Датчик холла в телефоне что: Что такое датчик Холла в телефоне, для чего нужен и как работает

Содержание

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.

Что такое датчик Холла в смартфоне и зачем он нужен?

Для осуществления правильной работы современных мобильных телефонов применяют различные функциональные блоки и датчики информирования. На их основе системы, высшие по иерархии, принимают решения о тех или иных действиях. Сегодня речь пойдёт об измерительном элементе, определяющем наличие магнитного поля, его интенсивность и изменение.

Выдающийся физик Эдвин Холл в США в конце XIX века открыл явление искривления пути носителей заряда в полупроводниках, пребывающих в магнитном поле. «Эффект» Холла обладает большими возможностями. С его помощью отслеживается ориентация экрана в пространстве, измеряется магнитная полярность в ракетных двигателях. Датчики отлично работают в бесконтактных выключателях и определителях уровня жидкости.

Для измерения напряжения магнитного поля используют 2 типа устройств: аналоговые и цифровые датчики. У первого вида индукция поля преобразуется в напряжение, где величина зависит от силы и полярности. У второго – при смене полярности и снижении индукции датчик отключает сенсорный экран.

Своё главное применение миниатюрный датчик нашёл в цифровых гаджетах для улучшения их позиционирования, в обеспечении быстрого старта GPS-навигатора. Отличительной особенностью данного устройства является разносторонняя направленность действия:

  • С его помощью изменяется величина магнитного потока;
  • Реализовывается бесконтактное управление при помощи жестов;
  • Автоматически корректируется яркость экрана на изменение освещенности;
  • Сменяется ориентация изображения на дисплее при соответственном повороте гаджета, манипуляции в играх и других приложениях;
  • Определяется точное направление.

Конечно, это далеко не весь перечень положительных характеристик, присущих этому датчику.

Зачем датчик Холла нужен в смартфоне?

Сенсор, как высокочувствительная часть вещателя, располагается непосредственно под крышкой смартфона или планшета, что позволяет быстро реагировать на любые изменения в пространстве. За счёт работы датчика экономится заряд аккумулятора, улучшается взаимодействие телефона с магнитным чехлом и различными аксессуарами.

В телефонах типа «раскладушки» также используют датчики Холла. С их наличием упрощается работа по включению/выключению экрана во время открывания или закрывания защитной крышки. Аналогичное действие происходит у смартфона с магнитным чехлом, где сенсор молниеносно реагирует на изменения (приближения/удаления) магнитного поля на флипе и регистрирует его. Во время интенсивного излучения дисплей блокируется, при снижении – происходит его активация. При этом сам магнит, вмонтированный в флип чехла, нисколько не вредит смартфону.

Особенно эффект Холла характерен в чехлах с окошком в верхней части, где часть экрана остаётся открытой. В этом случае имеется возможность использовать отдельные функции (звонок, пропущенные вызовы, часы, проигрыватель), не открывая флипа. Магнитоэлектрическое устройство самостоятельно определит, оставить активным весь дисплей или частично. Аналогичным образом работает гаджет при использовании чехлов без «окошек».

При приобретении нового смартфона определить наличие или отсутствие датчика Холла можно самостоятельно. Стоит отметить, что не все производители указывают его присутствие, поэтому нужно внимательно изучить краткий перечень характеристик. Устройство находят и другим методом, проанализировав чехлы к своему мобильному устройству. Например, на обложке Smart Case к смартфону или планшету на 100% имеется установленный датчик Холла. По аналогии проводится анализ других чехлов.

Читайте также

Поделитесь в соцсетях:

  • 2

    0

    А как при покупке нового смартфона (планшета) самому определить имеет ли он датчик Холла или не имеет? И еще вопрос а в старых раскладушках 2006-2010 годов также использовался датчик Холла?

  • 1

    0

    Цифровые датчики Холла определяют есть ли магнитное поле или нет. То бишь, если индукция достигает определенного порога, то датчик сообщает о наличии магнитного поля в виде логической единицы (истина). При относительно слабой индукции датчик не определит наличие магнитного поля. Это логический ноль (ложь). Такие датчики бывают «Униполярными» и «Биполярными». Первые срабатывают только при наличии поля определённой полярности и отключаются при снижении индукции поля, а вторые срабатывают только на смену полярности поля. То бишь одна полярность включает датчик, а другая отключает. Вот так примерно это происходит на простом языке. P.S. На изображении показан принцип эффекта Холла.

  • 1

    0

    Спасибо, хорошая статья! Теперь немного лучше стал понимать принцип работы сенсорного экрана. Я-то думал, что весь контроль происходит за счет изменения общей емкости конденсаторов монитора. Только вот все же непонятно, как за счет датчика Холла контролируется управление смартфоном? Ведь из-за простого перемещения в пространстве на небольшие расстояния магнитное поле не может меняться сильно?

Зачем нужен датчик Холла в смартфоне

В 2021 году даже самые простые кнопочные телефоны оборудованы множеством умных датчиков и даже процессорами, что делает их на порядок «умнее» своих далеких родственников. Что уж говорить о смартфонах: датчик приближения, освещения, гироскоп и акселерометр — лишь малая часть умной начинки вашего телефона. Из всех этих умных сенсоров особенно выделяется датчик Холла, про который известно не так уж много. Что это за датчик? Как он работает?

Зачем нужен датчик Холла в смартфоне?

Что такое датчик Холла

Датчик Холла — это умный сенсор, фиксирующий магнитное поле и его напряженность. В быту он достаточно громоздкий, поэтому в смартфоне используется более упрощенный аналог этого устройства, который реагирует только на наличие магнитного поля. Прибор основан на принципе эффекта Холла, который был открыт в 1879 году. Суть заключается в том, что, если проводник, по которому течет электрический ток, находится в постоянном магнитном поле, под этим действием электроны отклоняются к одной из граней пластины. На этой части накапливается отрицательный заряд, а на противоположной — положительный. В итоге, образованная разность потенциалов на краях пластины фиксируется датчиком. В смартфоне этот датчик является микросхемой, которая представляет собой бинарный код.

Датчик Холла в разборе выглядит именно так

Производители смартфонов не используют потенциал этого датчика целиком. На это есть несколько причин: например, этому мешает нехватка свободного места в корпусе смартфона, слабые аккумуляторные батареи, которые не смогут совладать с прожорливым датчиком. Кроме того, датчик используется исключительно для трех функций и у производителей нет какого-либо интереса реализовывать новые функции с его помощью.

Зачем нужен датчик Холла в смартфоне

Датчик применяется для трех важных функций. Во-первых, для устойчивой работы GPS и позиционирования. С его помощью в картах навигации ускоряется определение вашего местоположения, что позволяет системе работать с высокой точностью и без долгих задержек при включении карт навигации. Какие карты лучше всего использовать? Читайте в нашем Яндекс.Дзен!

Датчик Холла помогает в работе GPS

Самый яркий пример повседневного использования датчика Холла — это смартфоны или планшеты с магнитными чехлами, стилусами и клавиатурами. Пожалуй, это самый важный плюс, о котором мы расскажем ниже. Работа того же Smart Cover для iPad основана как раз на этом принципе, благодаря которому чехол и считается умным (и стоит дороже).

Умные датчики: Как работает гироскоп в телефоне

Важна и третья функция: датчик Холла позволяет работать складным смартфонам и ноутбукам, у которых при закрытии гаснет экран. Раньше это активно применялось в телефонах-раскладушках и слайдерах, теперь же нашло применение в новых складных смартфонах Samsung. Умный датчик располагается на одной из частей телефона, а на другой установлен небольшой магнит, который оказывается прямо над датчиком. При закрытии телефона датчик срабатывает, позволяя выполнить какое-нибудь действие, например, закончить вызов или закрыть приложение. В ноутбуках датчик Холла полезен похожим образом — при закрытии крышки операционная система оставляет компьютер в режиме сна или в режиме ожидания.

Как работает магнитный чехол

Рынок изобилует самыми разными чехлами для смартфонов, но особым спросом всегда пользовались магнитные чехлы-книжки, которые автоматически отключают или активизируют экран смартфона, на примере Smart Case для iPad. Как это работает? Блокировка или активация дисплея происходит благодаря реакции датчика Холла в смартфоне на приближающийся магнит, запрятанный в крышке чехла. Когда вы открываете крышку чехла, то происходит снижение интенсивности излучения, поэтому экран включается.

Привычные чехлы для Samsung Galaxy работают именно с датчиком Холла

Датчик Холла очень удобно работает с флип-чехлами, у которых есть небольшой вырез для управления плеером или для ответа на звонки. Благодаря такой фиче можно пользоваться отдельными функциями, не открывая чехол, например, просматривать уведомления из нашего Telegram-чата или смотреть время. Как это работает? Возможность наличия или отсутствия высокого магнитного поля позволяет смартфону оставлять экран активным или же подсвечивать только необходимую область дисплея. Кстати, сам магнит, установленный в чехле, не вредит смартфону.

Читайте также: Зачем нужна автояркость на смартфоне и нужно ли ее включать

Как проверить датчик Холла в смартфоне

Современные смартфоны почти все комплектуются этим датчиком. Если вам интересно, поддерживает ли ваш телефон эту функцию, можно зайти на сайт производителя для поиска документации по модели или проверить в разделе «Датчики» через утилиту AIDA64.

Smart Case для iPad — отличное применение датчика Холла

При покупке смартфона поинтересуйтесь, есть ли для него в продаже умные магнитные чехлы. Если они существуют, то в вашем телефоне точно есть датчик Холла. Проверить вручную наличие датчиком можно еще одним способом: возьмите небольшой магнитик и поднесите его к экрану смартфона. Экран должен потухнуть при приближении и начать светиться, когда вы отдаляете магнит.

Оказалось, что датчик Холла — это один из вполне привычных сенсоров смартфона, который мы используем повсеместно. Иногда мы даже не задумываемся, что за такими простейшими вещами стоят огромные научные открытия.

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).

Датчик Холла в телефоне — что это? Как проверить датчик Холла?

Современные устройства содержат множество контроллеров и датчиков, в том числе Датчик Холла. Все сенсоры выполняют определенную практичную функцию, которая выглядит наглядно в виде определенной возможности, например, датчик освещения, позволяет определять уровень света и автоматически подстраивать яркость экрана. Благодаря встроенным датчикам гаджет становится более функциональным и легким в обращении. Рассмотрим особенности применения датчика Холла.

Датчик Холла в телефоне: что это

Многих любопытных пользователей интересует Датчик Холла в смартфоне что это? – Датчиком Холла называется устройство для обнаружения магнитного поля и определения дополнительных параметров. Получил своё название благодаря работе Эдвина Холла в сфере магнитных полей. Закон был обнаружен ещё в 1879 году, когда в ходе эксперимента для изучения поведения электрического тока была обнаружена зависимость магнитного поля и электричества. Магнитное поле влияет на напряжение в цепи, чем интенсивнее излучение, тем большее влияние на напряжение.

По факту датчик позволяет обнаружить магнитное поле, но само напряжение им не может быть замерено. Благодаря действию устройства смартфон может взаимодействовать с окружающей средой. Самым ярким примером работы датчика Холла является работа электронного компаса. GPS-навигатор также использует данную функцию, преимущественно в момент запуска для более быстрого определения геолокации.

Устройство позволяет считывать все изменения в магнитном поле по области, это может использовать для обнаружения определенных объектов в зоне действия, что косвенно используется в беспроводных сетях. В целом сфер применения у датчика много, но из-за небольшого объёма устройства потенциал используется частично.

Зачем используется датчик Холла в смартфоне

В умной технике, где датчик Холла используется для работы небольшого количества инструментов, он встроен в дисплейный модуль. Благодаря такому подходу возможно бесконтактное управление смартфоном. Данная функция встроена практически во все флагманы, но есть и в более дешевых устройствах, правда урезанная версия.

Читайте также: Как подключить смартфон к телевизору?

Возможности использования датчика в смартфоне не смогут быть в полной мере задействованы, а количество доступных функций во многом зависит от стоимости гаджета, а также целевой направленности. Для нормальной реализации датчика Холла требуется много места, которым производитель сильно дорожит.

Применение датчика Холла в смартфоне:

  • Цифровой компас. Помимо стандартного приложения компас, может применяться в других программах, связанных с навигацией. Благодаря датчику удается достичь более точного позиционирования устройства в пространстве. Известная многим функция в GPS-навигации – направление движения пользователя, также реализуется при помощи датчика. Подобная функция важна в играх (например, известная Pokemon GO) или при составлении маршрута;

  • Связь с аксессуарами. Благодаря магнитному чехлу можно несколько расширить возможность устройства и получить доступ к базовым функциям смартфона даже не открывая чехол;

  • Отключение/включение экрана в раскладных смартфонах. При изменении положения крышки по отношению к основной части датчик реагирует и производит действие;
  • Функционирование возможности «Автоповорот». Позиция смартфона по отношению к земле определяется также микроконтроллером;

  • Самостоятельная подстройка изображения при изменении параметров экрана из-за времени суток.

Как проверить датчик Холла

Проверка датчика Холла возможна при помощи стандартных функций смартфона, которые используют сенсор. Данный оператор выходит из строя крайне редко, поэтому проверка сводится к обнаружению, встроен ли он в смартфон или нет.

Если телефон уже у вас на руках, то достаточно поднести магнит к экрану, при наличии контроллера, он должен погаснуть. Причем достаточно даже небольшого кусочка магнита. Если убрать его, экран снова должен заработать. В период прикасания магнитом устройство можно стандартно разблокировать через кнопку.

Самый простой способ достичь цели, если доступа к устройству нет – это посмотреть описание смартфона, в параметрах «Датчики» или «Другое» должна быть соответствующая строка. Информация доступна на бесплатных интернет ресурсах или на официальном сайте. Также можно изучить бумажную документацию. К сожалению, не всегда указываются полные характеристики смартфона и записи о датчике может просто не быть, так как устройство является второстепенным. Наиболее полная информация доступна в электронной документации от производителя, её можно загрузить на официальном сайте.

Читайте также: На смартфоне или планшете Thumbnails — что это за папка и можно ли её удалять

Дополнительно удостовериться в наличии или отсутствии датчика можно при помощи следующих методов:

  • Прочитать отзывы пользователей, но придется изучить немало отзывов и гарантии найти ожидаемую информацию нет;
  • Напрямую спросить в технической поддержке интернет-магазина, где планируется приобрести товар;
  • Тематические форумы. Практически для всех моделей смартфонов можно найти соответствующие страницы на форумах, если информации здесь нет, можно задать вопрос;
  • Изучить видео-обзор смартфона. В рамках обзора часто упоминаются все ключевые функции устройства, а также программные особенности системы. В комментариях также может быть ответ.

На практике использование сенсора может быть удобным благодаря магнитным-чехлам. По внешнему виду чехол не имеет значительных отличий, но в нём встроен магнит. При открытии верхней крышки экран активируется, при закрытии блокируется. Если на смартфоне нужно выполнить пару простых действий, можно даже не открывать чехол, при наличии нём окошка, а достаточно просто нажать на кнопку блокировки и 2 раза тапнуть по дисплею.

Стоит учесть, что частое использование датчика Холла приводит к быстрой потере заряда, поэтому предпочтительно ограничить работу и лишний раз предотвратить его активацию.


Если у Вас остались вопросы по теме «Что такое датчик Холла в телефоне и как его проверить», то можете задать их в комментариях

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.

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.

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:

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

Датчик Холла в телефоне — что это, для чего нужен

Вы наверняка видели Датчик Холла в телефоне и интересовались что это такое. В этой статье мы подробнее расскажем об этом элементе Вашего смартфона, его истории и использовании.

Датчик Холла — это преобразователь, который способен определять наличие магнитного поля и измерять его напряжённость. Его назвали в честь Эдвина Холла, который открыл его эффект ещё в 19 веке. Суть такова, что если взять магнитное поле и поместить в его среду какой-либо проводник, по которому будет протекать постоянный ток, то в данном поле должна возникнуть разность потенциалов, её ещё называют холловским напряжением.

Изначально датчики Холла использовали в старых автомобилях. Они измеряли угол положения распредвала или коленвала. Вдобавок могли определять момент возникновения искры.

Позже их начали использовать в более сложных системах. Ракетостроение, микроэлектроника, магнитное чтение и множестве других сфер. В нынешних гаджетах используются более простые версии. Они могут только определять наличие магнитного поля. Измерять напряжённость в их функционал не входит.

Датчик Холла в смартфоне что же это такое? Это небольшая микросхема размером с горошину, которая представляет собой плату с проводником. В большинстве телефонов используются упрощённые версии, которые обладают малыми габаритами. Современные смартфоны не могут в полную меру использовать крупные микросхемы, так как очень дорожат компактностью своих гаджетов.

Зачем датчик в телефоне

Ответим на один из главных вопросов — зачем в телефоне нужен датчик Холла:

  • Он необходим для множества функций, которые отвечают за работоспособность вашего экрана и опций, связанных с геолокацией;
  • Он может определять то, открыт ваш чехол или нет. В некоторых чехлах находится магнит, который при открывании удаляется, тем самым заставляя датчик сработать. Он же заставляет включиться ваш дисплей. Или же при закрывании чехла, ваш экран автоматически выключается;
  • С его помощью работает электронный компас в вашем телефоне;
  • Функция автоповорота так же задействует его в работе. При повороте смартфона автоматически поворачивается и измеритель, который тем самым изменяет положение вещей в магнитном поле.

Датчик холла и его принцип работы в телефоне такой, что он активируется при изменении в магнитном поле. Работает подобно тумблеру, который проводит ток при воздействии на себя.

Что делать если не работает датчик Холла в телефоне

  • Возможно, может помочь сброс настроек смартфона к заводскому состоянию. Вероятно, что в системе Вашего устройства есть ошибки, которые приводят к этой ситуации;
  • Устройство сброшено, но ничего не изменилось, то скорее всего он сломан. В таком случае у вас будет отсутствует возможность использовать функции автоблокировки, компаса и автоповорота дисплея.

Как включить датчик Холла в смартфоне? Нет необходимости в дополнительной активации. Он работает постоянно. Конечно, если отсутствуют какие-либо повреждения в вашем телефоне.

Тогда возникает вопрос — Как проверить датчик Холла в смартфоне?

  • Внимательно изучите список характеристик вашего гаджета. Производитель обязательно укажет его наличие в перечне составляющих деталей телефона.
  • Если в комплекте со смартфоном идёт магнитный чехол, то измеритель точно присутствует.
  • Используя приложения для полного отображения «начинки» смартфона – AIDA64, Sensor Box и другие.

В данной статье мы рассказали для чего нужен датчик Холла в смартфоне и его применение. Надеемся, что это информация была Вам полезна и решила Ваш вопрос.

Какая польза от датчиков Холла в смартфонах?

Смартфон с датчиком Холла

Если пользователь мобильной техники до сих пор не знает, чем известен знаменитый ученый Эдвин Холл, то пора восполнить этот пробел. Датчики, работа которых основана на открытии зала, теперь стоят в каждом третьем смартфоне — хотя раньше такие датчики устанавливались только на элитных гаджетах.

В списке датчиков, оснащенных смартфоном, иногда можно встретить датчик Холла — пожалуй, самый загадочный из всех известных датчиков.Если функции, скажем, пульсометра и шагомера ясны и очевидны, то назначение датчика Холла известно не каждому пользователю. В этой статье мы узнаем, кто такой Холл и почему датчик, названный в его честь, становится все более популярным.

Немного физики

Эдвин Холл — американский физик. Свое знаменитое открытие он сделал в девятнадцатом веке. Холл обнаружил, что если проводник (например, металлическая пластина), подключенный к источнику постоянного тока, поместить в магнитное поле, сила Лоренца будет действовать на движущиеся электроны.В результате электроны движутся по дуге и вызывают одну из поверхностей пластины. На этой грани электроны будут накапливать отрицательный заряд, а на противоположной — положительный. Разность потенциалов на 2 краях платы называется , напряжение Холла .

Практическое применение эффекта Холла было найдено всего через 15 лет после смерти ученого. Теперь этот эффект основан на работе дисководов ПК, компьютерных кулеров, систем зажигания автомобилей и даже реактивных двигателей.Разработчики относительно недавно догадались, как применить проем Холла на своем смартфоне.

Зачем мне нужен датчик Холла на смартфоне?

Датчик Холла (также называемый магнитным датчиком ) комплектуется многими моделями популярных производителей и некоторыми смартфонами малоизвестных китайских брендов. Этот датчик предназначен для измерения напряжения Холла.

Датчик не измеряет напряжение, а только определяет его наличие или отсутствие, а затем отправляет сигнал на смартфон.При получении сигнала гаджет выполняет запрограммированное действие.

Как правило, использование датчика Холла в телефоне сводится к решению всего двух задач, поэтому для гаджета этот датчик необходим:

  • Датчик ускоряет запуск GPS-навигатора и улучшает географическое положение.
  • Датчик Холла дает смартфону возможность взаимодействовать с магнитными экранами.

Кроме того, благодаря открытию американского ученого стало возможным управлять жестами — «трюк », который пользователи впервые встретили на Samsung Galaxy S3.

Конечно, возможности эффекта Холла в дизайне смартфонов раскрыты не полностью. Причина тому — ряд технических ограничений. Использование отверстия « полностью » не позволяет использовать современные мобильные устройства и аккумуляторы компактных размеров с недостаточной мощностью.

Принцип взаимодействия датчика Холла с мобильными аксессуарами

Благодаря датчику Холла мобильные устройства могут взаимодействовать с так называемыми «умными» чехлами ( Smart Case ).Магнит установлен в крышке такой заслонки. Как только пользователь закрывает крышку корпуса, появляется эффект Холла, датчик посылает сигнал в систему смартфона — и экран гаджета автоматически блокируется. Конечно, все это происходит за несколько секунд. Когда владелец смартфона открывает крышку крышки, напряжение Холла «ничего не гаснет». Датчик дает команду на разблокировку дисплея.

