Wlancards.ru

ПК техника, WI FI Адаптеры
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Датчик Холла в телефоне, что это и для чего нужен

Датчик Холла в телефоне, что это и для чего нужен

Современные смартфоны оснащены разнообразными функциями и возможностями. Каждая новая модель обязательно умеет что-то чего не могли её предшественники. Для обеспечения некоторых возможностей используются контроллеры, такие как гироскоп или датчик приближения знакомы пользователям давно. А вот датчик Холла в телефоне, что это известно не каждому.

Что это за сенсор

В XIX веке физик Эдвин Холл обнаружил явление, на основе которого действует современный контроллер. Именно поэтому последнему и присвоили имя учёного. Холл установил, что проводник, помещённый в магнитное поле создаёт холловское напряжение (при условии, что первый подключён к источнику постоянного тока). Датчик в телефоне определяет только наличие магнитного поля и на основании его присутствия или отсутствия активирует нужные процессы.

Этот эффект также нашёл своё применение в работе приводов дисководов, компьютерных вентиляторов, систем зажигания авто. Можно привести ещё немало примеров, но больше всего нас интересует датчик Холла в телефоне, что это и как он применяется. Стоит отметить, что практического применения датчика в смартфоне удалось добиться только в двух направлениях:

  • Для улучшения геопозиционирования и ускорения старта навигатора.
  • Взаимодействие с «умными» магнитными чехлами.

При более масштабном подходе к реализации этот прибор может иметь и другие возможности. Но в вопросе оснащения смартфонов таких разработок не велось. Компактные размеры мобильных устройств не позволяют реализовать потенциал устройства, кроме того, это негативно отразится на потреблении заряда батареи, да и большой необходимости попросту нет. Многие ошибочно полагают, что магнитные поля могут оказывать неблагоприятное влияние на работу логических элементов и других контроллеров. Это давно опровергнуто научными и любительскими тестами, поэтому не стоит опасаться за работоспособность своего гаджета.

Датчик Холла в телефоне, что это

Два основных направления использования сенсора уже были упомянуты выше. На этом не органичен спектр возможностей и в итоге разнообразие их реализации зависит от стоимости смартфона. Как уже было сказано для организации качественной работы датчика требуется место, производители смартфонов, наоборот, стремятся сделать своё устройство и функциональным, и компактным.

Таким образом, применение сенсора в современном телефоне может проявляться в следующих моментах:

  • На основании его работы функционирует цифровой компас. Это устройство может использоваться не только стандартным приложением, но и дополнительными программами. Например, навигаторы ориентируются именно по нему, позиционирование на местности определяется более точно. Это очень важно при составлении маршрутов. А также применяется в некоторых игровых приложениях.
  • Связь с «умными» чехлами – это направление применения сенсора ближе всего к пользователям. Наличие или отсутствие магнитного напряжения определяет доступ к базовым функциям смартфона. То есть как только чехол закрывается, то экран гаснет, а если в нём имеется отверстие, то часть экрана остаётся активной. Это самое близкое и понятное пользователю применение контроллера. При этом часто такие чехлы не требуют открытия экрана для проведения простейших манипуляций.
  • Раскладные смартфоны также работают на основе этого сенсора. При смене положения верхней крышки экран гаснет или загорается. Соответственно магнит, находящийся на основании крышки удаляется или приближается к проводнику определяя наличие холловского напряжения.
  • Микроконтроллер определяет позицию гаджета по отношению в земле. Это даёт возможность для реализации функции автоповорота экрана.
Читайте так же:
Как восстановить стертые фото на телефоне

Таким образом, датчик Холла в телефоне способен значительно дополнить и разнообразить гаджет. Но есть и отрицательные стороны, этот контроллер в значительной степени увеличивает расход батареи устройства, поэтому лучше лишний раз не провоцировать его активность, если владелец знает, что в ближайшее время зарядить смартфон не удастся.

Как проверить наличие датчика в смартфоне

Если вы только собираетесь приобрести смартфон, и очень интересует вопрос имеется ли в нём нужный контроллер, то самым верным способом будет изучение документации. Обычно информация находится либо в разделе «Датчики» или «Другое».

Нередко бывает, что сопроводительная документация не содержит информации о встроенных сенсорах, так как они не являются основными. В таком случае можно обратиться к оригиналу описания в электронной форме, которое можно найти на сайте производителя.

Кроме того, прояснить ситуацию помогут отзывы пользователей, обзоры нужного гаджета или тематические форумы. На последних можно просто создать тему и задать вопрос, тогда даже искать информацию не придётся, знающие форумчане предоставят нужные данные, иногда в значительно большем объёме.

