Датчик холла на телефоне что это. Датчик Холла в телефоне: принцип работы, функции и применение в современных смартфонах

Что такое датчик Холла в смартфоне. Как работает датчик Холла в мобильном телефоне. Для чего нужен датчик Холла в современных гаджетах. Какие функции выполняет датчик Холла в телефоне.

Что представляет собой датчик Холла в смартфоне

Датчик Холла — это небольшой электронный компонент, встроенный в современные смартфоны и планшеты. Он предназначен для измерения параметров магнитного поля вокруг устройства. Принцип его работы основан на эффекте Холла, открытом американским физиком Эдвином Холлом в 1879 году.

Эффект Холла заключается в возникновении разности потенциалов (напряжения) в проводнике с током, помещенном в магнитное поле. Датчик Холла в смартфоне представляет собой тонкую полупроводниковую пластину, через которую пропускается электрический ток. При воздействии внешнего магнитного поля в пластине возникает поперечная разность потенциалов, пропорциональная напряженности этого поля.

Принцип работы датчика Холла в мобильных устройствах

Как же работает датчик Холла в смартфоне? Его функционирование можно описать следующим образом:

1. Через полупроводниковую пластину датчика пропускается постоянный электрический ток.
2. При воздействии внешнего магнитного поля на пластину, электроны в ней отклоняются к одному из краев под действием силы Лоренца.
3. В результате на противоположных краях пластины возникает разность потенциалов — напряжение Холла.
4. Величина этого напряжения пропорциональна напряженности магнитного поля.
5. Специальная микросхема измеряет напряжение Холла и преобразует его в цифровой сигнал.
6. Процессор смартфона обрабатывает полученные данные и использует их для различных функций.

Таким образом, датчик Холла позволяет смартфону определять наличие, направление и силу магнитного поля вокруг устройства.

Основные функции датчика Холла в современных смартфонах

Для чего нужен датчик Холла в телефоне? Этот компонент выполняет несколько важных функций в современных мобильных устройствах:

• Работа цифрового компаса. Датчик определяет направление магнитного поля Земли, что позволяет смартфону ориентироваться в пространстве.
• Ускорение работы GPS. Информация о магнитном поле помогает быстрее определить местоположение устройства.
• Взаимодействие с аксессуарами. Датчик реагирует на магниты в чехлах, стилусах и других аксессуарах.
• Определение положения устройства. Помогает корректно поворачивать изображение на экране.
• Энергосбережение. Позволяет автоматически отключать экран при закрытии чехла-книжки.

Применение датчика Холла для работы с аксессуарами

Одно из важных применений датчика Холла в смартфонах — взаимодействие с различными аксессуарами. Как это работает на практике?

Рассмотрим пример с чехлом-книжкой для смартфона:

1. В крышку чехла встроен небольшой магнит.
2. Когда чехол закрыт, магнит оказывается рядом с датчиком Холла в телефоне.
3. Датчик фиксирует усиление магнитного поля и передает сигнал процессору.
4. Система распознает, что чехол закрыт, и автоматически выключает экран для экономии заряда.
5. При открытии чехла магнит удаляется, датчик Холла фиксирует изменение поля.
6. Система включает экран, и смартфон готов к работе.

Аналогичный принцип используется для работы со стилусами в некоторых моделях смартфонов. Датчик Холла определяет, когда стилус извлечен из корпуса, и активирует соответствующие функции.

Роль датчика Холла в навигации и позиционировании смартфона

Как датчик Холла помогает в навигации? Его роль в этом процессе весьма существенна:

• Определение сторон света. Датчик измеряет направление магнитного поля Земли, что позволяет реализовать функцию цифрового компаса в смартфоне.
• Уточнение местоположения. Данные о магнитном поле дополняют информацию от GPS-приемника, повышая точность позиционирования.
• Ускорение «холодного» старта GPS. Информация от датчика Холла помогает быстрее установить первоначальное местоположение при включении навигации.
• Ориентация карты. Благодаря датчику карта в навигационном приложении может автоматически поворачиваться, соответствуя реальному положению пользователя.

Все это значительно улучшает работу навигационных сервисов и приложений на смартфоне.

