνήτης στη θήκη δεν έχει κανένα αποτέλεσμα αρνητική επιρροήούτε στον ίδιο τον αισθητήρα, ούτε στα εξαρτήματα του τηλεφώνου.

Πώς να ενεργοποιήσετε τον αισθητήρα;

Σήμερα, το μαγνητόμετρο βρίσκεται σε πολλές φορητές συσκευές, αλλά οι λειτουργίες του γενικά δεν χρησιμοποιούνται πλήρως για διάφορους λόγους. Για οικονομικούς λόγους - σε μοντέλα προϋπολογισμού, καθώς και σε σχέση με χαρακτηριστικά σχεδίου(ελάχιστες διαστάσεις πάχους θήκης) και την επιθυμία μείωσης της κατανάλωσης μπαταρίας.

Στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, ο αισθητήρας εκτελεί δύο λειτουργίες: αλληλεπίδραση με αξεσουάρ και ψηφιακή πυξίδα. Δεν χρειάζεται να ενεργοποιηθεί ή να ρυθμιστεί, καθώς ο αισθητήρας ξεκινά σε αυτόματη λειτουργία.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να προσδιορίσετε την παρουσία ενός αισθητήρα στο τηλέφωνό σας: κοιτάζοντας Προδιαγραφές smartphone ή δοκιμάζοντας τη συσκευή χρησιμοποιώντας την εφαρμογή Compass, η οποία θα αρχίσει να λειτουργεί όταν το Internet είναι απενεργοποιημένο. Υπάρχει επίσης μια δεύτερη μέθοδος: συνδέστε έναν μαγνήτη στην οθόνη. Εάν η οθόνη είναι κενή, το τηλέφωνο έχει ενσωματωμένο μαγνητόμετρο.

Μια συσκευή όπως ο αισθητήρας Hall είναι ένας μαγνητοηλεκτρικός μηχανισμός, η αρχή του οποίου ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον φυσικό Hall, από τον οποίο ονομάστηκε στη συνέχεια. Σε αυτό το υλικό θα σας πούμε τι είναι ο αισθητήρας Hall, τις βασικές αρχές λειτουργίας του και πώς λειτουργεί αυτή η συσκευή σε κινητό τηλέφωνο και αυτοκίνητο. Θα εξοικειωθείτε επίσης με τους κύριους τύπους τέτοιων μονάδων.

Βασικές αρχές λειτουργίας αισθητήρων Hall

Η αρχή λειτουργίας της συσκευής είναι η παρουσία ενός ονομασμένου στοιχείου, το οποίο συνδέεται με ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.

Ο ίδιος ο αισθητήρας Hall είναι τέτοιος ένα μικροκύκλωμα ικανό να δημιουργήσειτο ένα ή το άλλο πληροφοριακό σήμα. Ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο είναι η βάση της αρχής λειτουργίας αυτού του μηχανισμού. Για να προσδιοριστεί η ταχύτητα κίνησης των ακίνητων στοιχείων μιας συγκεκριμένης κατασκευής, ένας αισθητήρας Hall και μαγνήτες συνδέονται στο κινούμενο μέρος.

Επίσης, οι κινούμενες επαφές και τα μέρη μπορούν απλά να μαγνητιστούν και δεν θα χρειαστεί να συμπληρώσετε τη δομή με τίποτα. ΕΝΑ Για να μετρηθεί η ταχύτητα περιστροφής, θα απαιτηθούν αρκετοί μόνιμοι μαγνήτεςκαι τον ίδιο τον αισθητήρα Hall. Σε αυτή την περίπτωση, η αρχή λειτουργίας μιας τέτοιας συσκευής θα είναι η εξής:

• Σε ελεύθερη κατάσταση, η πλάκα θα κινηθεί μεταξύ των δύο πόλων.
• Θα θωρακίσει επίσης το μαγνητικό πεδίο.
• Κατά τη διάρκεια κάθε περιστροφής θα υπάρχει μια ηλεκτρική ώθηση στο στροφόμετρο.