Ещё один неплохой вариант — пообщаться с менеджером или службой поддержки интернет-магазина, в котором имеется в продаже нужный гаджет. Но в этом случае есть риск нарваться на некомпетентного специалиста, который не сможет дать ответ на вопрос. К сожалению, такое случается. Но если в числе дополнительных аксессуаров к нужному телефону значится Smart Case оригинал, то сомнений быть не может.

Если имеется доступ к смартфону, то проверить наличие датчика Холла поможет простой тест. Основное его условие — наличие небольшого магнита. Магнитик достаточно поднести к экрану, как последний потухнет. Если магнит убрать, то экран вновь активируется. При этом в период контакта экрана с магнитом, дисплей можно «разбудить» используя стандартную кнопку.

Таким образом, датчик Холла в телефоне, что это и для чего контроллер используется больше не вызывает вопросов. Сегодня ведутся разработки на основе использования этого явления и уже сейчас можно в качестве примера удачной реализации привести очки виртуальной реальности, управление которыми основано на взаимодействии такого контроллера с магнитом.

Где он применяется?

Мы с вами установили, что такое датчик Холла в смартфоне. Однако гаджеты — это не единственная сфера применения изобретения, которое также отличается возможностью бесконтактного управления каким-либо устройством.

Надо сказать, что эффект Холла был открыт сравнительно давно — в 1879 году. А впервые применили его на практике только спустя 75 лет после этого события. Полезен он оказался для автомобилей — датчик использовали для измерения угла расположения коленвала, распредвала. В более старых моделях машин датчик Холла определял момент образования искры.

Читайте так же:
К чему снится телефон с разбитым экраном

для чего нужен датчик холла в смартфоне

Далее по пути прогресса прибор стали применять и в сложных системах:

  • бесконтактные выключатели;
  • системы, предназначенные для чтения магнитных кодов;
  • устройства, используемые для бесконтактного определения в проводниках силы тока;
  • измерители уровня жидкости;
  • ионные ракетные двигатели.

Кроме того, было выяснено, что датчик Холла способен заменять магнитоуправляемые герметичные контакты — герконы. Они имеют широкую сферу применения: микроэлектроника, охранные сигнализации, клавиатуры, лифты, наушники.

Эффект Холла: что это, зачем используется и где применяется

Измерять характеристики магнитного поля можно как при помощи элементарных систем, так и посредством весьма сложных технологических решений. Все зависит от того, какие именно измерения выполняются и какие результаты ожидается получить. Самые простые датчики магнитного поля — герконы. Эти элементы изменяют состояние подключенной электрической цепи при воздействии магнитного поля. Герконы используются повсеместно, например, в датчиках открытия двери.

Герконы — очень простые системы. Для получения дополнительной информации о магнитном поле можно использовать еще и компас. Примерно так работали первые магнитометры. Но сейчас возможностей гораздо больше, ведь появились новые системы, включая распространенные датчики, где используется эффект Холла.

Спектр моделей таких датчиков чрезвычайно обширен — от клавиатур до оценки закрытия или открытия клапана. Датчики Холла используются в бесконтактной системе зажигания бензиновых двигателей, они служат для считывания показаний распредвала двигателя, с тем, чтобы определять параметры вращения. Электронный блок управления автомобиля по показаниям датчика определяет исправность системы зажигания и старта.

История появления датчика

Все началось с работы Эдвина Холла, который обнаружил эффект, позже названный его именем, в 1878 году. Основная идея проста: при воздействии магнитного поля на проводник, по которому проходит электрический ток, на концах проводника возникает разность напряжений при протекании тока, перпендикулярного полю.

Этот эффект называют обычным эффектом Холла, поскольку есть и другие явление, которое базируются на взаимодействии проводника, тока и магнитного поля.

Соответственно, датчики, чья работа основывается на эффекте Холла — лишь одна из разновидностей современных магнитометров. Есть множество разных датчиков других типов, где используются приемные катушки индуктивности. Они могут вращаться ил инет, используются также шкалы или пружины для измерения силы магнитного поля. Обнаружить магнитное поле можно даже при помощи оптических свойств материалов и соответствующих эффектов — например, эффекта Керра или Фарадея.

Есть и весьма специфические датчики, которые можно назвать экзотикой. Они основываются на измерении протонного резонанса в богатых водородом соединениях и веществах вроде керосина, либо определении энергетического состояния молекул газов типа цезия. Есть и датчики со сверхпроводящими катушками.

Но именно датчики на эффекте Холла являются наиболее недорогими, имеют небольшой размер и весьма практичны. Как уже говорилось выше, миниатюрные датчики Холла используются в клавиатурах. Сложно представить клавиатуру, основа которой — сверхпроводящие датчики, прикрепленные к нижней части клавиш.

