Senzor Hall: de ce este necesar, cum funcționează și unde este utilizat - răspundem la toate întrebările. Senzor Hall într-un smartphone - ce este, de ce este necesar, principiu de funcționare

În ciuda dimensiunilor sale compacte, un smartphone modern conține elemente puternice, inclusiv o cameră cu lentile și autofocus, un procesor, o baterie capacitivă și diverși senzori care vă permit să utilizați gadgetul ca mai mult decât un simplu dialer. Să aruncăm o privire mai atentă la pentru ce sunt acești senzori și cum funcționează.

Senzor de lumină într-un smartphone

Acesta este unul dintre cei mai esențiali senzori. Este un senzor semiconductor situat lângă cască. Funcția sa principală este de a economisi energia bateriei. Detectează fluxul de fotoni și reglează luminozitatea luminii de fundal a ecranului. Cel mai adesea funcționează în tandem cu un senzor de proximitate.

Senzor de proximitate

Acesta este un senzor care se află lângă senzorul de lumină și oprește ecranul. Trimite un semnal obiectului, dacă acesta este reflectat, senzorul reacționează prin oprirea ecranului. De exemplu, acest lucru se întâmplă când îți pui smartphone-ul la ureche.

Accelerometru (senzor G)

Acest senzor este electric un dispozitiv mecanic care înregistrează toate mișcările unui smartphone. Sarcina sa este de a comuta ecranul atunci când dispozitivul este înclinat, de a înregistra gesturi, de a participa la comenzile jocului și de a număra pașii. Vine în versiuni cu 2 și 3 axe. În acest din urmă caz, în repaus, una dintre axe va prezenta 9-10 m/s2. De exemplu, accelerometrul nu răspunde la un telefon staționar, astfel încât precizia în jocuri este redusă. Aproape întotdeauna funcționează împreună cu un giroscop.

Giroscop pe telefonul tău

Acest circuit electromecanic determină poziția smartphone-ului în spațiu și ține cont de imobilitatea acestuia. Este foarte precis, eroarea nu este mai mare de 1-2°. Împreună cu accelerometrul, este folosit în aplicații de jocuri și pentru controlul gesturilor.

Magnetometru pe telefonul dvs

Determină câmpul magnetic al pământului, măsoară poziția în spațiul tridimensional. Funcția principală a acestui senzor este de a determina cu cea mai mare precizie locația în absența unui semnal GPS. Cu alte cuvinte, este o busolă digitală care vă spune în ce direcție față de nord se mișcă smartphone-ul. Folosind-o și o aplicație specială, puteți căuta cabluri în pereți.

Aceștia au fost cei mai avansați senzori găsiți chiar și în smartphone-urile de buget redus. Gadgeturile mai scumpe pot avea senzori suplimentari.

Barometru (senzor de presiune)

Împreună cu un magnetometru, ajută smartphone-ul să-și determine rapid locația și să capteze un semnal GPS. Scopul său este de a arăta presiunea atmosferică și altitudinea deasupra nivelului mării. Cu cât mergi mai sus, cu atât mai puțină presiune. Citirile sunt afectate de presiunea atmosferică și pot să nu fie exacte.

Senzori de temperatura

Un smartphone bun este plin de termometre digitale. Din punct de vedere structural, acestea sunt rezistențe cu două terminale, în funcție de temperatură, rezistența dintre terminale se modifică. Astfel aflăm temperatura bateriei, procesorului și diferitelor controlere. El este cel care oprește încărcarea pentru ca electrolitul bateriei să nu fiarbă. Senzorii de mediu sunt foarte rari. Nu s-au dovedit, pentru că temperatura internă a smartphone-ului și temperatura de la mâini distorsionează datele.

Higrometru

Măsoară umiditatea aerului, neobișnuită, utilizată ultima dată în Galaxy S4. Pe baza citirilor sale, puteți porni dispozitivul pentru a umidifica sau dezumidifica aerul din cameră.

Monitor ritm cardiac

Acesta este un senzor pentru măsurarea ritmului cardiac (puls). Cu ajutorul acestuia, sarcinile sunt ajustate în timpul antrenamentului. Cu acest senzor, smartphone-ul ar trebui să se potrivească strâns pe vasele de sânge. Preinstalat pe Galaxy S5, S7 (S7 Edge). Cel mai adesea folosit în trackere și ceasuri inteligente.