Особенности реализации датчика Холла в разных моделях смартфонов

Реализация датчика Холла может отличаться в зависимости от производителя и модели смартфона. Какие особенности можно выделить?

• В большинстве современных смартфонов используется упрощенная версия датчика, которая определяет только наличие и полярность магнитного поля.
• Некоторые старые модели (например, Motorola XT894) имели полнофункциональные датчики, способные измерять напряженность магнитного поля.
• В смартфонах Samsung, особенно серии Galaxy Note, функционал датчика Холла раскрыт наиболее полно, в том числе для работы со стилусом S-Pen.
• Отдельные модели ZTE позволяли пользователям отключать датчик Холла через настройки, что нетипично для большинства производителей.

Эти различия могут влиять на набор доступных функций и точность работы датчика в разных моделях смартфонов.

Энергопотребление и влияние на автономность смартфона

Влияет ли датчик Холла на время работы смартфона от батареи? Этот вопрос часто интересует пользователей. Рассмотрим основные аспекты:

• Датчик Холла потребляет крайне мало энергии — около 0,05% от емкости аккумулятора за полный цикл разрядки.
• Его работа практически не сказывается на общем времени автономной работы устройства.
• В некоторых случаях датчик даже помогает экономить заряд, например, автоматически выключая экран при закрытии чехла.
• Отключение датчика Холла не приведет к заметному увеличению времени работы смартфона.

Таким образом, беспокоиться о негативном влиянии датчика Холла на автономность смартфона не стоит — его польза значительно превышает минимальные затраты энергии.

Возможности отключения датчика Холла

Можно ли отключить датчик Холла в смартфоне? В большинстве случаев такой возможности нет, и вот почему:

• Стандартные настройки Android и iOS не предусматривают опции отключения датчика Холла.
• Некоторые модели ZTE имели такую функцию, но это скорее исключение из правил.
• На устройствах с root-правами можно отключить датчик через специальные модули, например, Xposed, но это сложно и рискованно для обычного пользователя.
• Учитывая низкое энергопотребление датчика, его отключение не дает практической пользы.

Если необходимо временно прекратить взаимодействие с магнитным чехлом, проще извлечь из него магнит, чем пытаться отключить сам датчик.

Перспективы развития технологии датчиков Холла в мобильных устройствах

Какое будущее ждет датчики Холла в смартфонах? Рассмотрим возможные направления развития этой технологии:

• Повышение чувствительности датчиков для более точного измерения магнитного поля.
• Расширение функционала за счет комбинирования с другими сенсорами.
• Использование для бесконтактного управления устройством с помощью магнитных аксессуаров.
• Применение в системах дополненной реальности для точного позиционирования объектов.
• Интеграция с системами безопасности и аутентификации пользователя.

Некоторые производители уже экспериментируют с новыми применениями датчиков Холла. Например, в Китае предлагалось использовать их для приблизительной оценки уровня радиации, хотя эта идея пока не получила широкого распространения.

Датчик Холла в телефоне или планшете – что это?

Датчик Холла, служащий для определения наличия магнитного поля, носит имя ученого — физика, открывшего одноименный принцип. А именно: было обнаружено, что в проводнике, попадающем в магнитное поле, изменялось напряжение тока, появляется ЭДС (электродвижущая сила). Подобные элементы устройств бывают цифровые и аналоговые.

Этот датчик определяет наличие магнитного поля.

Зачем нужен датчик Холла? Если магнитное поле есть, прибор показывает цифру — его величину. Причем аналоговый показывает его полярность, помимо значения. А цифровой при отсутствии поля выдает «ноль», в присутствии — некоторую цифру.

Области применения датчиков Холла

Датчиками Холла укомплектованы многие устройства, а также они применяются сами по себе для измерения напряженности поля. Это электрические и ракетные двигатели, система зажигания автомобилей, измерители, приборы с бесконтактным воздействием.

Датчик Холла помогает автоматически отключать экран девайса, когда чехол закрыт.

[stextbox id=»info»]Устройства для мобильной связи также содержат в своем составе этот сенсор. За что отвечает датчик Холла в смартфоне? В современном устройстве мобильной связи данный прибор является измерительным элементом, распознающим присутствие, отсутствие, интенсивность и изменение магнитного поля. Возможности датчика не ограничиваются измерениями. Также он определяет наличие возможности бесконтактного взаимодействия.[/stextbox]

На датчике Холла основан магнитометр, присутствующий во многих «навороченных» и продвинутых мобильных устройствах. Но не во всех случаях подобная возможность реализуется полностью. В основном, это две следующие функции.