Читайте так же:
Где телефон гугл на карте

Датчики Холла — идеальный вариант при создании систем контроля частоты вращения чего-либо, от кулеров до двигателей в технике. Датчики использовались в видеомагнитофонах и кассетных магнитофонах класса «люкс». Пример — Вега- МП122.

  • Работа цифрового компаса, который применятся в навигационных программах и помогает повышать скорость позиционирования.
  • Оптимизация взаимодействия девайса с разными аксессуарами, например, магнитными чехлами.
  • Применение датчика в моделях с раскладной конструкцией, для включения и отключения экрана при открывании или закрывании крышки.

Как это работает?

В сети есть многочисленные видео, объясняющие физические принципы, лежащие в основе эффекта Холла. Но понять можно и без всяких видео — здесь все относительно просто. Представьте себе проводник размером и формой повторяющий денежную купюру. Левая и правая сторона подключены к источнику постоянного тока, который и проходит через проводник. Если проводник исправен, то без воздействия магнитного поля напряжение в верхней и нижней части проводника будет близким к нулю.

Но если в системе появится магнитное поле, линии которого расположены под прямым углом к течению тока, на электроны и дырки в проводнике начинает воздействовать сила Лоренца. Частицы начинают отклоняться. Соответственно, электроны соберутся на одной стороне проводника, а на другой их не будет.

При помощи мультиметра можно измерить напряжение на верхней и нижней частях проводника. Если убрать магнитное поле, то напряжение снова станет почти равным нулю.

В устройствах, где используется эффект Холла, добавляется еще одна схема, где обычно присутствует усилитель холловского напряжения. Иногда есть регулятор напряжения смещения. У цифрового выходного датчика может быть компаратор и выходной транзистор.

Все датчики — разные

Есть две основные разновидности датчиков Холла — это цифровые датчики, которые, в свою очередь, разделяются на униполярные и биполярные. А также аналоговые датчики.

Если вы хотите использовать датчик Холла в своем проекте, нужно детально разобраться в его базовых характеристиках. У датчиков есть ограничения по частотному диапазону, плюс некоторые могут быть весьма дорогими. Например, у компании Melexis есть девайс на 250 кГц, эта частота гораздо более высокая, чем у большинства похожих систем. Работать оно будет только при 5В и 15 мА.

В примере даташита показано, что есть две разновидности этого датчика — 7,5 mT (миллитесла), второй — 20 mT. Есть даже версия с 60 mT.

Датчики Холла могут быть встроены в электронные схемы. Например, у ESP32 есть собственный датчик Холла, как показано на видео выше.

Разработка систем на основе эффекта Холла

Как и было показано выше, придумать можно много чего. В качестве примера можно привести еще портативный магнетометр, плата которого умещается в пластиковую коробочку из-под Tic Tac. С его помощью можно облегчить задачу отслеживания проложенной в стене или потолке электропроводки. Еще один пример — мониторинг кофе-машин, с целью оценки количества приготовленных чашек кофе.

Читайте так же:
Для чего нужен qr код в телефоне

Применение в смартфонах

Несмотря на сложное и не понятное для многих название, есть множество ответов на вопрос для чего нужен датчик Холла в смартфоне. В этом ему помогает его расположение – непосредственно за экраном на передней части смартфона. Это позволяет использовать его для бесконтактного управления устройством при помощи различных жестов и других предустановленных возможностей.

От программного обеспечения, установленного на телефоне, зависит работа сенсора – более дешевые модели не могут распознавать жесты, в то время как флагманские, наоборот, поддерживают довольно большое их количество. В основном, чем больше дисплей и размеры аппарата, тем больше возможностей для сенсора будет реализовано, так как он занимает довольно много места.

Кроме того, датчик Холла обладает и другими полезными функциями:

  • Карманный электронный компас – анализ магнитных полей помогает определять направление на север при помощи смартфона, а также азимут и направление угла наклона смартфона;
  • Функционирование и взаимодействие с аксессуарами – чехлы-книжки могут сами блокировать телефон, в этом случае в них вшит небольшой магнит прямо над датчиком;
  • Автоматический поворот экрана – контроллер датчика определяет изменения смартфона в пространстве, поэтому именно это устройство отвечает за ориентацию дисплея.

Ищем датчики

Чтобы узнать, какие сенсоры есть в смартфоне, следует использовать метод getSensorList объекта SensorManager:

Полученный список будет включать все поддерживаемые датчики: как аппаратные, так и виртуальные (рис. 4). Более того, некоторые из них будут иметь различные независимые реализации, отличающиеся количеством потребляемой энергии, задержкой, рабочим диапазоном и точностью.