Scanerul de amprentă

Acest senzor câștigă din ce în ce mai multă popularitate. Acesta deblochează instantaneu dispozitivul fără a introduce o parolă și protejează în mod fiabil datele de pe dispozitiv. Astăzi, chiar și producătorii de smartphone-uri puțin cunoscuți încearcă să-și echipeze creațiile cu acesta. Primul smartphone care l-a primit a fost iPhone 5S.

Scaner retinian

În 2016, infamul Samsung Galaxy Note 7 a fost echipat cu acest senzor. Este la fel de rapid ca un scaner de amprente. Fasciculul IR scanează irisul ochiului, îl captează și îl codifică într-un algoritm, cu care este comparat ulterior. Este de remarcat faptul că funcționează chiar și pe întuneric, identificându-se prin ochelari și lentile transparente.

Un smartphone premium modern are cel puțin 12 senzori, printre lideri fiind iPhone, Samsung Galaxy și HTC. Câți senzori sunt pe smartphone-ul tău?

acum 2 ani

Toate dispozitivele mobile moderne au multe blocuri funcționale. Și printre ele nu se numără doar elementele principale. Există și senzori auxiliari.

Mulți utilizatori, în special, știu ce sunt un giroscop, un accelerometru și un senzor de lumină. Din păcate, nu toată lumea știe ce este un senzor Hall. Și de aceea au adesea întrebări.

Senzorii Hall și-au găsit aplicație în smartphone-urile moderne. Acesta este numele dat elementelor de măsurare care oferă posibilitatea de a determina dacă există un câmp magnetic, care este intensitatea acestuia, precum și toate modificările acestuia.

Senzorii și-au primit numele în onoarea savantului american Edwin Hall. El a fost cel care, în 1879, a descoperit efectul când tensiunea curentă pe un conductor se schimba dacă era plasat într-un câmp magnetic.

Scopul senzorului Hall într-un smartphone

Esența acestui efect este următoarea: dacă o placă sub tensiune este plasată într-un câmp magnetic, atunci electronii din placă vor începe să devieze perpendicular pe direcția fluxului magnetic.

Densitatea electronilor va fi diferită pe diferite părți ale plăcii. Și acest lucru duce la faptul că potențialele pe care le detectează senzorul Hall vor fi diferite.

Acest senzor are destul de multe capacități. Cu toate acestea, trebuie subliniat că totul depinde de nivelul de implementare. Astfel de posibilități includ, de exemplu, măsurarea mărimii inducției electromagnetice. Și pentru o varietate de dispozitive.

De asemenea, este posibil să implementați controlul fără contact. Există multe alte funcții. Un magnetometru bazat pe un senzor Hall poate fi găsit foarte des în smartphone-urile moderne. Mai ales des în dispozitivele emblematice.

Rețineți că doar o mică parte din dispozitivele mobile utilizează toate capacitățile senzorului Hall în totalitate. Spațiul de sub husă este limitat. Există dorința de a reduce consumul de baterie. Nu există nici interes, nici nevoie urgentă de a implementa funcții noi. Ca rezultat, senzorul este utilizat pentru a efectua două sarcini.

Prima sarcină este o busolă digitală. Programele de navigație au nevoie de el pentru a poziționa rapid și a determina mai precis direcțiile de mișcare. Pornirea „la rece” GPS este mai rapidă datorită magnetometrului.

A doua sarcină este de a îmbunătăți interacțiunea dispozitivului cu carcase magnetice și alte accesorii. Această zonă de utilizare a senzorului Hall este cel mai adesea solicitată de cei care dețin un smartphone.

Senzorul Hall este folosit și în telefoanele cu clapetă atunci când trebuie să porniți sau să opriți ecranul când închideți sau deschideți capacul.

Interacțiunea unui smartphone cu carcase magnetice

Cel mai simplu exemplu al modului în care o husă cu magnet interacționează cu un smartphone este blocarea/deblocarea automată a ecranului atunci când închideți/deschideți carcasa. Dacă magnetul situat în flip se apropie, senzorul Hall reacționează și înregistrează creșterea câmpului, apoi blochează afișajul. Intensitatea radiației scade atunci când este deschis și ecranul este activat.