• Компас для программ навигации, позволяющий быстрее определять местоположение и направление.
• Взаимодействие смартфона с аксессуарами, например, с магнитным чехлом, блокирующим экран при его открытии. Или включение, выключение дисплея в раскладных телефонах при движении крышки.

Принцип действия датчика

Контролируя состояние устройства, датчик Холла осуществляет бесконтактное переключение от нерабочего режима к рабочему и обратно. Бесконтактный способ исключает загрязнение и механические нагрузки. Можно представить себе этот элемент в виде пластины из полупроводника с малой толщиной.

Когда постоянный ток проходит через него, на краях появляется малое напряжение. Магнитное поле, как известно, проходит перпендикулярно электрическому и усиливает эту величину пропорционально магнитной индукции. Датчик Холла создает электрические импульсы с низким напряжением, что и нашло применение в бесконтактных системах, реализующих принцип сенсорного реагирования.

Датчик Холла в устройствах мобильной связи: планшетах, смартфонах, телефонах

При наличии датчика Холла (Hall sensor) в конструкции смартфонов и планшетов, особенно дорогостоящих, он выполняет функцию реагирования на усиление поля. Производители не указывают присутствие этого элемента в устройстве. Но «умный чехол», имеющийся в числе аксессуаров для планшета, смартфона, обязательно связан с ним. С помощью этого дополнения планшет разблокируется или блокируется при открытии и закрытии соответственно.

В чехол встроен магнит, реагирующий на датчик Холла в планшете. Когда оболочка закрыта, магнит находится рядом с сенсором Холла, что блокирует экран. При открытии «книжки» — чехла магнит отдаляется, экран включается. Такое дополнение к планшету не вредит самому устройству, как некоторые могут подумать.

Ранее сенсором Холла были снабжены только самые выдающиеся устройства от ведущих фирм. Сейчас магнитометр встречается во многих телефонах. Он управляет многими возможностями, например, листает фотографии посредством жестов.

Датчик Холла в телефоне реализует не все функции из-за недостатка места, экономии потребления энергии и финансовой нецелесообразности. Однако, он ускоряет поиск GSM в устройствах, взаимодействует с дополнениями типа чехла, с помощью которого сенсор принимает решения по активизации экрана.

Как пример, вот вам несколько смартфонов, в которых установлен датчик Холла. К ним относятся:

• Meizu M2 Note (узнать стоимость на Aliexpress)
• Meizu M3 Mini (узнать стоимость на Aliexpress)
• Lenovo Vibe Z2 (узнать стоимость на Aliexpress)
• Lenovo K3 Note (узнать стоимость на Aliexpress)

А в твоем смартфоне установлен датчик Холла? Используешь ли ты его возможности на полную катушку? Напиши об этом в комментариях!

Что такое датчик Холла в смартфоне и зачем он нужен

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).

Что такое датчик Холла в мобильном телефоне? Каковы цели?

Центр поддержки

Узнайте больше о своем устройстве с помощью руководств, поддержки при покупке и т. д.

• Устройство
• Звук
• Зарядка
• Кнопки неисправны
• Проблемы со звонками и сетью
• Системная проблема
• Сенсорное решение
• Дисплей и экранное решение
• Возврат и замена
• Платежный счет
• Аккаунт магазина ZTE
• Заказ и доставка
• После продажи

• Устройство
• Звук
• Зарядка
• Кнопки неисправны
• Проблемы со звонками и сетью
• Системная проблема
• Сенсорное решение
• Дисплей и экранное решение
• Возврат и замена
• Платежный счет
• Аккаунт магазина ZTE
• Заказ и доставка
• После продажи

Что такое датчик Холла в мобильном телефоне? Каковы цели?

Это специальный датчик, используемый для реализации функции кожаного чехла мобильного телефона. Датчик Холла представляет собой датчик магнитного поля, выполненный на основе эффекта Холла. В настоящее время многие мобильные телефоны оснащены кожаными чехлами, и экран может автоматически отключаться, когда кожаные чехлы закрываются. Это функция датчика Холла. Если трубка оснащена датчиком Холла и имеет встроенный магнит внутри кожаных чехлов, экран можно отключить, когда кожаные чехлы закрыты. Когда откидная крышка или чехол телефона закрыты, магнитный компонент находится рядом с датчиком Холла. Датчик Холла улавливает сигнал и выключает экран или переключается в особое положение окна. В противном случае экран включается.

---

Статьи по теме

Фотографии размыты после увеличения

Это нормально. Вы можете установить максимальное разрешение камеры, чтобы уменьшить неоднозначность изображения.

Подробнее

Как увеличить фото?

Вы можете увеличивать или уменьшать масштаб двумя пальцами.

Подробнее

Каков путь по умолчанию для сохранения фото/видеофайлов? Как это изменить?

Откройте камеру и коснитесь значка настроек над экраном. Отображается настройка. С…

Подробнее

Как получить SIM-карту с поддержкой NFC

Чтобы испытать аналоговую функцию с поддержкой NFC, вам необходимо заменить карту NFC-SIM в …

Подробнее

Микромощный датчик положения в приложениях для сотовых телефонов

Микромощное определение положения в приложениях для сотовых телефонов

Скачать PDF-версию

Шон Милано, Allegro MicroSystems, LLC

По мере того, как производители сотовых телефонов начинают интегрировать в свои модели все больше функций, потребность в различных механических конфигурациях продолжает расти. Микросхемы датчиков Холла с микромощностью хорошо подходят для определения положения затвора при любой конфигурации телефона и являются наиболее популярным решением, используемым сегодня на рынке. Многоцелевые телефоны часто требуют обнаружения не только открытия-закрытия, но и третьего положения, например поворота или переворота в другом направлении. В этой заметке показано, как использовать Allegro™ 9.0111 A1171 в стандартном телефоне-раскладушке или телефоне-слайдере, а также методы определения трех положений с использованием только одного магнита и одного устройства Холла в многоцелевом приложении.

Стандартная конфигурация с выдвижным или раскладным телефоном

В стандартной конфигурации для определения открытого и закрытого положения можно использовать одну микросхему на эффекте Холла и магнит кнопки.

В закрытом положении интегральная схема Холла, например H, как показано на рис. 2A, совмещена с простым магнитом-кнопкой, отмеченным северным (N) и южным (S) полюсами. В этом положении выход микросхемы датчика Холла фиксируется во включенном состоянии, потому что плотность магнитного потока больше, чем магнитная рабочая точка устройства. Однако в открытом положении (рис. 2В) магнитное поле достаточно слабое, поэтому выход микросхемы датчика Холла отключен. Этот простой метод широко используется как в телефонах-слайдерах, так и в телефонах-раскладушках.

Использование омниполярного IC-переключателя упрощает изготовление, поскольку магнит можно вставлять, не заботясь о том, какой полюс обращен к IC датчика Холла — для активации IC-переключателя можно использовать либо северный, либо южный полюс. В примере на рисунке 2 южный полюс является активирующим полюсом, так как он расположен ближе всего к ИС датчика Холла, но с омниполярной ИС датчика размещение северного полюса на этой стороне будет работать одинаково хорошо.

 

Рис. 2. ИС датчика Холла и положение магнита на стандартном слайд-телефоне.

На рисунках 3 и 4 передаточная функция омниполярного переключателя (рисунок 3) сравнивается с хорошо известным однополярным переключателем (рисунок 4). На обоих рисунках вертикальные оси представляют собой реакцию выходного напряжения ИС на падающее магнитное поле. Вдоль горизонтальных осей показаны увеличивающийся магнитный поток северной полярности (увеличение B–), возрастающий магнитный поток южной полярности (увеличение B+) и нейтральная полярность (B = 0).

переключатель, активируемый высоким потоком.

Рис. 4. Передаточные функции для униполярных ИС-переключателей на эффекте Холла: (A) влияние магнитного потока на переключатель, активируемый северной полярностью, и (B) на переключатель, активируемый южной полярностью.