Для получения списка всех доступных датчиков конкретного типа необходимо указать соответствующую константу. Например, код

вернет все доступные барометрические датчики. Причем аппаратные реализации окажутся в начале списка, а виртуальные — в конце (правило действует для всех типов датчиков).

Рис. 4. Датчики смартфона среднего ценового диапазона

Рис. 4. Датчики смартфона среднего ценового диапазона

Чтобы получить реализацию датчика по умолчанию (такие датчики хорошо подходят для стандартных задач и сбалансированы в плане энергопотребления), используется метод getDefaultSensor:

Если для заданного типа датчика существует аппаратная реализация, по умолчанию будет возвращена именно она. Когда нужного варианта нет, в дело вступает виртуальная версия, ну а если, увы, ничего подходящего в девайсе не окажется, getDefaultSensor вернет null .

О том, как самолично выбирать реализацию датчиков по критериям, написано во врезке, мы же плавно двигаемся дальше.

Почему датчики перестают правильно работать и как это определить?

Причин, по которым датчики могут некорректно работать, может быть множество, и в некоторых случаях поможет только их замена, а иногда датчики по вине производителя плохо функционируют уже из коробки, и даже ремонт не способен устранить неисправность. Но рассмотрим варианты, когда любому пользователю под силу что-то изменить.

Нередко датчики приближения и освещенности начинают некорректно работать из-за наклеенной на экран пленки или защитного стекла, в которых не предусмотрен вырез для датчиков либо он сделан не слишком точно. Рано или поздно аксессуары, созданные для защиты дисплея, загрязняются и покрываются царапинами, и вот тогда во время разговора подсветка экрана может быть постоянно выключенной, а функция автояркости будет всегда стремиться сделать уровень подсветки меньше, чем это необходимо. В таком случае следует полностью снять пленку или стекло, либо попытаться сделать вырез для датчиков.

Читайте так же:
Диагностика машины с помощью телефона

Еще одна трудность в том, что датчики приближения и освещенности трудно заметить на корпусе черного цвета, и обычно их становится видно, только после поднесения аппарата к яркому источнику света и рассматривания на предмет небольших маленьких точек на передней части смартфона, а точнее над дисплеем. В некоторых случаях датчики находятся на верхней грани, но тогда им ничего не должно мешать, если производитель грамотно реализовал их работу (а судя по отзывам, такое бывает не всегда).

Плохо работающий гироскоп, как и акселерометр, можно определить в уже упомянутых ранее приложениях, отображающих датчики в смартфоне. Если на неподвижно лежащем устройстве постоянно ощутимо меняются показатели хотя бы по одной из осей, то от таких датчиков совершенно не будет толка. Ниже на скриншоте можно посмотреть как выглядят нормальные значения в приложении Датчикер при неподвижно лежащем девайсе на ровной поверхности.

Недостаточно точный магнитометр в приложениях-компасах чаще всего пользователю будет предложено откалибровать, но еще оценку работы датчика можно получить из софта GPS-тест.

Как проверить датчик Холла на работоспособность?

Признаки неисправности датчика Холла:

  • мотор не запускается или запуск осуществляется с трудом;
  • двигатель временами глохнет;
  • движение происходит с рывками, особенно на высоких оборотах.

Если появились перечисленные симптомы, нужна проверка датчика Холла.

Существует несколько способов, как проверить датчик Холла:

  1. Тестером, например, мультиметром.
  2. Если признаки исчезнут после установки заведомо исправного устройства, значит, снятый прибор неисправен.
  3. Можно сделать имитацию преобразователя своими руками. Для этого понадобится небольшой кусок медного провода и колодка с тремя штекерами.
  4. Цифровым осцилографом. Неисправность прибора будет видно по осциллограмме. Правда, для этого нужно знать, как выглядит осциллограмма исправного устройства, чтобы выполнить диагностику своими руками.

Если выяснилось, что прибор неисправен, нужен ремонт или замена датчика Холла своими руками. Новый преобразователь или после ремонта нужно подключить соответственно трем выводам: с одного поступает сигнал на коммутатор, через второй поступает питание, а третий (минусовой) идет на массу. На фото видно, что каждый вывод окрашен в свой цвет, что облегчает ремонт и подключение.

Три вывода для подключения

Три вывода для подключения

Ремонт или замена датчика Холла в автомобиле может быть выполнена своими руками. Это дает возможность сэкономить на автосервисе.

Извините, в настоящее время нет доступных опросов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector