Зачем датчик холла в смартфоне?

Что такое датчик Холла в смартфоне и для чего он нужен?

В любом из отвечающих современным требованиям устройстве имеется внушительное количество функциональных блоков. При этом имеются ввиду не только элементы, являющиеся основными, но и датчики из разряда вспомогательных. Практически всем пользователям известно об акселерометре. Никого не удивишь сенсором освещённости и гироскопом. А вот о датчике Холла знают не многие.

Так что же это такое — Датчик Холла?

Датчик Холла – неотъемлемая часть каждого современного смартфона. Они являются измерительными элементами, с помощью которых есть возможность определения наличия магнитного поля и его интенсивности. Кроме того они могут его изменять. Названы датчики так по имени учёного из Америки по имени Эдвин Холл. Своё открытие он сделал в 1879 году. Благодаря ему мир узнал об эффекте изменения напряжения тока на проводнике, помещённого в магнитном поле.

Для чего нужен датчик Холла в смартфонах

Возможности этого сенсора очень разнообразны. Они зависят от того, насколько они реализуются. В их числе:

Возможность измерять показатель электромагнитной индукции разнообразных устройств.
Осуществление бесконтактного управления.
Магнитометр, в основе которого лежит датчик Холла, очень часто используется изготовителями современных смартфонов. Это утверждение особенно справедливо для флагманских устройств.
Надо сказать, что в подавляющем большинстве девайсов не осуществлена полная реализация всех возможностей, имеющихся у датчиков Холла.

Недостаток свободного пространства во внутреннем пространстве, необходимость снижения уровня потребления заряда аккумуляторной батареи, не очень высокий интерес, а также практически полное отсутствие острой необходимости реализовать новые функции — вот перечень причин по которым сенсор используется только для решения трёх задач.

Во-первых, — в качестве цифрового компаса. С его помощью в навигационных программах ускоряется позиционирование, что позволяет более точно определять направление передвижения. Наличие магнитометра позволяет добиться значительного ускорения «холодного» старта системы GPS.
Во-вторых, благодаря датчикам Холла появляется возможность улучшить взаимодействие между устройствами и магнитными чехлами, а также прочими аксессуарами. Это свойство признано наиболее востребованным среди пользователей имеющих смартфоны.
В-третьих, датчики Холла используются в телефонах, которые принято называть «раскладушками». Благодаря им происходит включение, и выключение устройства в тот момент когда его крышка открывается или закрывается.

Как происходит взаимодействие смартфона и магнитных чехлов

В качестве несложного примера, иллюстрирующим процесс взаимодействия магнитного чехла со смартфоном, можно вспомнить об автоматической блокировке/разблокировке экрана. Осуществляются они, когда чехол открывается или закрывается. Блокировка дисплея при этом происходит благодаря реакции датчика Холла на приближающийся магнит, установленный в флипе. Когда крышка чехла открывается, то происходит снижение интенсивности излучения, что приводит к активизации экрана.

В чехлах, у которых имеется окошко в верхней части, использование датчиков Холла позволяет пользоваться отдельными функциями, не открывая флипа. Так может производиться управление звонками, проигрывателем или часами. Возможность регистрации наличия или отсутствия высокого магнитного поля, позволяет смартфону принять решение о необходимости оставления всего экрана активным или же какой-то его части.

И в заключение ещё об одном аксессуаре, которому необходимо использование датчика Холла — Google CardBoard. Речь идёт об очках, переносящих в виртуальную реальность. Для их использования необходим смартфон. В процессе эксплуатации аппарат размещается внутри устройства, а потому единственный способ управлять им — с помощью удалённого взаимодействия между магнитом и датчиком Холла. Магнит при этом встраивается в единственную «кнопку» аксессуара. Meizu Pro 8 — информация здесь

Датчики (приближения, освещения, положения в пространстве, барометр, гироскоп)

Датчик Холла в смартфоне: что это?

Если пользователь мобильной техники всё ещё не знает, чем прославился учёный Эдвин Холл, то пора бы ему восполнить этот пробел. Датчики, работа которых основана на открытии Холла, сейчас стоят в каждом третьем смартфоне – хотя прежде такие сенсоры устанавливались только на элитные гаджеты.

В перечне сенсоров, которыми оснащён смартфон, подчас можно встретить датчик Холла – пожалуй, самый загадочный из всех известных датчиков. Если функции, скажем, пульсометра и шагомера понятны и очевидны, то назначение датчика Холла известно отнюдь не всякому пользователю. В этой статье мы расскажем, кто же такой Холл и почему датчик, названный его именем, становится всё более популярным.

Немного физики

Эдвин Холл – американский учёный-физик. Своё знаменитое открытие он сделал ещё в 19-м веке. Холл обнаружил, что если проводник (например, металлическую пластину), подключенный к источнику постоянного тока, поместить в магнитное поле, то на движущиеся электроны начнёт воздействовать сила Лоренца. Как следствие, электроны станут двигаться по дуге и тяготеть к одной из граней пластины. У этой грани электроны будут накапливать отрицательный заряд, а у противоположной – положительный. Разность потенциалов на 2-х краях пластины именуется холловским напряжением.

Кратко и ёмко об эффекте Холла рассказывает этот ролик:

Практическое применение эффекту Холла нашли лишь спустя 15 лет после гибели учёного. Сейчас на этом эффекте основана работа приводов дисководов ПК, кулеров компьютерной техники, систем зажигания автомобилей, даже ионных реактивных двигателей. О том, как применить открытие Холла в смартфоностроении, разработчики догадались относительно недавно.

Для чего нужен датчик Холла в смартфоне?

Датчиком Холла (его же называют магнитным датчиком) оснащаются многие модели популярных производителей и некоторые смартфоны малоизвестных китайских марок. Этот сенсор предназначен для того, чтобы фиксировать холловское напряжение.

Датчик не измеряет напряжение, а лишь определяет его наличие или отсутствие, после чего подаёт смартфону сигнал. Получив сигнал, гаджет выполняет некоторое запрограммированное действие.

Как правило, использование датчика Холла на телефоне сводится к решению всего 2-х задач – вот зачем этот датчик нужен гаджету:

Сенсор ускоряет старт GPS-навигатора и улучшает геопозирование. Датчик Холла обеспечивает возможность взаимодействия смартфона с магнитными чехлами.

Кроме того, благодаря открытию американского учёного стало возможным управление жестами – «фишка», которую пользователи впервые встретили на Samsung Galaxy S3.

Разумеется, потенциал эффекта Холла в смартфоностроении раскрыт не полностью. Причина тому – ряд технических ограничений. Использовать открытие Холла «по полной» не позволяют компактные размеры современных мобильных устройств и аккумуляторы недостаточной мощности.

Принцип взаимодействия датчика Холла с мобильными аксессуарами

Благодаря датчику Холла мобильные устройства могут взаимодействовать с так называемыми «умными» чехлами (Smart Case). В крышку подобного флипа вмонтирован магнит. Как только пользователь прикрывает крышку чехла, возникает эффект Холла, датчик передаёт сигнал об этом системе смартфона – и экран гаджета автоматически блокируется. Естественно, всё это происходит за считанные доли секунды. Когда владелец смартфона открывает крышку чехла, холловское напряжение «сходит на нет». Датчик даёт команду разблокировать дисплей.

Если владелец гаджета использует чехол с окошком (как на рисунке выше), то датчик Холла даёт команду не на полное отключение дисплея, а на его переключение с одного режима на другой. При закрытой крышке на доступную область экрана могут выводиться часы, календарь, музыкальный проигрыватель или список уведомлений.

Переживать по поводу того, что магнит «умного» чехла нанесёт вред начинке смартфона, точно ни к чему. Магнитное поле не портит гаджет – это было доказано многочисленными профессиональными и любительскими тестами.

Датчик Холла позволяет экономить заряд аккумулятора гаджета – это главное преимущество, которое предоставляет данный сенсор. Активированный экран смартфона при высокой яркости потребляет внушительное количество драгоценных миллиампер.

Какие смартфоны имеют датчик Холла?

К сожалению, не все производители в списках характеристик своих гаджетов указывают, есть ли у устройства датчик Холла. В кратком перечне параметров такой информации точно не найти. Однако пользователь может быть уверен: если под смартфон выпускается оригинальный Smart Case, значит, магнитным датчиком этот девайс точно оснащён.