Και για να αυξήσετε την ακρίβεια των δεικτών, πρέπει να αυξήσετε τον αριθμό των μαγνητών που χρησιμοποιούνται.

Εφαρμογή αισθητήρων Hall για κινητά τηλέφωνα και λοιπό εξοπλισμό

Η συσκευή μπορεί να παράγει τις ακόλουθες καταστάσεις σήματος:

• ένα εάν υπάρχει σήμα (LED αναμμένο).
• μηδέν εν απουσία του και σβησμένο LED.

Αυτή η δυνατότητα εξόδου σήματος δημιούργησε αυτή τη συσκευή απαραίτητο στοιχείογια κινητά τηλέφωνα και άλλα ψηφιακή τεχνολογία. Οι αισθητήρες μπορούν να τοποθετηθούν στο ίδιο περίβλημα με λογικά στοιχείακαι μικροελεγκτές, καθώς και απευθείας σύνδεση σε αυτούς.

Παραδείγματα χρήσης αυτής της συσκευήςγια τηλέφωνα και εξοπλισμό είναι:

Αυτές οι συσκευές εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως ηλεκτροκινητήρεςκαι στα αυτοκίνητα ως αισθητήρες θέσης, θα μιλήσουμε για αυτό με περισσότερες λεπτομέρειες λίγο αργότερα.

Ταξινόμηση αισθητήρων Hall

Αυτή η συσκευή λειτουργεί παράλληλα με ένα μαγνητικό πεδίο. Χωρίζεται σε δύο βασικές κατηγορίες:

• αναλογικό;
• ψηφιακό.

Μια αναλογική συσκευή είναι ικανή να μετατρέπει την επαγωγή σε τάση και η τιμή που μπορεί να εμφανίσει εξαρτάται από την πολικότητα του μαγνητικού πεδίου και την ισχύ. Λάβετε επίσης υπόψη την απόσταση εγκατάστασης.

Χάρη στις ψηφιακές συσκευές μπορείτε να προσδιορίσετε αν υπάρχει καθόλου πεδίο.

Λειτουργούν ως εξής:

• Ο αισθητήρας θα παράγει ένα λογικό αν η επαγωγή φτάσει το απαιτούμενο όριο.
• Εάν δεν επιτευχθεί το όριο, εκδίδεται ένα λογικό μηδέν.
• Εάν η επαγωγή είναι αδύναμη και η συσκευή έχει χαμηλή ευαισθησία, τότε το πεδίο ενδέχεται να μην έχει διορθωθεί.

Τεράστιο μειονέκτημα ψηφιακή συσκευή– πρόκειται για την παρουσία μιας μη ευαίσθητης ζώνης μεταξύ κατωφλίου.

Οι ψηφιακές συσκευές, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε δύο διπολικές κατηγορίες:

• διπολικοί αισθητήρες Hall, ικανό να ανταποκρίνεται σε αλλαγές στην πολικότητα του μαγνητικού πεδίου. Έτσι, μια πολικότητα απενεργοποιεί τη συσκευή και η δεύτερη, αντίθετα, την ενεργοποιεί.
• μπορεί να συμπεριληφθεί μονοπολικήμόνο παρουσία ορισμένης πολικότητας και σβήνουν όταν μειώνεται η επαγωγή.

Χαρακτηριστικά χρήσης αισθητήρα Hall σε αυτοκίνητο

Σε ένα αυτοκίνητο, ένας αισθητήρας Hall λειτουργεί με βάση την αρχή ενός συμβατικού κλειδιού - ενός επαφέα και ενός διακόπτη κυκλώματος. Ο μαγνήτης περιστρέφεται στον διανομέακαι επηρεάζει τον ίδιο τον αισθητήρα, ο οποίος στερεώνεται με ακίνητο τρόπο. Όταν το τελευταίο αρχίζει να «αισθάνεται» το μαγνητικό πεδίο, αρχίζει να στέλνει ωθήσεις, οι οποίες με τη σειρά τους προκαλούν την ανάφλεξη μιας σπίθας.