Smart Case

Если владелец гаджета использует оконный бокс (как на рисунке выше), то датчик Холла дает команду не выключать полностью дисплей, а переключать его из одного режима в другой.Когда крышка закрыта, в доступной области экрана могут отображаться часы, календарь, музыкальный проигрыватель или список уведомлений.

Беспокоиться о том, что магнит «умного» корпуса повредит начинку смартфона, точно ни за что. Магнитное поле не портит гаджет — это подтверждено многочисленными профессиональными и любительскими тестами.

Датчик Холла экономит аккумулятор гаджета — это главное достоинство этого датчика. Активированный экран с высокой яркостью потребляет внушительное количество драгоценных миллиампер.

В каких смартфонах есть датчик Холла?

К сожалению, не все производители в списке возможностей своих гаджетов указывают, есть ли в устройстве датчик Холла. В кратком списке параметров такой информации точно не найти. Однако пользователь может быть уверен: если для смартфона производится оригинальный Smart Case, значит, это устройство как раз оснащено магнитным датчиком.

Последнее слово

К сожалению, «лучшие умы» индустрии мобильной электроники не смогли (пока?) Узнать, как использовать открытие зала, чтобы полностью раскрыть его потенциал.Автоматическое выключение / переключение дисплея — «разговор с ребенком» по сравнению с тем, что можно сделать, если можно преодолеть технические ограничения. Однако поиск путей реализации наблюдений Холла продолжается — и прогресс не стоит на месте. Об этом может свидетельствовать, например, появление очков виртуальной реальности Google Card Board , управление которыми основано на взаимодействии магнита и датчика Холла.

Микроэнергетическое определение положения в приложениях сотовых телефонов

Микроэнергетическое определение положения в приложениях для сотовых телефонов

Скачать PDF, версия

Автор: Шон Милано, Allegro MicroSystems, LLC

Рисунок 1.Общая высота корпуса A1171 составляет не более 0,4 мм, что идеально подходит для тонких телефонов.

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

Стандартная конфигурация слайд-телефона или телефона-раскладушки

В стандартной конфигурации одна ИС на эффекте Холла и кнопочный магнит могут использоваться для определения открытого и закрытого положений.

В закрытом положении ИС Холла, например H, как показано на рисунке 2A, выровнена с помощью простого кнопочного магнита, отмеченного его северным (N) и южным (S) полюсами.В этом положении выход ИС датчика Холла зафиксирован во включенном состоянии, поскольку плотность магнитного потока больше, чем точка срабатывания магнитного поля устройства. Однако в открытом положении (рис. 2В) магнитное поле достаточно слабое, поэтому выходной сигнал ИС датчика Холла отключен. Этот простой метод широко используется как в слайд-телефонах, так и в телефонах-раскладушках.

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

Рис. 2. Положение ИС и магнитов датчика Холла на стандартном слайд-телефоне.

На рисунках 3 и 4 сравниваются передаточные функции омниполярного переключателя (рисунок 3) и известного униполярного переключателя (рисунок 4). На обоих рисунках вертикальные оси представляют собой реакцию выходного напряжения ИС на падающее магнитное поле.Вдоль горизонтальных осей показаны увеличение магнитного потока северной полярности (увеличение B–), увеличение магнитного потока южной полярности (увеличение B +) и нейтральная полярность (B = 0).

Рис. 3. Передаточные функции, иллюстрирующие влияние изменений падающего магнитного поля на выходное напряжение для многополярных ИС-переключателей с эффектом Холла: (A) влияние на переключатель, активируемый с низким магнитным потоком, и (B) влияние на переключатель с высоким магнитным потоком. переключатель, активируемый потоком.

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

Двухрежимные IC-переключатели

На рис. 5 показана простая блок-схема двухрежимного коммутатора A1171. Термин «двухрежимный» относится к способности A1171 работать либо как многополярный 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, что устраняет необходимость во внешних подтягивающих резисторах.

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

Состояние вывода SELECT определяет режим работы A1171. Когда штифт плавающий или привязан к VCC, деталь работает в многополярном режиме, как на рисунке 3. Когда штырь заземлен, A1171 работает в униполярном режиме, как на рисунке 4. Обратите внимание, что в многополярном режиме (рисунок 3) отдельные выходы являются дополнительными, в то время как в униполярном режиме (рис. 4) отдельные выходы являются переключателями с южным или северным полюсом.

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

Многоцелевые многопозиционные приложения

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

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

Рисунок 6. Многоцелевое приложение для выдвижных и вращающихся телефонов.

Таблица истинности вывода суммирует все три положения телефона и итоговые состояния вывода. Этот метод может быть применен к вращающимся или выдвижным телефонам, если механическое размещение и чувствительный магнит оптимизированы.

Таблица истинности вывода
Приложение MP3 Телефон КПК / текстовые сообщения
Позиция Полностью закрыто Сдвижная открытая Повернуть Открыть
VOUTPS л H H
VOUTPN H л H

Сводка

В этой заметке описывается, как использовать усовершенствованную ИС датчика Холла, Allegro A1171, для определения двух отдельных положений в многополярном рабочем режиме и для определения трех положений путем включения униполярного режима.Эти ИС позволяют снизить стоимость производства и площадь применения, поскольку три положения могут быть обнаружены с использованием только одного магнита и одного устройства Холла. Также были предоставлены инструкции по использованию одного из многополярных выходов или обоих униполярных выходов IC: VOUTPS и VOUTPN, а также по выбору рабочего режима с помощью входа SELECT. A1171 идеально подходит для определения положения в простых выдвижных или откидных телефонах, а также для определения положения в трех положениях для многоцелевых приложений скольжения или вращения.

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

Продукты

Allegro не должны 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 системы. .

Информация, содержащаяся в данном документе, считается точной и надежной. Однако Allegro MicroSystems, LLC не несет ответственности за его использование; ни за какие-либо нарушения патентов или других прав третьих лиц, которые могут возникнуть в результате его использования.

Знаете ли вы о применении датчиков Холла на смартфонах?

Как завод датчиков Холла с защелкой , поделитесь с вами.

Эти датчики общего назначения имеют широкий спектр применения, в том числе: Датчики на эффекте Холла в мобильных телефонах и других мобильных устройствах могут использоваться для обнаруживать откидные крышки, которые обычно снабжены магнитами.

После закрывания крышки магнит будет подводиться к датчику Холла на смартфон или планшет. Откидная крышка создает магнитное поле для генерации Холла. Напряжение. Когда датчик Холла обнаруживает эту магнитную силу с помощью триггера Шмитта в цепи, мобильное устройство может выполнить определенную операцию.

Датчик Холла

Используя датчик Холла, экран можно отключить, когда экран покрыт крышкой, что продлевает срок службы батареи и делает ее непригодной для использования.

Датчики на эффекте Холла могут использоваться в других устройствах, поскольку они очень маленькие, проста в изготовлении и недорогая, не подвержена влиянию температуры изменения, что особенно полезно для мобильных телефонов.

