Сучасні мобільні пристрої мають велику кількість допоміжних датчиків, що трансформують звичайний мобільний телефон у розумний (smart) пристрій з великою кількістю функцій. Крім акселерометра, сенсора освітленості та інших датчиків у багатьох сучасних смартфонах є ще так званий «датчик Холла», що дозволяє виміряти напруженість магнітного поля. У цьому матеріалі я докладно розповім, що таке датчик Холла в телефоні, якою є специфіка його застосування, і в яких функціях смартфона він може знадобитися.
Датчик холу- Це вимірювальний елемент (по суті - магнітометр), що визначає наявність, інтенсивність, і зміни в інтенсивності магнітного поля.
Датчик отримав свою назву завдяки відкритому в 1879 «ефекту Холла» — виникненню поперечної різниці потенціалів, що з'являється завдяки приміщенню провідника з постійним струмом у магнітне поле (американський фізик Едвін Холл, на честь якого названий даний ефект, експериментував з пропуском постійного струму тонкими пластинками золота).
Едвін Холл Можливості датчика Холла стали у нагоді в багатьох галузях матеріального виробництва (зокрема, в автомобілебудуванні). Застосування його при виробництві мобільних гаджетів дозволило реалізувати такі функції:
- Вимірювати величину магнітного потоку;
- Автоматично коригувати яскравість екрана за різних ступенів освітленості;
- Визначати точніший напрямок руху;
- Реалізувати безконтактне керування (за допомогою жестів);
- Змінювати орієнтацію зображення на дисплеї вашого гаджета тощо.
У смартфонах датчик Холла виглядає як мікросхема, яка на виході видає сигнал у вигляді нуля (сигналу немає) або одиниці (подається сигнал). Цей сигнал зчитується смартфоном, і в залежності від специфіки налаштувань апарат виконує ту чи іншу дію.
Згадана мікросхема Перевіряємо, чи є датчик Холла у вашому телефоні
То як дізнатися, чи є магнітний датчик у телефоні? Зазвичай наявність датчика Холла у смартфоні має бути зазначено у технічних характеристиках вашого пристрою. Якщо для моделі вашого смартфона продаються розумні чохли (рівня Smart Case), тоді, цілком ймовірно, датчик, що мною розглядається, присутній у вашому гаджеті.
При цьому більшість сучасних флагманських моделей смартфонів мають у своєму розпорядженні згаданий датчик, вбудований у внутрішній функціонал таких пристроїв. Упевнений, ви зрозуміли, що це за датчик Холла у вашому мобільному пристрої, тепер давайте розберемо навіщо він потрібен.
Навіщо потрібен Датчик Холла у телефоні
При виготовленні смартфонів спрощена модель датчика Холла застосовується в декількох основних випадках:
- Як цифровий компас. Допомагає у визначенні позиціонування пристрою, визначенні напрямку руху, сприяє коректнішій роботі GPS;
- Працюючи з магнітними чохлами. Датчик Холла реагує на відкриття та закриття такого чохла (часто це чохол-фліп) відповідно включаючи або вимикаючи ті чи інші режими роботи телефону (наприклад, дисплей). Відповідно, це дозволяє знизити швидкість розрядки акумулятора, сприяючи його більш дбайливій витраті.
- У розкладних телефонах (розкладачках). У таких пристроях відкриття або закриття кришки включає або вимикає пристрій;
- В інших пристроях, пов'язаних із роботою смартфона, зокрема, в окулярах віртуальної реальності Google CardBoard, де датчик Холла застосовується у роботі єдиної кнопки цього аксесуара.
При цьому невеликі розміри смартфона і такий самий невеликий обсяг його акумулятора суттєво знижують, на думку фахівців, можливості використання датчика Холла.
Як працює Датчик Холла [відео]
При розгляді того, що це таке Датчик Холла у вашому телефоні слід зазначити, що цей елемент через невеликі розміри смартфонів та інші можливості, що обмежують, не може повною мірою реалізувати свій спочатку багатий потенціал. Тим не менш, наявність даного датчика в мобільному пристрої дозволяє зробити смартфон більш ергономічним та доброзичливим для користувача – зручно користуватися магнітними чохлами, зручно орієнтуватися на місцевості, та навіть працювати з окулярами віртуальної реальності. Все вищезгадане дозволяє зробити висновок, що впровадження датчика Холла в сучасні мобільні пристрої є корисною новацією, яка ще не раз виправдає себе в майбутньому.