Вот лишь некоторые из современных моделей, которые имеют датчики Холла:

Meizu MX5. Meizu M2 Note. LG Nexus 5X. Lenovo Vibe S1. Lenovo K3 Note. Samsung Galaxy S7. Google Pixel / Google Pixel XL. Sony Xperia XA1 Ultra. Nokia 5 Dual SIM. Xiaomi MI 5C.

Заключение

К сожалению, «лучшие умы» отрасли мобильной электроники так и не сумели придумать (пока?), как применить открытие Холла, чтобы реализовать его потенциал полностью. Автоматическое отключение / переключение дисплея – «детский лепет» по сравнению с тем, что можно было бы сделать, если бы удалось преодолеть технические ограничения. Однако поиски способов реализации холловского наблюдения ведутся – и прогресс не стоит на месте. Об этом может свидетельствовать, например, появление очков виртуальной реальности Google Card Board, управление которыми базируется на взаимодействии магнита и датчика Холла.

Что такое датчик Холла в телефоне?

В смартфонах и планшетах могут применяться сразу несколько датчиков, которые помогают устройству считывать дополнительную информацию. Некоторое время назад мы рассказывали об акселерометре. Сегодня поговорим о другом датчике, а именно — о датчике Холла.

Что это такое?

Датчик Холла, использующийся в современных мобильных устройствах, представляет из себя измерительный элемент, который способен определять наличие, интенсивность и изменение интенсивности магнитного поля. Датчик назван по имени американского физика Эдвина Холла, в честь которого был назван открытый в 1879 году «эффект Холла» — явление возникновения поперечной разности потенциалов при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле.

Суть в следующем: если в магнитное поле поместить пластину под напряжением, электроны в пластине начнут отклоняться перпендикулярно направлению магнитного потока. Плотность электронов на разных сторонах пластины будет различаться, что в свою очередь приводит к разности потенциалов, которую улавливает датчик Холла.

Вот как выглядит датчик:

Для чего нужен датчик Холла в планшете или смартфоне?

Сам по себе датчик обладает достаточно широкими возможностями, хотя обычно его применяют по своему прямому назначению, измеряя напряженность магнитного поля. В частности, датчик используется в ракетных двигателях, в системе зажигания ДВС, для измерения уровня жидкости и т.п.

Встречается датчик и в современных мобильных устройствах, однако его возможности реализованы не в полной мере. Датчик фактически используется только в двух основных задачах:

• Первая — это ставший уже привычным для обладателей смартфонов цифровой компас, который в том числе применяется для улучшения позиционирования.

• Вторая задача, куда более актуальная, — это взаимодействие с популярными чехлами для смартфонов и планшетов.

Магнитные чехлы

Вы наверняка видели так называемые магнитные чехлы как для смартфонов, так и для планшетов. Они позволяют блокировать и разблокировать устройство при открытии/закрытии чехла.

Как это возможно? Установленный в устройстве датчик Холла реагирует на магнит, который расположен в самом чехле. Когда магнит расположен близко к устройству, датчик регистрирует усиление излучения, в результате чего блокирует дисплей. Такие чехлы часто имеют приставку Smart — «умный».

Когда пользователь открывает флип-чехол (чехол-книжка), датчик фиксирует уменьшение интенсивности излучения и разблокирует экран.

А что, если чехол имеет специальное окошко, в котором показывается информация, даже если чехол закрыт? В таком случае датчик Холла тоже используется — он дает команду на переключение между различными режимами работы дисплея, то есть выводит в окошко только определенную информацию, например, время, дату, уведомления. Пример такого чехла — от компании Samsung:

И кстати, если используется экран, созданный по технологии AMOLED, в силу особенности технологии показываемая информация в окошке практически никак не сказывается на расходе энергии аккумулятором.

Есть ли в моем смартфоне датчик Холла?

Есть с вероятностью в 99%. Большинство производителей указывают его в характеристиках к смартфону, но не всегда. В этом случае обратите внимание на аксессуары: если имеются умные магнитные чехлы, значит, датчик Холла в смартфоне точно имеется.

Друзья! Если наш сайт помог вам или просто понравился, вы можете помочь нам развиваться и двигаться дальше. Для этого можно:

• Оставить комментарий к статье.

• Подписаться на наш канал на YouTube.

• Подписаться на нашу группу ВКонтакте.

Что такое датчик холла в смартфоне?