Για ένα αυτοκίνητο, ο αισθητήρας Hall είναι ένας από τους βασικά στοιχείατο σύστημα ανάφλεξής του και υπάρχει σε οποιοδήποτε μοντέλο, ανεξαρτήτως διαμόρφωσης και κόστους.

Μερικές φορές αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ψηφιακή μορφή ταχύμετρα αυτοκινήτωνή στροφόμετρα, και επίσης να χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ταχύτητας των δεδομένων μετάδοσης και για την παρακολούθηση της λειτουργίας του συστήματος αντιμπλοκαρίσματος πέδησης του μηχανήματος.

Επιπλέον, αυτή η μονάδα είναι πολύ αξιόπιστη. Μπορεί να λειτουργήσει για πολλά χρόνια, αλλά χαλάει, κατά κανόνα, λόγω ισχυρού φυσική επίδρασηή ως αποτέλεσμα βαριά ρύπανση. Πολύ συχνά ο αισθητήρας εγκατεστημένο έτσι ώστε να μπορεί εύκολα να αφαιρεθεί και να αντικατασταθεί ανά πάσα στιγμή. Οι μόνες εξαιρέσεις είναι εκείνες οι συσκευές που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση των πιο περίπλοκων συστημάτων αυτοκινήτων.

Πώς να ελέγξετε μόνοι σας τον αισθητήρα Hall

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον έλεγχο της λειτουργικότητας της συσκευής. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε καθένα από αυτά ανεξάρτητα, ανάλογα με ορισμένες περιστάσεις:

Χαρακτηριστικά της χρήσης αισθητήρων Hall

Εάν μια τέτοια συσκευή χρησιμοποιείται σε μια δομική μονάδα, τότε πρέπει να παρακολουθείται πολύ προσεκτικά. Θυμηθείτε τα συχνά τακτικούς ελέγχους, καθώς και προληπτικά μέτρα για το κύκλωμα που είναι υπεύθυνο για τη σύνδεση.

Κατά το σέρβις, προσπαθήστε να μην καταστρέψετε τη σχεδίαση της συσκευής. Επομένως, προκειμένου να αποφευχθεί η ζημιά του, Η συσκευή πρέπει να αποσυνδεθεί από την παροχή ρεύματοςμετά το σβήσιμο της ανάφλεξης. Χάρη σε αυτό, δεν θα επιτρέψετε τις τρέχουσες υπερτάσεις και επομένως η συσκευή δεν θα σπάσει.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι μονάδες που δεν λειτουργούν δεν επισκευάζονται, αφού στην πράξη οι επισκευές είναι εντελώς άχρηστες. Μια σπασμένη συσκευή απλώς απορρίπτεται και στη θέση της τοποθετείται μια νέα.

Το βασικό πλεονέκτημα των αισθητήρων Hall είναι ότι εάν τηρηθούν οι επιτρεπόμενες τιμές ρεύματος και τάσης λειτουργίας, μπορεί να επαρκεί επί μεγάλο ποσόενεργοποίηση και απενεργοποίηση τηλεφώνων, smartphone, φορητών υπολογιστώνκαι άλλες συσκευές. Σε αντίθεση με έναν διακόπτη καλαμιού, η συσκευή δεν έχει ηλεκτρομηχανικές επαφές, οι οποίες φθείρονται γρήγορα.

Έτσι, μιλήσαμε εν συντομία για το τι είναι ένας αισθητήρας Hall, με ποια αρχή λειτουργεί και ποια λειτουργία μπορεί να εκτελέσει στα αυτοκίνητα, καθώς και κινητά τηλέφωνακαι άλλα είδη ψηφιακής τεχνολογίας.