Вконтакте
Сучасний смартфон - це міні комп'ютер, який вже давно став персональним помічником людини у побутових та бізнесових справах. Щоб смартфон або будь-який інший "розумний" гаджет мав стільки функції, в ньому розміщено безліч датчиків. У рамках цієї статті поговоримо про датчик Холла у телефоні. Що це таке читайте нижче.
Що це за датчик?
Датчик Холла - датчик визначення положення, який заснований на ефекті Едвіна Холла. Використовується в смартфоні як магнітометр, як основа для роботи електронного компаса і не тільки. Його завдання - фіксувати наявність магнітного поля та визначати його зміну.
Ефект Холла був відкритий ще 1879 в тонких пластинках золота, але використовувати його в техніці змогли тільки через 75 років, коли налагодили виробництво напівпровідникових плівок з потрібними для нього властивостями. Йому знайшли застосування в автомобілях - він допомагав робити вимірювання кута положення распредвала/коленвала.
У смартфоні використовується спрощений аналог пристрою, який визначає лише наявність магнітного поля без визначення напруженості по осях. Реалізація досить проста: поміщений у магнітне поле провідник, яким проходить електричних струм, сприяє тому, що електрони відхиляються до однієї з граней пластини. Електрони у цій частині накопичують негативний заряд, на протилежній грані – позитивний. Процес триває до моменту, поки електричне поле, що утворилося, не компенсує магнітну складову сили Лоренца. Утворена різниця потенціалів (яку називають холловською напругою) на краях пластини фіксується датчиком Холла. У телефоні він реалізований мікросхемою, на виході якої створюється сигнал у двох станах: 
- одиниця (1 – є сигнал);
- нуль (0 - сигналу немає).
Залежно від зчитаної інформації з датчика смартфон виконує запрограмовану дію.
Нині цей ефект застосовується у різних технічних реалізаціях. Окрім сучасних телефонів, повсякденне застосування знайшлося:
- у системах електронного запалення ДВЗ;
- у приводах дисководів;
- двигуни кулерів комп'ютерної техніки;
- в електровимірювальних приладах для безконтактного вимірювання сили струму;
- у іонних реактивних двигунах.
Навіщо він потрібен у телефоні?
Кілька років тому, магнітометр із дюжиною можливостей можна було зустріти лише у флагманських смартфонах. Зараз же він встановлений практично в кожен телефон. Смартфон, укомплектований магнітометром (працюючим за принципом датчика Холла) дозволяв вимірювати величину електромагнітної індукції різних приладів, управляти безконтактно деякими функціями телефону (наприклад, перегортання фотографій за допомогою жестів, без фізичного контакту) тощо.
Хоча магнітометр і встановлений у безліч мобільних пристроїв, не в кожній його функції реалізовані на повну.
Робиться це з технічних (наприклад, не вистачає місця в конструкції телефону або зменшення енергоспоживання) і фінансових (у бюджетних моделях) причин. Якщо прибрати всі додаткові функції, завдання згаданого сенсора зводиться до двох основних функцій:
- Цифровий компас.Використовується навігаційними програмами для прискорення позиціонування та точнішого визначення напрямку руху. За допомогою датчика GPS пошук відбувається швидше.
- Взаємодія із аксесуарами.Придбавши магнітний чохол для смартфона, датчик дозволить смартфону вмикати та вимикати дисплей залежно від видалення/наближення магніту на аксесуарі.
Ефект "вимкнення дисплея" можна помітити при закритій кришці розкладних телефонів.
Взаємодія датчика та магнітного чохла
Взаємодія реалізована простим чином: при відкритті чохла, магніт розташований у фліпі, віддаляється від дисплея. Відбувається розрив провідника з магнітним полем, холівська напруга знижується та запускається ланцюжок увімкнення дисплея. Після цього дисплей буде розблоковано.
Як ви вже здогадалися, при закритті чохла відбувається зворотне екран блокується.
У деяких чохлах зроблені віконця, для відображення інформації при закритій кришці чохла. Відображення інформації та блокування екрана відбувається за тим самим принципом. Датчик холу визначає положення смартфона і "вирішує", чи блокувати дисплей телефону, чи залишити увімкненим.
Якщо ви переживаєте, що магніт на фліпі нашкодить смартфону, скидайте цей вантаж з плеча. Магніт не шкодить смартфону! Щоб переконатися, подивіться відео.
Сучасний смартфон може бути настільки багатофункціональним, що його власник не завжди в курсі всіх характеристик та можливостей свого апарату. Наприклад, ви знаєте, що таке датчик Холла у смартфоні? Як він працює і для чого потрібний? Пропонуємо вам дізнатися про цю характеристику більше!
Що означає датчик Холла у смартфоні?
Ми вже в курсі, навіщо гаджету модуль наближення чи гіроскоп. Але що таке датчик Холла у смартфоні? Це визначник положення, чия дія ґрунтується на ефекті Холла. Цей прилад фіксує як наявність магнітного поля, так і вимірює його напруженість.
Датчик і сам ефект названо на ім'я відомого фізика Е. Холла. Саме цей учений встановив, що при поміщенні в центр магнітного поля провідника-пластини, якою йде змінний струм, у ньому (поле) виявиться холівська напруга – поперечна різниця потенціалів.
В описаному випадку електрони у провіднику відхиляються строго перпендикулярно до напрямку самого магнітного поля. Звідси їхня щільність на різних частинах пластини буде відмінною. Ось цю різницю потенціалів і фіксує вимірник.
А що таке датчик Холла у смартфоні? Це ще простіший прилад - він покликаний визначати лише наявність магнітного поля, не вимірюючи його напруженість. Крім того, гаджет напевно забезпечений ще й магнітним датчиком, який дозволяє використовувати ваш смартфон як компас.
Де він застосовується?
Ми з вами встановили, що таке датчик Холла у смартфоні. Однак гаджети - це не єдина сфера застосування винаходу, що також відрізняється можливістю безконтактного керування будь-яким пристроєм.
Треба сказати, що ефект Холла було відкрито порівняно давно - 1879 року. А вперше застосували його на практиці лише через 75 років після цієї події. Корисний він виявився для автомобілів - датчик використовували для вимірювання кута розташування коленвала, розподільного валу. У старіших моделях машин датчик Холла визначав момент утворення іскри.
- безконтактні вимикачі;
- системи, призначені для читання магнітних кодів;
- пристрої, які використовуються для безконтактного визначення у провідниках сили струму;
- вимірювачі рівня рідини;
- іонних ракетних двигунів.
Крім того, було з'ясовано, що датчик Холла здатний замінювати керовані герметичні контакти - геркони. Вони мають широку сферу застосування: мікроелектроніка, сигналізації, клавіатури, ліфти, навушники.
Навіщо датчик Холла у смартфоні?
Ми з вами з'ясували, що цей прилад визначає наявність магнітного поля. Але тоді навіщо потрібен датчик Холла у смартфоні сьогодні? Все просто - він визначає, відкритий чи закритий "розумний" чохол із магнітною застібкою. Якщо магніт далеко (датчик не бачить його на певній відстані), то дається команда на включення дисплея. Якщо ж застібка близько (а отже, користувач закрив чохол), датчик датчик сигналізує системі, що екран потрібно перевести в сплячий режим.
Корисний цей вимірювач і для бамперів для смартфонів з віконцем на дисплеї. Так, наприклад, якщо ви зачинили чохол, то датчик Холла це фіксує. Він дає сигнал системі, що потрібно транслювати на екрані заставку, спеціально призначену для віконця. Найчастіше цей час, дата, важливі повідомлення. Прибрали дверцята чохла - команда від датчика на відображення на дисплеї повної інформації.
Інші функції у смартфонах
Взаємодія з магнітними кришками – це найпоширеніше застосування датчика у сучасних гаджетах. Однак треба зазначити, що він з успіхом використовувався в ранніх моделях смартфонів:
- Функція "цифровий компас" діяла завдяки датчику Холла. І сьогодні він використовується навігаційними програмами для загального поліпшення позиціонування та вищої точності визначення вектора руху.
- Активація/дезактивація підсвічування під час відкриття/закриття пристрою-"розкладачки". Тут дія схожа на сучасну ситуацію з магнітними кришками чохлів.
Чи є у моєму телефоні датчик Холла?
Щоб відповісти на запитання в підзаголовку, найпростіше звернутися до характеристики вашого гаджета на офіційному сайті виробника або в інструкції до девайсу. Однак не всі виробники вказують, чи оснащений конкретний пристрій датчиком Холла.
Але є простий спосіб перевірки. Якщо до моделі вашого смартфона випускаються "розумні" обкладинки або чохли (в т. ч. і з "віконцями"), що мають магнітну застібку, то, швидше за все, в апараті датчик Холла є.
Серед популярних сьогодні на ринку моделей цей модуль мають такі:
- Lenovo Vibe S1.
- Meizu Pro5.
- Meizu M2 Mini.
- LG Nexus 5X.
- Meizu M2 Note та ін.
На жаль, у сучасних смартфонах можливості датчика Холла сильно усічені. Це пояснюється мінімізацією товщини корпусу, бажанням виробника знизити витрату заряду батареї, відсутністю потреби у розширених за рахунок нього функціях. Сьогодні задач у датчика дві - взаємодія з "розумним" чохлом або обкладинкою та кишеньковий компас.
2 роки тому
Всі сучасні мобільні пристрої мають багато функціональних блоків. І серед них не лише основні елементи. Є також допоміжні датчики.
Багато користувачів, зокрема знають, що таке гіроскоп, акселерометр, сенсор освітленості. На жаль, не всім відомо, що таке датчик Холла. І тому вони дуже часто постають питання.
Датчики Холла знайшли застосування у сучасних смартфонах. Саме так називають вимірювальні елементи, які надають можливість визначити, чи є магнітне поле, яка у нього інтенсивність, а також усі його зміни.
Свою назву датчики отримали на вшанування вченого з Америки Едвіна Холла. Саме їм у далекому 1879 був відкритий ефект, коли напруга струму на провіднику змінювалося, якщо його поміщали в магнітне поле.
Призначення датчика Холла у смартфоні
Суть даного ефекту полягає в наступному: якщо пластину під напругою помістити в магнітне поле, то електрони в пластині відхилятимуться перпендикулярно напрямку магнітного потоку.
На різних сторонах пластини густина електронів буде різною. А це призводить до того, що і потенціали, які вловлює датчик Холла, будуть різні.
Цей сенсор має досить великі можливості. Однак при цьому слід наголосити, що все залежить від рівня реалізації. Серед таких можливостей, наприклад, вимірювання величини електромагнітної індукції. Причому у різних приладів.
Є також можливість реалізувати безконтактне керування. Є чимало інших функцій. Заснований на датчику Холла магнітометр у сучасних смартфонах можна зустріти дуже часто. У флагманських пристроях особливо часто.
Зазначимо, що лише незначна частина мобільних пристроїв використовує всі можливості датчика Холла сповна. Простір під кришкою обмежений. Є бажання зменшити споживання заряду акумулятора. Нема ні великого інтересу, ні гострої потреби, щоб реалізувати нові функції. А в результаті сенсор використовується для виконання двох завдань.
Перше завдання – це цифровий компас. Його потребують навігаційні програми, щоб прискорено позиціонувати і точніше визначати напрямки руху. Холодний старт GPS відбувається швидше за рахунок магнітометра.
Друге завдання – покращити взаємодію пристрою з магнітними чохлами та іншими аксесуарами. Ця сфера використання датчика Холла найчастіше затребувана тими, хто володіє смартфоном.
Датчик Холла використовується і в телефонах «розкладачка», коли потрібно увімкнути або вимкнути екран під час закриття або відкриття кришки.
Взаємодія смартфона з магнітними чохлами
Найпростіший приклад того, як взаємодіє чохол із магнітом та смартфон, – це автоматичне блокування/розблокування екрану, коли закриваєш/відкриваєш чохол. Якщо магніт, розташований у фліпі наближається, датчик Холла реагує і реєструє посилення поля, а потім блокує дисплей. Інтенсивність випромінювання зменшується під час відкриття, і екран активізується.
Чохли, у яких віконце у верхній частині, залишають частину дисплея відкритою. Це для того, щоб була можливість застосувати окремі функції, наприклад програвач, годинник, дзвінки, програвач і при цьому не розкривати фліп. Вони також взаємодіють із датчиком Холла.
Смартфон реєструє є чи ні підвищене магнітне поле та визначає, весь екран залишати активним або лише його частину.
Ще одним прикладом аксесуара, що вимагає наявності датчика Холла, є Google CardBoard – доступні віртуальні реальні окуляри, які застосовують на смартфон. Це теж аксесуар, який вимагає, щоб він мав датчик Холла. Адже коли використовуєш девайс, телефон знаходиться усередині. І тоді єдиний метод керувати – це віддалена взаємодія з датчиком Холла магніту, який вбудований у єдину "кнопку" аксесуара.