Современный смартфон — это мини компьютер, который уже давно стал персональным помощником человека в бытовых и бизнес делах. Чтобы смартфон или любой другой «умный» гаджет обладал столькими функциями, в нем размещено множество датчиков. В рамках этой статьи поговорим про датчик Холла в телефоне. Что это такое, читайте ниже.

Содержание:

Что это за датчик?

Датчик Холла — датчик определения положения который основан на эффекте Эдвина Холла. Используется в смартфоне в роли магнитометра, как основа для работы электронного компаса и не только. Его задача — фиксировать наличие магнитного поля и определять его изменение.

Эффект Холла был открыт еще 1879 году в тонких пластинках золота, но использовать его в технике смогли только через 75 лет, когда наладили производство полупроводниковых пленок с нужными для него свойствами. Ему нашли применение в автомобилях — он помогал делать измерения угла положения распредвала/коленвала.

В смартфоне используется упрощенный аналог устройства, определяющий только наличие магнитного поля без определения напряженности по осям. Реализация довольно проста: помещенный в магнитное поле проводник, по которому проходит электрических ток, способствует тому, что электроны отклоняются к одной из граней пластины. Электроны в этой части накапливают отрицательный заряд, на противоположной грани — положительный. Процесс продолжается до момента, пока образовавшееся электрическое поле не компенсирует магнитную составляющую силы Лоренца. Образованная разность потенциалов (которую именуют холловским напряжением) на краях пластины фиксируется датчиком Холла. В телефоне он реализован микросхемой, на выходе которой создается сигнал в двух состояниях:

• единица (1 — есть сигнал);
• ноль (0 — сигнала нет).

В зависимости от считанной информации с датчика смартфон выполняет запрограммированное действие.

Сейчас этот эффект применяется в разных технических реализациях. Кроме современных телефонов, повседневное применение нашлось:

• в системах электронного зажигания ДВС;
• в приводах дисководов;
• двигателях кулеров компьютерной техники;
• в электроизмерительных приборах для реализации бесконтактного измерения силы тока;
• в ионных реактивных двигателях.

Для чего он нужен в телефоне?

Несколько лет назад, магнитометр с дюжиной возможностей можно было встретить только во флагманских смартфонах. Сейчас же, он установлен практически в каждый телефон. Смартфон, укомплектованный магнитометром (работающим по принципу датчика Холла) позволял измерять величину электромагнитной индукции различных приборов, управлять бесконтактно некоторыми функциями телефона (например листание фотографий с помощью жестов, без физического контакта) и т.д.

Хотя магнитометр и установлен во множество мобильных устройств, не в каждом его функции реализованы на полную.

Делается это по техническим (например, не хватает места в конструкции телефона или для уменьшения энергопотребления) и финансовым (в бюджетных моделях) причинам. Если убрать все дополнительные функции, задача упомянутого сенсора сводится к двум основным функциям:

1. Цифровой компас. Используется навигационными программами для ускорения позиционирования и более точного определения направления движения. При помощи датчика, GPS поиск происходит быстрее.
2. Взаимодействие с аксессуарами. Приобретя магнитный чехол для смартфона, датчик позволит смартфону включать и отключать дисплей в зависимости от удаления/приближения магнита на аксессуаре.

Взаимодействие датчика и магнитного чехла

Взаимодействие реализовано простым образом: при открытии чехла, магнит расположенный в флипе, удаляется от дисплея. Происходит разрыв проводника с магнитным полем, холловское напряжение снижается и запускается цепочка включения дисплея. После этого дисплей будет разблокирован.

Как вы уже догадались, при закрытии чехла происходит обратное и экран блокируется.

В Некоторых чехлах сделаны окошка, для отображения информации при закрытой крышки чехла. Отображение информации и блокировка экрана происходит по тому же принципу. Датчик холла определяет положение смартфона и «решает», блокировать ли дисплей телефона, или оставить включенным.

Если вы переживаете, что магнит на флипе навредит смартфону, сбросте этот груз с плечь. Магнит не вредит смартфону! Чтобы в этом убедится, посмотрите видео.

Для чего применяется датчик Холла в смартфоне

В каждом современном смартфоне устанавливается свыше 5 вариантов датчиков: температурный (до 10 штук), оптический, G-сенсор, акселерометр, гироскоп, сканер отпечатка пальца, датчик Холла. И с предназначением именно последнего у пользователей нередко возникают вопросы.

Что это за датчик

Производителями указывается, что датчик Холла в телефоне необходим для измерения параметров магнитного поля – это требуется для нормальной работы навигации и ускорения «холодного» пуска GPS. И он косвенно позволяет определять свойство ферромагнетизма окружающих материалов, как полноценный металлоискатель.

В смартфонах используется упрощённая вариация датчика, который не умеет определять напряжённость (хотя в старых смартфонах были и полнофункциональные, например, в Motorola XT894). Зато он реагирует на полярность составляющих магнитного поля Земли.

Что такое в смартфонах датчик Холла, отлично знают ещё владельцы гаджетов от Samsung – именно в устройствах данного производителя его функционал раскрывается полностью. Например, в смартфонах серии Galaxy Note сенсор дисплея меняет режимы работы в зависимости от того, вытащен ли стилус S-Pen (он снабжён магнитом).

Как работает датчик Холла

Принцип работы основан на эффекте Холла (назван в честь учёного, который и открыл данное явление).

Его ключевые особенности:

1. В проводнике, через который течёт постоянный ток, помещенный в магнитное поле, на краях возникает разница положительного и отрицательного потенциалов.
2. Процесс перемещения электронов к одной из граней проводника происходит до тех пор, пока движение заряженных частиц не компенсируется силой Лоренца (от магнитного поля).

Датчик, устанавливаемый в смартфонах, считывает следующие значения: наличие или отсутствие разницы потенциала, а также на каких краях возникает скопление электронов.

Для чего он нужен в телефоне

Итак, разберёмся, зачем необходим датчик Холла в смартфоне:

1. Для взаимодействия с магнитным чехлом. С помощью магнитного сенсора телефон «понимает», в каком сейчас положении защёлка. Если открыта, то дисплей тут же включается. Если закрыта – выключается. Помогает быстро прочитать уведомления или посмотреть время, для чего в остальных смартфонах требуется нажимать клавишу разблокировки.
2. Для навигации. В зависимости от того, на каких гранях проводника возникает разница потенциала, телефон определяет полярность магнитного поля земли. Так работает цифровой компас. По точности он не уступает аналоговому.
3. Для определения положения смартфона в пространстве. И исходя из полученных данных устройство «поворачивает» изображение на дисплее. А во флагманских моделях от Samsung эта информация используется ещё для определения оптимальных параметров ISO при включённой камере (за счёт определения положения относительно плоскости земли).

Кстати, он использовался даже в старых кнопочных «звонилках», преимущественно – в «раскладушках». Дисплей включался автоматически только при открытии такого телефона.

Принцип взаимодействия с магнитным чехлом

Взаимодействие с магнитными чехлами – самый распространённый вариант использования датчика Холла.

Работает следующим образом:

1. Когда дисплей закрыт чехлом, он отключается или переходит в режим показа времени и текущих уведомлений (если такая функция предусмотрена встроенной ОС, в самом чехле имеется вырез или «окошко»).
2. Когда дисплей не закрыт чехлом, то он работает в привычном режиме.

Магнит, на который и реагирует смартфон, размещается в лицевой защитной части чехла, прикрывающей дисплей. Когда чехол раскрывают, то магнит перемещается в сторону, что и считывает телефон. Если магнит извлечь, то смартфон реагировать на чехол не будет.

Отключение датчика

Отключить датчик с помощью настроек нельзя – такой функции ни в Андроиде, ни в iPhone не предусмотрено. В некоторых моделях ZTE производитель самостоятельно добавлял такую возможность. Ещё сделать это можно при наличии прав root (для Android-девайсов) через установку модуля Xposed. Но смысла в этом мало, так как датчик Холла потребляет мизерное количество тока (примерно 0,05% от ёмкости АКБ за весь цикл разрядки). Если нужно отключить взаимодействие с чехлом, то проще из него вытащить магнит.

Итак, датчик используется для измерения полярности магнитного поля. Применяется преимущественно для взаимодействия с фирменными аксессуарами (чехлы, стилусы, клавиатуры) и для работы цифрового компаса. Возможно, в ближайшем будущем производители найдут и иные варианты его использования. Например, в Китае предлагали с его помощью определять радиационный фон (при его воздействии тоже меняется полярность на проводнике).