Измерение датчика Холла

Хотя датчики Холла в основном используются для обнаружения объектов и пространств, их также можно использовать для измерения тока. Как упоминалось в начале В этом руководстве эффект Холла основан на связи между магнитными поле и ток, и вышеупомянутые устройства используют магнитное поле для генерации ток как выход.

Изменив этот принцип, вы также можете использовать датчик Холла для измерение тока путем пропускания тока для получения магнитного поля.

Датчик тока — важный инструмент для мониторинга состояния оборудование, обнаружение потенциальных изменений и обеспечение безопасного использования оборудование. Хотя реле давления, оптические датчики и реле нулевой скорости в прошлом часто использовались для мониторинга оборудования, измерение входящего тока может дать более точное представление о работе оборудования.

Использование цифровых или линейных датчиков Холла для измерения тока эффективный метод, потому что эти устройства основаны на принципе, что для при заданном токе создается пропорциональное магнитное поле.

Во-первых, цифровой датчик Холла состоит из трех основных компонентов: сердечник, устройство на эффекте Холла и схема преобразования сигнала. Когда датчик открывается и подвергается воздействию магнитного поля магнитопровода, он генерирует измеримую разность потенциалов (или напряжение), которая затем дополнительно усиливается в сигнал технологического уровня.

Одно из основных преимуществ использования датчиков Холла для измерения тока в том, что они полностью изолированы от контролируемого напряжения, что делает это безопасный способ тестирования оборудования, не подключая его к электросети. Измерение результаты для источников питания переменного и постоянного тока также являются точными и воспроизводимыми, что позволяет цифровые датчики на эффекте Холла идеально подходят для измерения силы тока.

Наша компания также имеет в продаже датчик Холла , обращайтесь к нам.

(PDF) Устройство на эффекте Холла с повышенной чувствительностью

544 Сия Лозанова и др./ Procedure Engineering 25 (2011) 543 — 546

с низким значением концентрации n (соответственно, с высокой подвижностью носителей) или 3. малой толщиной t

теперь доведено до сложного уровня современными технологиями, включая слой 2DEG в модуляционно-легированные

Микроустройства Холла [1-3]. Следовательно, серьезный прорыв для дополнительного повышения магниточувствительности

S за счет подходов, влияющих на геометрические и материальные характеристики элементов Холла, маловероятен.Однако существует альтернативный способ повышения эффективности преобразователя в результате

контроля поверхностной плотности носителей заряда на границах Холла. В этой статье описывается первая попытка протестировать

эту идею на кремниевых датчиках Холла с нестандартной геометрией.

2. Конструкции и принцип действия

На рисунке 1 представлен эскиз одного из новых элементов Холла необычной геометрии. Он состоит из тонкой полупроводниковой подложки

n-типа, часть которой содержит область прямоугольной формы, до коротких

концов которой два омических контакта источника питания C

1

и C

2

сформированы.Другая часть покрывает противоположные области

, в которых обычно располагаются холловские контакты; в нашем случае они имеют форму, близкую к

равнобедренных острых треугольника.

I

S

V

H

(B)

B

C

2

C

1

H

r

l

l

S

C

1

C

2

V

h2,2

(B)

l

C1,2

l

h2,2

H

2

Рис.1. Рис. 2.

Рис. 1. Эскиз датчика Холла n-типа, с выходом V

h2,2

(I

s

,%), его чувствительность повышается за счет топологии датчика Границы Холла

Рис. 2. Ортогональный датчик Холла n-типа с треугольной конструкцией, входные токовые контакты — C и C, выход — клемма H

12

Клеммы Холла ɇ

1

ɢ ɇ

2

расположены в зонах вершин этих треугольников.На два электрода C

1

и C

2

подается ток питания I

s

= const. Внешнее магнитное поле% ортогонально плоскости n-подложки

. Дифференциальный выход элемента — это напряжение

В

х2,2.

Срабатывание этого датчика

основано на эффекте Холла. Сила Лоренца) = qY

L dr

x% отклоняет электроны, движущиеся со скоростью дрейфа

Y

dr

, к одной из границ треугольника, где концентрация зарядов увеличивается.Одновременно противоположная сторона треугольника

заряжается положительно за счет поверхностных ионов донора легирующей примеси. Они не являются электрически нейтрализованными

, поскольку соответствующие электроны смещаются на противоположной границе под действием силы)

L

.

Таким образом, поле Холла ȿ и соответствующее напряжение V

ɇ h2,2

(%) генерируются концентрацией подвижных электронов

, увеличенной относительно равновесного значения n ǻn = n — n

0

на

0

, с одной стороны структуры, n> n

0

,

и неподвижными ионами ǻN

s

, с другой стороны структуры, тогда как ǻn = ǻN

с

.Эта топология устройства Hall

, рис. 1, направлена ​​на модуляцию (увеличение или уменьшение) плотности носителей заряда на холловских краях. Предлагаемая конструкция

увеличивает отношение дополнительных зарядов ǻQ, отклоняемых силой)

L

, ǻn (%) = ǻQ (%), до

поверхности треугольника A, т.е. ǻQ (%) / A, V

H

(%) ~ ǻQ (%) / A. Следовательно, при постоянном добавочном заряде ǻQ (%)

= const, генерируемом силой)

L

, чем меньше поверхность A, на которой он расположен, тем больше значение

потенциала Холла V (%).На противоположной стороне изменение плотности по форме площади аналогично, но для

H

Датчики | Бесплатный полнотекстовый | Новый дизайн одинарного трехмерного датчика Холла: крестообразный трехмерный датчик Холла