Carcasele cu o fereastră în partea de sus lasă deschisă o parte a afișajului. Acest lucru este astfel încât să puteți utiliza funcții individuale, de exemplu, player, ceas, apeluri, player, fără a deschide clapa. Ele interacționează și cu senzorul Hall.

Smartphone-ul înregistrează dacă există sau nu un câmp magnetic crescut și stabilește dacă să lase întregul ecran activ sau doar o parte din acesta.

Un alt exemplu de accesoriu care necesită un senzor Hall este Google CardBoard - ochelari de realitate virtuală accesibili, care sunt utilizați pe un smartphone. Acesta este, de asemenea, un accesoriu care necesită ca acesta să aibă un senzor Hall. La urma urmei, atunci când utilizați dispozitivul, telefonul este înăuntru. Și apoi singura metodă de control este interacțiunea de la distanță cu senzorul magnetic Hall, care este încorporat în singurul „buton” al accesoriului.

Un smartphone modern este un mini computer, care a devenit de multă vreme asistentul personal al unei persoane în probleme casnice și de afaceri. Pentru ca un smartphone sau orice alt gadget inteligent să aibă atât de multe funcții, acesta conține mulți senzori. În acest articol vom vorbi despre senzorul Hall din telefon. Ce este, citiți mai jos.

Ce fel de senzor este acesta?

Senzorul Hall este un senzor de detectare a poziției care se bazează pe efectul Edwin Hall. Este folosit într-un smartphone ca magnetometru, ca bază pentru funcționarea unei busole electronice și multe altele. Sarcina sa este de a detecta prezența unui câmp magnetic și de a determina schimbarea acestuia.

Efectul Hall a fost descoperit încă din 1879 în plăci subțiri de aur, dar a fost posibil să-l folosească în tehnologie abia 75 de ani mai târziu, când s-a stabilit producția de filme semiconductoare cu proprietățile necesare. A fost folosit în mașini - a ajutat la măsurarea unghiului arborelui cu came/arborele cotit.

Smartphone-ul folosește un analog simplificat al dispozitivului, care detectează doar prezența unui câmp magnetic fără a determina tensiunea de-a lungul axelor. Implementarea este destul de simplă: un conductor plasat într-un câmp magnetic, prin care trece un curent electric, face ca electronii să se devieze spre una dintre fețele plăcii. Electronii din această parte acumulează o sarcină negativă, în timp ce cei de pe partea opusă acumulează o sarcină pozitivă. Procesul continuă până când câmpul electric rezultat compensează componenta magnetică a forței Lorentz. Diferența de potențial rezultată (care se numește tensiune Hall) la marginile plăcii este înregistrată de un senzor Hall. În telefon, este implementat de un microcircuit, a cărui ieșire creează un semnal în două stări:

unul (1 - există un semnal);
zero (0 - fără semnal).

În funcție de informațiile citite de la senzor, smartphone-ul efectuează o acțiune programată.

Acum acest efect este utilizat în diferite implementări tehnice. Pe lângă telefoanele moderne, s-a găsit utilizarea de zi cu zi:

în sistemele electronice de aprindere ale motoarelor cu ardere internă;
în unități de disc;
Motoare de răcire pentru computer;
în instrumente electrice de măsură pentru a implementa măsurarea curentului fără contact;
în motoarele cu reacție ionică.

De ce este nevoie la telefon?

În urmă cu câțiva ani, un magnetometru cu o duzină de capabilități putea fi găsit doar în smartphone-urile emblematice. Acum, este instalat în aproape orice telefon. Un smartphone echipat cu un magnetometru (funcționând pe principiul unui senzor Hall) a făcut posibilă măsurarea inducției electromagnetice a diferitelor dispozitive, controlul unor funcții ale telefonului fără contact (de exemplu, derularea fotografiilor folosind gesturi, fără contact fizic), etc. .

Deși magnetometrul este instalat în multe dispozitive mobile, nu toate funcțiile sale sunt implementate pe deplin.

Acest lucru se face din motive tehnice (de exemplu, nu există suficient spațiu în designul telefonului sau pentru a reduce consumul de energie) și financiare (în modelele bugetare). Dacă eliminăm toate funcțiile suplimentare, sarcina senzorului menționat se reduce la două funcții principale:

Busolă digitală. Folosit de programele de navigație pentru a accelera poziționarea și pentru a determina mai precis direcția de mișcare. Folosind un senzor, căutarea GPS este mai rapidă.
Interacțiunea cu accesoriile. Prin achiziționarea unei carcase magnetice pentru un smartphone, senzorul va permite smartphone-ului să pornească și să oprească afișajul în funcție de distanța/apropierea magnetului de pe accesoriu.

Efectul „display off” poate fi observat atunci când capacul este închis la telefoanele pliabile.

Interacțiunea dintre senzor și carcasa magnetică

Interacțiunea este implementată într-un mod simplu: atunci când deschideți carcasa, magnetul situat în clapă se îndepărtează de afișaj. Conductorul cu câmpul magnetic se rupe, tensiunea Hall scade și circuitul de comutare a afișajului pornește. După aceasta, afișajul va fi deblocat.

După cum probabil ați ghicit, atunci când închideți carcasa se întâmplă opusul și ecranul este blocat.

Unele carcase au ferestre pentru a afișa informații atunci când capacul este închis. Afișarea informațiilor și blocarea ecranului urmează același principiu. Senzorul Hall detectează poziția smartphone-ului și „decide” dacă blochează afișajul telefonului sau îl lasă aprins.

Dacă ești îngrijorat că magnetul de pe clapă îți va deteriora smartphone-ul, ia greutatea de pe umăr. Magnetul nu dăunează smartphone-ului! Pentru a vedea asta, urmăriți videoclipul.

Telefoanele mobile moderne sunt echipate cu senzori auxiliari care sunt necesari pentru ca dispozitivul să funcționeze corect. În plus, îi sporesc versatilitatea. Unele modele au un senzor Hall instalat în telefon. Ce este, de ce este necesar și cum funcționează este descris mai jos.

Ce este asta?

Un senzor Hall este un dispozitiv care detectează un câmp magnetic și puterea acestuia. Smartphone-urile folosesc un analog simplificat al dispozitivului, care detectează doar prezența unui câmp magnetic fără a citi puterea acestuia de-a lungul axelor.

Funcționarea dispozitivului se bazează pe efectul Hall, descoperit în 1879. Dacă un conductor prin care trece un curent electric este plasat într-un câmp magnetic constant, sub influența lui electronii sunt deviați către una dintre fețele plăcii. O sarcină negativă se acumulează în această parte, în timp ce o sarcină pozitivă se acumulează pe partea opusă. Procesul continuă până când câmpul electric rezultat compensează componenta magnetică a forței Lorentz. Diferența de potențial rezultată la marginile plăcii este înregistrată de un senzor Hall.

În smartphone-uri, este reprezentat de un microcircuit, care la ieșire creează un semnal de informare în două stări:

unul (se dă semnal);
zero (fără semnal).

Telefonul mobil îl citește și, în funcție de starea semnalului, efectuează una sau alta acțiune.

Important! Senzorul poate fi instalat lângă microcontrolere sau elemente logice - nu afectează funcționarea acestora.

Puteți afla dacă gadgetul dvs. are senzor Hall citind instrucțiunile pentru smartphone, care ar trebui să indice acest lucru. Sau procedați așa cum se arată în videoclip.

De ce este nevoie?

Acest dispozitiv are o gamă largă de capabilități în funcție de sistemul în care este utilizat. Dar este imposibil să-și realizezi pe deplin potențialul în smartphone-uri din mai multe motive:

dimensiuni compacte ale unui telefon mobil;
reducerea consumului de baterie;
nu este necesar.

La smartphone-uri, senzorul Hall este utilizat în două cazuri:

într-o busolă digitală și pentru a îmbunătăți geopoziționarea, oferind o pornire rapidă „la rece” a navigatorului GPS;
interacțiunea cu o carcasă magnetică pentru smartphone.

Principiul interacțiunii cu o carcasă magnetică

Carcasele magnetice blochează/deblochează ecranul gadgetului atunci când capacul de protecție este închis/deschis. Această funcție este asigurată de un senzor Hall încorporat în dispozitiv: reacționează la apropierea/scoaterea magnetului de pe clapă, în urma căruia câmpul magnetic se modifică. Aceasta este înregistrată de un senzor, care dă smartphone-ului o comandă de deblocare/blocare a ecranului.