Двухрежимные коммутаторы на ИС

На рис. 5 показана простая блок-схема двухрежимного коммутатора A1171. Термин «двухрежимный» относится к способности A1171 работать либо как омниполярный коммутатор, либо как пара униполярных коммутаторов. A1171 работает при напряжении батареи всего 1,65 В, что позволяет использовать его в телефонах и КПК с новейшими одноэлементными литиевыми батареями. Он также имеет двухтактные выходы, чтобы исключить необходимость во внешних подтягивающих резисторах.

Рис. 5. Функциональная блок-схема многополюсного IC-переключателя Allegro A1171.

Состояние контакта SELECT определяет режим работы A1171. Когда штырек изолирован или подключен к VCC, компонент работает в омниполярном режиме, как на рис. 3. Когда штырек заземлен, A1171 работает в униполярном режиме, как на рис. 4. Обратите внимание, что в омниполярном режиме (рис. 3) отдельные выходы дополняют друг друга, в то время как в однополярном режиме (рис. 4) отдельные выходы являются переключателями, активируемыми южным или северным полюсом.

Используя оба выхода в униполярном режиме и ориентируя воспринимаемый магнит, A1171 можно использовать для определения трех положений, поддерживая более широкий диапазон артикуляционных положений, необходимых в многоцелевых телефонных приложениях. В однополярном режиме контакт VOUTPS является выходом переключателя, активируемого южной полярностью, а контакт VOUTPN — выходом переключателя, активируемого северной полярностью.

Многоцелевые многопозиционные приложения

Многоцелевое приложение показано на рис. 6. Когда телефон полностью закрыт (рис. 6А), например, в приложениях MP3, южный полюс магнита находится напротив ИС датчика Холла. Выходной сигнал A1171 имеет низкий уровень VOUTPS и высокий уровень VOUTPN, что соответствует стороне B+ на рисунках 4A и 4B.

В открытом положении, используемом для приложения телефона (рис. 6B), в микросхеме датчика Холла преобладает поле северной полярности, а VOUTPN имеет низкий уровень, а VOUTPS высокий, что соответствует стороне B– рис. 4A. и 4Б. Наконец, в положении поворота-открытия для ввода текстовых сообщений или использования КПК на полной клавиатуре (рис. 6C) ни один из переключателей не подвергается воздействию значительного магнитного поля, и оба выхода имеют высокий уровень (B = 0 на рисунках 4A и 4B).

Рисунок 6. Многофункциональное приложение для выдвижных и вращающихся телефонов.

Выходная таблица истинности суммирует все три позиции телефона и результирующие выходные состояния. Этот метод можно применять к вращающимся или скользящим телефонам, если механическое размещение и чувствительный магнит оптимизированы.

Выходная таблица истинности
Применение	MP3	Телефон	КПК/текстовые сообщения
Позиция	Полностью закрыт	Открыть слайд	Повернуть Открыть
ВЫХОДЫ	л	Х	Х
ВЫХОДПН	Х	л	Х

005

 

Резюме

В этой заметке описано, как использовать усовершенствованную микросхему датчика Холла Allegro A1171 для обнаружения двух отдельных положений в омниполярном режиме работы и определения трех положений при включении униполярного режима работы. Эти ИС позволяют снизить себестоимость производства и уменьшить занимаемую площадь, поскольку можно определить три положения, используя только один магнит и одно устройство Холла. Также было предоставлено руководство по использованию одного из омниполярных выходов или обоих униполярных выходов ИС: VOUTPS и VOUTPN, а также по выбору режима работы с помощью входа SELECT. A1171 идеально подходит для определения положения в простых слайд-телефонах или телефонах-раскладушках, а также для определения трех положений в многоцелевых слайдах или вращающихся приложениях.

Allegro MicroSystems, LLC оставляет за собой право время от времени делать такие отклонения от подробных спецификаций, которые могут потребоваться для улучшения производительности, надежности или технологичности своей продукции. Перед размещением заказа пользователю предлагается убедиться, что информация, на которую он полагается, актуальна.

Продукция Allegro не должна использоваться в устройствах или системах жизнеобеспечения, если можно обоснованно ожидать, что отказ продукта Allegro вызовет отказ этого устройства или системы жизнеобеспечения или повлияет на безопасность или эффективность этого устройства или система.