1. Введение

В последние годы в производстве широко используются датчики Холла, основанные на технологии CMOS (дополнительный металл-оксид-полупроводниковый транзистор). электроника, аэрокосмическая промышленность и другие области из-за их низкой стоимости, высокой степени интеграции и надежности. Между тем, в области научных исследований датчики Холла как эффективное средство преобразования магнитного поля в электрический сигнал также привлекают все больше внимания [1,2,3,4].Чтобы осуществить измерение магнитного поля в направлениях x, y и z, несколько горизонтальных устройств Холла размещаются в разных направлениях [5,6]. Однако недостатками этого метода является сложность упаковки и высокая стоимость. Для решения этих проблем горизонтальные и вертикальные устройства Холла были интегрированы в один и тот же чип [7,8,9,10,11,12]. Помимо этого, из-за различных смещений, одно устройство также может использоваться для измерения [13,14,15,16]. Связанная с током чувствительность (S I ), основной рабочий параметр датчиков Холла, связана с концентрацией легирования активной области и толщиной, параллельной магнитному полю.Между тем, добавление слоев P-типа позволит повысить чувствительность датчиков Холла [4]. Из-за наличия слоев P-типа между областями P-типа и N-типа образуются PN-переходы, так что ток около верхнего края вынужден течь вдоль PN-переходов. Это оказывает положительное влияние на чувствительность. Поскольку компоненты магнитного поля Bx, By и Bz перпендикулярны друг другу, требования к толщине активной области различны. Кроме того, производительность датчиков Холла 3D, устанавливаемых на одном устройстве, невозможно оптимизировать одновременно во всех трех направлениях.Поэтому важно выбрать подходящий технологический параметр, чтобы поддерживать баланс для всего устройства. Метод конечных элементов (МКЭ) разделяет проблему или структуру на более мелкие и простые части и упрощает решение проблемы. COMSOL — это программа моделирования методом конечных элементов, в которой геометрические и технологические параметры датчиков Холла можно легко изменять для дальнейшего анализа. 2D и 3D модели могут быть выбраны из различных модулей для проведения исследований, таких как модули переменного / постоянного тока и полупроводниковые модули [17,18,19].Кроме того, взаимосвязь между температурой и чувствительностью можно исследовать, рассматривая температурный коэффициент [17,20]. Результаты моделирования COMSOL также можно использовать для сравнения с моделью Verilog-A, реализованной в Cadence [21]. Разнообразие функций в COMSOL обеспечивает простой в использовании метод прогнозирования характеристик датчиков Холла. В этой работе разрабатывается новое трехконтактное вертикальное устройство Холла, созданное на основе пятиконтактного вертикального устройства Холла [22,23]. Трехконтактные вертикальные устройства Холла служили вертикальными магнитными датчиками Холла, например четырехконтактная трехконтактная структура.По сравнению с пятиконтактными, четырехконтактными и шестиконтактными вертикальными устройствами Холла четырехконтактные трехконтактные устройства могут быть совместимы с различными методами компенсации смещения для горизонтальных устройств Холла [24,25,26]. Здесь два ортогональных трехконтактных вертикальных устройства Холла объединены для создания крестообразного трехмерного датчика Холла, который можно использовать для измерения магнитного поля в трехмерном пространстве с помощью различных смещений. Целью данной работы является обсуждение поведения крестообразного трехмерного датчика Холла посредством анализа расчетов методом конечных элементов.Некоторые параметры устройства основаны на технологии 0,18 мкм BCDlite TM , предоставленной GLOBALFOUNDRIES. В разделе 2 представлен переход от пятиконтактного к трехконтактному вертикальному устройству Холла и основной принцип трехконтактного устройства для измерения магнитного поля, параллельного устройству. В разделе 3 исследуется крестообразное устройство Холла 3D, состоящее из двух крестообразных трехконтактных вертикальных устройств Холла. В разделе 4 исследуется соответствующее влияние активной области и слоев P-типа на чувствительность по току.Раздел 5 суммирует всю работу и представляет выводы.

2. Вертикальное устройство Холла с пятью контактами и тремя контактами

На рисунке 1 показан переход от пятиконтактного к трехконтактному вертикальному устройству Холла. Пятиконтактный вертикальный прибор Холла чувствителен к магнитному полю, параллельному плоскости прибора. C1, C3 и C5 — контакты смещения, а C2 и C4 — контакты датчика. Два ортогональных пятиконтактных вертикальных прибора Холла в форме креста можно использовать для измерения компонент x и y магнитного поля.Если игнорировать C2, C3 и C4, устройство может служить крестообразным горизонтальным устройством Холла. Однако метод измерения довольно сложен, и наличие контактов C2, C3 и C4 вызовет серьезный эффект короткого замыкания. Это связано с тем, что концентрация легирования на контактах выше, чем в активной области. Электропроводность изотропного и однородного проводника определяется выражением где σ представляет собой проводимость, n представляет собой плотность носителей, а μ представляет подвижность носителей.Легко обнаружить, что проводимость увеличивается с увеличением концентрации легирования, хотя подвижность носителей заряда уменьшается. В COMSOL материал контактов — медь. Из-за более высокой проводимости контактов ток смещения имеет тенденцию течь к этим областям, что может вызвать эффект короткого замыкания. Преобразование пятиконтактного вертикального устройства Холла в трехконтактное вертикальное устройство Холла может уменьшить эффект короткого замыкания, а также сложность за счет уменьшения количества контактов. Для создания трехконтактного вертикального устройства Холла пятиконтактное устройство Холла делится на два разделен на две половины, а C2 помещается в середину устройства.Затем новый контакт C3 помещается в положение, симметричное C1 относительно C2, для создания нового устройства. Новое устройство называется трехконтактным вертикальным устройством Холла. В таблице 1 приведены сравнения пятиконтактных и трехконтактных вертикальных устройств Холла, где характеристики представляют собой физические символы, а не подробную информацию. Поскольку трехконтактное вертикальное устройство Холла прямо вдвое уменьшает длину пятиконтактного вертикального устройства Холла, это вызовет двойное потребление энергии устройством при смещении одинаковыми токами.Чтобы обнаружить параллельное ему магнитное поле, необходимо применить трехконтактный вертикальный прибор Холла с противоположными смещениями. Таким образом, скорость распознавания ограничена по сравнению с пятиконтактным вертикальным устройством Холла. При смещении обратными токами отклонение движущихся носителей заряда из-за магнитного поля противоположно. Разность потенциалов на C2 — это напряжение Холла трехконтактного вертикального устройства Холла. В COMSOL магнитное поле установлено как постоянное, 1Тл. 2D-модель предпочтительнее 3D-модели из-за простоты построения трехконтактного вертикального устройства Холла.Между тем, C1, C2 и C3 установлены как клемма, плавающий потенциал и земля соответственно. Ток смещения подается к трехконтактному вертикальному устройству Холла через смещающие контакты C1 и C3. С целью исследования влияния сенсорного контакта на поведение трехконтактного вертикального устройства Холла в центре устройства помещается точечный сенсорный контакт (без C2), а затем 1 мкм × 3 мкм × Чувствительный контакт C2 0,133 мкм занимает это положение. Две разные структуры изображены на рис. 2а, б соответственно.Основные параметры моделирования приведены в таблице 2. На рис. 3а показано напряжение вдоль верхнего края устройства при различных смещениях, а на рис. 3б показано распределение напряжения вблизи C2. Если измерительный контакт точечный или пренебрежение, напряжение Холла устройства составляет 14,68 мВ. Когда присутствует чувствительный контакт, как показано на рисунке 4, напряжение Холла устройства падает с 14,68 мВ до 5,70 мВ. Эти потери демонстрируют прямую связь между сенсорным контактом и чувствительностью. Для дальнейшего улучшения чувствительности слои P-типа, показанные на рисунке 2c, помещаются между C1 (C3) и C2.В COMSOL слои P-типа могут быть просто настроены на материал с нулевой проводимостью, чтобы имитировать помехи PN-переходам для тока смещения. Судя по рисункам 4 и 5, напряжение Холла увеличивается с 5,70 мВ до 5,94 мВ со скоростью 4,2%. Это указывает на то, что дополнительный слой P-типа может защитить датчики от эффекта короткого замыкания. Чтобы получить полную картину трех различных структур, относящаяся к току чувствительность верхнего края, S top , определяется, как показано ниже:

Стоп = Vtop (B ≠ 0) −Vtop (B = 0) IB

(2)

где V top — напряжение вдоль верхнего края.S top можно использовать, чтобы отличить P-слой от активной области, чтобы увидеть, который играет доминирующую роль в подавлении и ослаблении эффекта короткого замыкания. Для S top чувствительность трехконтактного вертикального устройства Холла по току определяется выражением

SI = | Стоп (C1 → C3) — Стоп (C3 → C1) |

(3)