Unele cazuri au o fereastră pentru afișarea unei anumite zone a ecranului, unde puteți vedea ceasul, mesajele, apelurile pierdute etc. Acest efect este asigurat și de un senzor Hall, care determină dacă ecranul ar trebui să fie complet blocat sau o parte din el ar trebui lăsată activă.

În același timp, magnetul în sine, încorporat în carcasa cu clapetă, nu dăunează smartphone-ului, așa cum se arată clar în videoclip.

Bună ziua, dragi cititori! Pentru ca un smartphone să își îndeplinească corect funcțiile și să aibă, de asemenea, o gamă mai largă de capabilități, acesta este echipat cu diferiți senzori. Unul dintre acestea este senzorul Hall. Vă sugerăm să vă dați seama ce este și de ce este nevoie de el în telefon.

Ce este un senzor Hall?

Un senzor Hall este un dispozitiv conceput pentru a măsura intensitatea câmpului magnetic. Funcționează pe baza efectului Hall, care a fost descoperit în 1879 și numit după fizicianul Edwin Hall.

Efectul în sine este că prin plasarea unui conductor alimentat într-un câmp magnetic, electronii din conductor sunt deviați într-o direcție în funcție de polaritatea câmpului magnetic. Astfel, pe de o parte există o acumulare de sarcină negativă, iar pe de altă parte - pozitivă. Esența funcționării senzorului este tocmai aceea de a înregistra diferența dintre aceste potențiale.

Este posibil ca unii oameni să fi înțeles teoria scrisă mai sus, alții nu. Nu înfricoșător! Pentru a fi mai clar, să aruncăm o privire practică asupra modului în care senzorul Hall este utilizat în smartphone-uri.

Senzor Hall într-un telefon

Deoarece telefonul este un dispozitiv portabil compact, este evident că toate piesele sale ar trebui realizate într-o versiune mai mică.

Deci, senzorul Hall dintr-un telefon este doar un microcircuit care, într-un astfel de format mini, îndeplinește o listă limitată de funcții, dar rămâne totuși indispensabil. Enumerăm principalele sale sarcini:

Reglează automat luminozitatea afișajului smartphone-ului în funcție de iluminare.
Blocați ecranul când închideți capacul telefonului și activați-l când îl deschideți. Tipic pentru paturile pliante.
Oferă rotirea automată a ecranului cu mișcări adecvate care schimbă poziția verticală a gadgetului în orizontală și invers. Precum și citirea direcției mișcărilor în timpul jocului.
Funcționează ca o busolă digitală, oferă poziția exactă în .
Interacționează cu o carcasă magnetică (dacă este disponibilă), economisind astfel puterea dispozitivului.

Carcasa magnetica

Ați observat carcase în formă de carte care blochează automat ecranul când sunt închise și îl pornesc când sunt deschise? Cum se întâmplă asta?

Răspunsul este simplu: acest lucru se întâmplă din cauza faptului că astfel de cazuri modifică câmpul magnetic datorită flip-ului (magnetului), la care reacționează senzorul Hall.

Carcasele magnetice cu fereastră sunt adesea disponibile pentru vânzare. De obicei, afișează pe smartphone cele mai importante informații (ora, apeluri pierdute, mesaje necitite etc.), care pot fi găsite fără a deschide carcasa. Cum se face că o parte a ecranului rămâne aprinsă? Și aici apare din nou senzorul Hall. În acest caz, va determina automat dacă se blochează parțial sau complet afișajul. De fapt, acest lucru este foarte convenabil și practic, deoarece consumul bateriei este redus datorită faptului că toate informațiile necesare sunt „la îndemână” și, astfel, vă eliberează de utilizarea frecventă a smartphone-ului pentru a verifica notificările.

Concluzie

Este de remarcat faptul că funcționarea carcasei magnetice nu afectează negativ funcționarea smartphone-ului în sine.

Și încă un sfat: în ciuda faptului că senzorul Hall este foarte util în gadgeturi, nu toți producătorii apelează la ajutorul acestuia. Aceasta înseamnă că înainte de a cumpăra aceeași carcasă magnetică, trebuie să încercați „costumul” pentru a vă asigura că telefonul răspunde la acesta și că senzorul este încorporat în ea!

Noroc tuturor!

Ai citit până la capăt?

A fost de ajutor articolul?

Nu chiar

Ce anume nu ți-a plăcut? A fost articolul incomplet sau fals?
Scrieți în comentarii și promitem să ne îmbunătățim!