где C1 → C3 и C3 → C1 представляют собой обратные смещения. Изменяющиеся кривые S top показаны на рисунке 6. По сравнению с рисунками 3, 4 и 5, изменение чувствительности теперь может быть рассчитано немедленно на основе рисунка 6.Абсолютное значение S top быстро падает на C2, что соответствует большой потере в S I . Кроме того, S top немного увеличивается из-за наличия слоев P-типа. Влияние чувствительного контакта и слоев P-типа учитывается при проверке распределения плотности тока. На рисунке 7 показано влияние чувствительных контактов и слоев P-типа на распределение плотности тока, когда глубина устройства составляет 1,018 мкм, а слои P-типа равны 0.133 мкм глубиной. На рис. 7d выделены несколько линий плотности тока около верхнего края для более точного сравнения. Сравнивая рис. 7b, c с рис. 7a, мы можем обнаружить, что эффект короткого замыкания, вызванный чувствительным контактом, преобладает. Кроме того, ток вынужден течь по границам слоя P-типа, как показано на рисунке 7c, чтобы уменьшить эффект. Мы предполагаем, что если ток может течь в глубокую часть датчиков Холла, поведение тока смещения будет ограничено. Таким образом, ожидается, что устройство с промежуточной глубиной и регулируемыми слоями P-типа может способствовать снижению эффекта короткого замыкания.Чтобы дополнительно проверить эту гипотезу, мы изучаем сравнения в распределении плотности тока, когда устройство имеет глубину 3 мкм и слои P-типа имеют глубину 1 мкм, что показано на рисунке 8. Ток смещения остается в стороне от C2. контакт по сравнению с устройством с глубиной 1,018 мкм, хотя здесь нет слоев P-типа. Между тем, очевидно, что поведение будет лучше, когда будут существовать слои P-типа. При анализе расчетов методом конечных элементов в COMSOL выяснилось, что чувствительность по току возрастает на 18.8%, от 11,22 В / В до 13,33 В / В. На рисунке 9 показана относительная по току чувствительность верхнего края на разной глубине. Обосновано, что более глубокая активная область сама по себе может вызвать ухудшение эффекта короткого замыкания, не позволяя току смещения приближаться к чувствительному контакту и делая напряжение вдоль нижнего края постоянным, чтобы компенсировать потерянное напряжение Холла [27] . Мы даже можем полагать, что если бы не было сенсорного контакта, глубина активной области не повлияла бы на чувствительность.

3. Характеристики крестообразного 3D устройства Холла

Для измерения магнитного поля в трехмерном пространстве два трехконтактных вертикальных устройства Холла размещены перпендикулярно. Каждый из них может использоваться для обнаружения компонентов Bx и By. Если игнорировать чувствительный контакт, устройство можно рассматривать как горизонтальное устройство Холла для измерения Bz. Крестообразное устройство 3D Холла эквивалентно горизонтальному устройству Холла с дополнительным контактом C0, которое изображено на рисунке 10. В таблице 3 перечислены основные параметры моделирования крестообразного устройства Холла.Чтобы обсудить различия между горизонтальным устройством Холла и крестообразным устройством 3D Холла, Bx и By установлены на 0, а Bz установлены на 1T. На рисунке 11 показано распределение напряжения устройств Холла в трехмерном пространстве и в плоскости x, y для развития ощущения целостности. Горизонтальное устройство Холла находится вверху, а крестообразное устройство 3D-холла — внизу. Несмотря на введение чувствительного контакта C0, распределение напряжения устройства во всех направлениях почти не изменилось.Следовательно, крестообразные устройства 3D Холла можно использовать в качестве горизонтальных датчиков. Однако из-за эффекта короткого замыкания, вызванного C0, чувствительность, связанная с током в направлении z, изменяется с 44,23 В / АТ до 40,47 В / АТ, как показано на рисунке 12. Подробные сведения о крестообразном трехмерном устройстве Холла. , магнитное поле устанавливается равным 1Т во всех трех направлениях. На рисунке 13 показаны результаты моделирования крестообразного устройства 3D Холла при различных смещениях и направлениях. Можно рассчитать, что чувствительность по току в направлении x равна 5.91 В / В, а чувствительность по оси y составляет 6,32 В / В. Когда ток смещения применяется от C1 к C2 или C2 к C1, S I в направлении z составляет 40,81 В / AT. Чувствительность может достигать 40,75 В / В при смещении от C3 до C4 или от C4 до C3.

Есть некоторые различия между составляющими чувствительности в направлениях x и y. Когда крестообразное устройство 3D Холла используется в качестве горизонтального устройства, остаются некоторые различия в чувствительности по оси z при различных смещениях.Это связано с тем, что COMSOL решает сложную проблему, разделяя ее на более мелкие и простые части. Программа использует функцию «Сетка» для определения количества и размера домена и граничных элементов. Во время моделирования выбирается «Свободная треугольная сетка» (более простая часть). Этот метод приводит к тому, что компоненты крестообразного 3D устройства Холла в направлениях x и y не идентичны, а также к небольшим расхождениям в чувствительности.

Кроме того, чувствительность устройства в направлении z намного лучше, чем чувствительность в направлениях x и y, когда активная область равна 1.018 мкм. Это происходит из-за различных требований к глубине активной области в трех направлениях. Малая глубина ограничивает ток, но увеличивает напряжение Холла в направлении z. Чтобы преодолеть эту трудность, технология CMOS с дополнительной глубокой n-лункой совместима с требованиями к высокой чувствительности в направлениях x и y.

4. Улучшение крестообразного трехмерного устройства Холла

Концентрация легирования и глубина активной области могут влиять на поведение датчиков Холла.Уменьшение концентрации легирования в активной области может привести к повышению чувствительности датчиков Холла по току, в основном из-за увеличения коэффициента Холла. В этом разделе концентрация легирования ниже, чем в стандартном процессе, и значительно увеличивается чувствительность. Обычное устройство Холла требует малой глубины активной области, что способствует уменьшению толщины вдоль магнитного поля и увеличению холловского напряжения и чувствительности.Однако для вертикального устройства Холла требуется глубокая активная область для высокой чувствительности. Следовательно, необходимы рассмотрение и анализ чувствительности в горизонтальном (x и y) и вертикальном (z) направлениях.

На рисунке 14 показано, что чувствительность, связанная с током в направлении z, сильно зависит от глубины активной области и что кривая чувствительности, изменяющаяся с глубиной, аналогична обратной пропорциональной функции. Кроме того, чувствительности в направлениях x и y мало различаются, при этом оба показывают одинаковую тенденцию к небольшому увеличению.Эти результаты моделирования показывают, что глубина 5 мкм — оптимизированная глубина для уравновешивания характеристик во всех направлениях. Чувствительность в направлениях x, y и z составляет 76,19 В / АТ, 71,50 В / АТ и 75,70 В / АТ соответственно. Влияние слоев P-типа различной толщины на чувствительность крестообразного трехмерного изображения. Также были исследованы устройства Холла. Глубина активной области была установлена ​​на 7 мкм для полного исследования. На рисунке 15 показаны связанные с током чувствительности в направлениях x, y и z в зависимости от глубины слоев P-типа.Очевидно, что на чувствительность в направлении z влияет увеличение толщины слоев P-типа для деградации по глубине вдоль Bz. Компоненты чувствительности в направлениях x и y показывают небольшой возрастающий отклик на изменение слоев P-типа. Кроме того, различия между двумя компонентами меняются неравномерно. Различия также связаны с более простыми частями, разделенными функцией сетки. Чтобы лучше понять влияние слоев P-типа в горизонтальном направлении, мы изобразили изменяющуюся кривую S top , соответствующую глубине, как показано на Рисунке 16.Из сравнения рисунков 9 и 16 видно, что эффект короткого замыкания ослаб, поскольку активная область составляет 7 мкм. Несмотря на слои P-типа, поведение немного меняется. Чувствительность уравновешивается, когда глубина слоев P-типа составляет 3 мкм и достигает 91,70 В / АТ, 92,36 В / АТ и 87,10 В / АТ в направлениях x, y и z соответственно. Лучшее сравнение, мы перечислим некоторые ключевые предыдущие работы. Исключены работы, направленные на интеграцию горизонтальных и вертикальных устройств Холла в одну микросхему.Подробная информация представлена ​​в таблице 4. Чувствительность в горизонтальном и вертикальном направлениях не может быть оптимизирована одновременно из-за противоположных требований к активной области [13]. Хотя достигается сбалансированная производительность [14,15,16], существует компромисс в одной из чувствительности в горизонтальном и вертикальном направлениях. В нашей работе чувствительность x, y и z может достигать 91,70 В / АТ, 92,36 В / АТ и 87,10 В / АТ путем настройки глубины активной области и слоев P-типа, хотя и в COMSOL.Это может предоставить еще один метод исследования трехмерных датчиков Холла, состоящих из одного устройства.

DRV5053 Аналогово-биполярные датчики на эффекте Холла — TI

Устройства DRV5053 от Texas Instruments представляют собой стабилизированные прерыванием цепи Холла, которые предлагают решение для магнитного зондирования с превосходной стабильностью чувствительности по температуре и встроенными функциями защиты.

Аналоговый выход от 0 В до 2 В линейно реагирует на приложенную плотность магнитного потока и определяет полярность направления магнитного поля.Широкий диапазон рабочего напряжения от 2,5 до 38 В с защитой от обратной полярности до -22 В делает устройство пригодным для широкого спектра промышленных и бытовых приложений.

Функции внутренней защиты предусмотрены для условий обратного питания, сброса нагрузки, короткого замыкания или перегрузки по току на выходе.

Характеристики
  • Датчик Холла линейный выход
  • Превосходная температурная стабильность
    • Чувствительность ± 10% от температуры
  • Опции высокой чувствительности:
    • -11 мВ / мТл (OA, см. Номенклатуру прибора)
    • -23 мВ / мТ (Па)
    • -45 мВ / мТл (RA)
    • -90 мВ / мТл (ВА)
    • 23 мВ / мТл (CA)
    • 45 мВ / мТл (EA)
  • Поддерживает широкий диапазон напряжения
    • 2.От 5 В до 38 В
    • Внешний регулятор не требуется
  • Широкий диапазон рабочих температур
    • T A = от -40 ° C до 125 ° C (Q, см. Номенклатуру устройства)
  • Усиленный выходной каскад
    • Потребитель 2,3 мА, источник 300 мкА
  • Выходное напряжение: от 0,2 В до 1,8 В
Элементы защиты Приложения
  • Защита от обратного питания (до -22 В)
  • Поддерживает сброс нагрузки до 40 В
  • Защита от короткого замыкания на выходе
  • Ограничение выходного тока
  • Расходомеры
  • Регулировка стыковки
  • Коррекция вибрации
  • Регулировка заслонки

Мобильный телефон с датчиком Холла | Сотовые телефоны

Какой номер IMEI у этого устройства?

Мы не можем предоставить номера IMEI (международный идентификатор мобильного оборудования), потому что каждому сотовому телефону после сборки будет присвоен уникальный набор номеров. Мы не можем открыть упаковку.Вы можете легко проверить IMEI смартфона: Как легко узнать свой номер IMEI

Будет ли этот телефон работать в моей стране?

Во-первых, вы должны знать диапазоны частот сети мобильной связи в вашей стране, вы можете узнать больше здесь:

Руководство по охвату частотных диапазонов сети мобильной связи в стране

Во-вторых, проверьте, подходит ли частота телефона диапазоны:

4 шага, чтобы узнать, будет ли телефон работать в вашей стране

Как отследить, найти, заблокировать или стереть мой потерянный телефон или планшет с помощью учетной записи Google?

Аккаунт Google предлагает пользователям услугу «Найти устройство», чтобы отслеживать и блокировать потерянные смартфоны или удаленно стирать данные с украденных смартфонов.Вы можете проверить подробные инструкции в этом руководстве:

Как удаленно отслеживать, определять местонахождение, заблокировать или стереть потерянный Android-смартфон или планшет с помощью учетной записи Google (Google Maps)?

Как связать Powerbeats Pro с моим телефоном Android?

1. Нажмите системную кнопку на несколько секунд, пока не замигает индикатор сопряжения.

2. Подключите их к устройствам из меню Bluetooth.

Подробные инструкции вы можете найти в этой публикации:

Как связать Powerbeats Pro с вашим iPhone, iPad или телефоном Android?

Как разблокировать телефон Android, если я забыл пароль?

У вас есть 3 простых способа решить эту проблему: Как разблокировать телефон Android, если вы забыли пароль

Как использовать номер IMEI для отслеживания потерянного телефона Android?

Номер IMEI сложно, но его можно изменить для воров с помощью профессиональных инструментов, но вы можете попробовать его как можно скорее, это лучший способ отследить потерянный телефон: Как использовать номер IMEI для отслеживания потерянного телефона Android

На что следует обратить внимание перед покупкой мобильного телефона?

Размер экрана, ОС, хранилище, ЦП и графический процессор, камера, сетевое соединение, дополнительные функции и т. Д.

Подробные советы вы можете прочитать в этом посте:

Руководство по покупке мобильного телефона :

Почему у телефонов с 16 ГБ памяти доступно только 12 ГБ?

Есть три причины: система, двоичные и десятичные вычисления, блоки NAND Flash. Для получения дополнительной информации: Почему в телефонах с 16 ГБ доступно только 12 ГБ памяти

Как использовать смартфон в качестве мыши, сенсорной панели или клавиатуры?

Неважно, Android или Apple iphone, вы можете управлять своим компьютером на расстоянии до 15 метров с помощью смартфона, это действительно потрясающе.Узнайте больше: Используйте свой смартфон как мышь, тачпад или клавиатуру

Как сэкономить заряд батареи и продолжить чистку кеша?

Мы составили список из 5 практических способов энергосбережения и 6 советов по очистке кеша, нажмите здесь, чтобы узнать больше: Стратегия использования Xiaomi: супер практические советы по энергосбережению и очистке кеша

Как улучшить использование оборудования на Android телефоны?

Вы можете улучшить это следующими способами: принудительный рендеринг графического процессора, принудительное включение 4x MSAA и отключение наложения HW.

Подробности, которые вы можете прочитать в этом сообщении:

Три варианта разработчика для увеличения использования оборудования на телефонах Android

Как мобильные телефоны без функции OTG могут включить функцию OTG?

Есть два способа ссылки в этом посте.

Как включить OTG мобильного телефона Android?

Как правильно зарядить аккумулятор телефона?

В этом посте представлены 9 советов по правильной зарядке аккумулятора телефона.См .:

Как правильно зарядить аккумулятор телефона?

Почему я не слышу ни звука при звонке или приеме звонка?

1. Убедитесь, что защитная пленка удалена полностью;

2. Попробуйте увеличить громкость трубки;

3. Попробуйте изменить сигнал мобильной связи в вашем районе, возможно, плохой сигнал;

4. Если вы не слышите голос получателя, возможно, проблема в телефоне или сигнале получателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *