Bfsoft.ru

Программы, сервисы, полезные советы о компьютере и интернете
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое датчик Холла в смартфоне и зачем он нужен

Что такое датчик холла в смартфоне?

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

Содержание:

  1. Что это за датчик?
  2. Для чего он нужен в телефоне?
  3. Взаимодействие датчика и магнитного чехла

Что это за датчик?

Магнитный поток, взаимодействующий с датчиком Холла

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

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

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

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

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

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

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

Для чего он нужен в телефоне?

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

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

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

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

Взаимодействие датчика и магнитного чехла

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

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

Читайте так же:
Как восстановить литий-ионный аккумулятор

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

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

Датчик Холла в телефоне или смартфоне: что это такое

В последнее время в характеристиках мобильных телефонов и смартфонов можно встретить упоминание некого датчика Холла. Название данного датчика совершенно не объясняет зачем он нужен и как работает, поэтому многие пользователи стали искать эту информацию в сети. Если вас также интересует, что такое датчик Холла в телефоне или смартфоне, для чего он нужен и как работает, то предлагаем ознакомиться с данной статьей.

Что такое датчик Холла

Датчик Холла – это устройство, предназначенное для измерения напряженности магнитного поля. Данный датчик работает на основе так называемого эффекта Холла, который был открыт американским физиком Эдвином Холлом в конце 19 столетия. Эффект Холла представляет собой поперечную разность потенциалов, которая проявляется при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле.

Сейчас датчики Холла используются в самых разных приборах. Например, их применяют в конструкции электродвигателей, двигателей внутреннего сгорания, компьютерных дисководов, электроизмерительных приборов. Также данный датчик можно встретить и в мобильных устройствах: телефонах, смартфонах, планшетах, умных часах и ноутбуках.

Для чего нужен датчик Холла в телефоне или смартфоне

телефон раскладушка с датчиком Хола

В кнопочных телефонах с форм-фактором «раскладушка» или «слайдер» датчик Холла используется для фиксации момента закрытия телефона. Для этого на одной из частей телефона располагают датчик Холла, а на другой небольшой магнит, который при закрытии устройства оказывается прямо над датчиком. В результате при закрытии телефона датчик Холла срабатывает, что позволяет зафиксировать закрытие телефона и выполнить какое-то действие, например, прервать разговор или выключить экран. Таким же способом датчик Холла используется и в ноутбуках, когда пользователь закрывает ноутбук датчик срабатывает и операционная система отправляет компьютер в режим сна.

смартфон с умным чехлом с датчиком Хола

Современные смартфоны выпускаются в основном в монолитном корпусе, поэтому им не нужно фиксировать момент закрытия. Но, во многих таких моделях все равно используется датчик Холла. Как правило, в таких моделях датчик Холла используется для помощи GPS навигатору и для взаимодействия с умными чехлами, которые еще иногда называют «Smart Case»

Такие чехлы обычно имеют небольшое окошко, в котором при закрытии чехла появляется какая-то информация, например, текущее время или уведомления. Работает это благодаря датчику Холла, расположенному в корпусе смартфона, и небольшому магниту, спрятанному в крышке чехла. Когда чехол закрывается магнит приближается к датчику Холла и тот срабатывает.

В каких телефонах и смартфонах используется датчик Холла

Производители телефонов и смартфонов далеко не всегда не указывают наличие датчика Холла в характеристиках своих устройств. Но, если телефон выполнен в форм-факторе раскладушки или слайдера, то в его конструкции наверняка есть такой датчик. Также датчик Холла всегда присутствует в тех моделях, для которых производитель выпускает умные чехлы (Smart Case).

В качестве примера можно привести следующие смартфоны, в которых точно присутствует датчик Холла:

Датчик Холла в телефоне, что это и для чего нужен

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

Читайте так же:
Как перезагрузить роутер и для чего это нужно

Что это за сенсор

датчик Холла в телефоне, что это

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

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

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

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

Датчик Холла в телефоне, что это

что такое датчик холла в телефоне самсунг

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

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

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

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

Как проверить наличие датчика в смартфоне

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

Читайте так же:
Как зарядить аккумулятор телефона без зарядного устройства

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

 не работает датчик холла в телефоне

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

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

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

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

Датчики современных смартфонов

Продолжаем разбираться в устройстве смартфона. В прошлый раз смотрели экраны, а сегодня поговорим про датчики.

Акселерометр, также называют G-сенсор. Официальное определение гласит, что это устройство, измеряющее проекцию кажущегося ускорения. А если простым языком, то акселерометр помогает смартфону определить положение в пространстве, а также расстояние перемещения. Основные функции акселерометра:

  • Автоповорот ориентации экрана;
  • Также акселерометр можно настроить так, чтоб он реагировал на жесты и действия. Например, потрясти смартфон или перевернуть экраном вниз, чтоб заглушить вызов;
  • Ещё акселерометр помогает считать шаги и помогает ориентироваться на картах (Google Maps и прочих)

Акселерометр – это громоздкое устройство, внутри которого находится инертная масса, реагирующая на все перемещения. Такой вариант для смартфона не подходил, поэтому придумали чип, имеющий кристаллическую структуру, пьезоэлектрический элемент и сенсор ёмкостного сопротивления. Когда смартфон перемещается/вращается, то пьезоэлектрический элемент выдаёт разряды, а сенсор их интерпретирует, таким образом определяя положение и скорость.

Акселерометр – базовый датчик, который есть в любом, даже самом дешевом, смартфоне. Хотя это на удивление технически сложный продукт. В смартфонах акселерометр понимает движения по 3 осям. Третья нужна для 3D позиционирования. К слову, акселерометр есть и во всех современных автомобилях, но там он обычно двухосевой (ибо автомобиль не крутится в воздухе).

Не все акселерометры одинаковые. Их делают из разных материалов. Соответственно, некоторые более чувствительные, некоторые менее.

Гироскоп – это один самых классных датчиков, о полезности которого для смартфонов долгое время никто не подозревал, пока на сцену не вышел Стив Джобс и не объяснил, как оно должно быть. Посмотрите презентацию этой шикарной функции, и как зал взорвался от восторга.

Не следует путать гироскоп и акселерометр. Эти датчики частично дублируют и дополняют друг друга. Гироскоп также служит для отслеживания положения устройства в пространстве, но он делает это путем определения собственного угла наклона относительно земной поверхности. Это очень важно, так как это означает, что в условиях нулевой гравитации, вы не сможете поиграть в Asphalt 9, используя в качестве управления наклоны устройства. Будьте внимательны!

Читайте так же:
Что делать, если PS3 не видит флешку

Гироскоп (в отличие от акселерометра) не может измерять проделанное расстояние, зато гораздо точнее определяет положение в пространстве. Для понимания посмотрите, пожалуйста, видео со Стивом Джобсом выше. Начиная с времени 1:10 Джобс показывает, как определяет положение объекта в пространстве акселерометр и как гироскоп.

Обычно в современных смартфонах оба датчика работают в тандеме. Гироскоп важен для игр, дополненной реальности, а также ряда других приложений. Нередко в дешевых смартфонах производитель предпочитает экономить на гироскопе.

Датчик приближения (proximity sensor). Как видно из названия, это датчик, который помогает определить наличие перед ним объекта. Самый простой пример – это отключение экрана, когда смартфон подносят к уху. Также датчик приближения исключает фантомные включения экрана, когда смартфон находится в сумке или кармане. Такой датчик может сам или в комбинации с фронтальной камерой отслеживать движения рукой над экраном для выполнения каких-либо функций. Например, пролистывание странички в браузере и тому подобное. Существует множество технологий датчика приближения. Он может работать по типу радара, сонара, эффекта Доплера, есть инфракрасный датчик приближения, а иногда ставят и фотоэлемент.

Базовый датчик приближения, отключающий экран при поднесении к уху, есть, кажется, уже во всех смартфонах. Но продвинутость датчика можно оценить по наличию дополнительных функций.

Датчик освещения – здесь всё просто и понятно. Такой датчик помогает автоматически выставить яркость экрана. Датчик освещения уже считается базовым датчиком, но в дешевых смартфонах на нем могут сэкономить. И тогда придется каждый раз выставлять яркость вручную.

Современный датчик освещения обычно работает в комбинации с ИИ смартфона. Например, если датчик выставил определенную яркость, а вы его вручную поправили, то смартфон возьмёт на заметку и в следующий раз самостоятельно сделает экран поярче. Соответственно, всегда давайте датчику освещения освоится и подстроиться под ваши привычки прежде, чем осуждать его работу.

Датчик Холла – один из самых таинственных датчиков в смартфоне, ибо мало кто знает, зачем он нужен. Датчик, основанный на, так называемом, эффекте Холла, фиксирует магнитное поле и измеряет его напряженность. Говоря языком физики: электроны в проводнике всегда перпендекулярны (угол 90 градусов) направлению магнитного поля. Плотность электронов на разных сторонах проводника будет отличаться, возникает разность потенциалов, которую и фиксирует датчик Холла.

Но в смартфонах используется упрощенный датчик Холла, фиксирующий только наличие магнитного поля.

Обычно датчик Холла нужен для дополнительных аксессуаров. Например, именно он включает экран iPad, когда пользователь снимает магнитный чехол. Кстати, в этой функции датчик приближения вполне может подменить датчик Холла.

Также датчик Холла работает в паре с компасом, делая работу последнего более точной.

Компас (магнитомер) – это очень важный датчик, даже если вы не занимаетесь спортивным ориентированием. Именно компас отвечает за то, что на Google Maps пользователь видит не просто точку, а стрелочку, указывающую в какую-сторону вы смотрите.

Когда компас откалиброван, то отображение направления узкое. Чтобы откалибровать компас, откройте карты Google и крутите смартфон «восьмеркой»:

Барометр – обычно наличием подобного датчика могут похвастаться только флагманы. Барометр ассистирует GPS и помогает определить высоту. Наличие такого датчика полезно, так как на Google Maps уже появляются схемы зданий, и барометр определит на каком этаже вы находитесь. Также барометр используется в приложениях, определяющих физическую активность. Суть такая же: определить, сколько этажей вы прошли.

Читайте так же:
ZTE MF90: обзор, настройка и прошивка роутера

Датчик влажности – когда-то такой датчик был в Samsung Galaxy Note 4, а потом Samsung от него отказались. Роль очевидная. Датчик определяет уровень влажности.

Датчик сердцебиения/датчик кислорода в крови – ещё один фирменный датчик от Samsung, но он есть и во многих фитнес-браслетах. Работает совместно с LED-вспышкой. Прикладываете палец, LED светит вам свозь палец, а датчик измеряет, как отражаются световые волны. Волны отражаются по-разному в зависимости от пульса: кровеносные сосуды, то сужаются, то расширяются. По этому же принципу работает и функция определения кислорода в крови.

GPS – глобальная система позиционирования. По сути, это даже не датчик, а наличие у смартфона возможности коммуницировать со спутниками благодаря или отдельному, или мульти-чипу, поддерживающему сразу несколько систем. Сейчас у каждой развитой страны, есть своя система спутников. ГЛОНАСС в России, Galileo в Европе, BDS (или BeiDou) в Китае, QZSS (или Quasi-Zenith Satellite System) в Японии. Можно скачать программу GPS Test, которая покажет, какие спутники видит ваш смартфон. Например, на скриншоте ниже отображаются флаги GPS, ГЛОНАСС и Galileo.

GPS прекрасная технология, но медленная (пока там все спутники найдешь и опросишь) и потребляющая много энергии и хорошо работающая на открытой местности, поэтому была придумана ещё A-GPS (Assisted GPS). Принцип основан на том, что пока GPS ищет спутники, смартфон успевает опросить сотовые вышки, Wi-Fi сети, Bluetooth устройства на предмет местонахождения. Таким образом существенно увеличивается время «холодного» старта, а также снижается расход энергии.

Двухдиапазонный GPS. Поддержка этой опции появилась в устройствах начbfz с Android 7 и старше. iPhone так не умеет.

Обычно спутники посылают два сигнала: грубый и точный. Если говорить про GPS, то это каналы L1 и L5, а у Галилео это E1 и Е5. L1 – это грубый канал. В городе любой сигнал достигает до спутника не только напрямую, но и отражаясь от сторонних объектов (например, зданий), то есть к спутнику прилетает сразу несколько сигналов. Соответственно, и возвращается он также не один, и образуется примерная область нахождения, где все вернувшиеся сигналы пересекаются. Ещё есть точный канал L5. Этот канал гораздо меньше подвержен искажением, так как работает по принципу: Первый достигший спутника сигнал и есть верный (ведь он идет по самому короткому пути, а не через отражения), а остальные можно игнорировать.

Раньше L5 принадлежал только военным и спец объектам, но теперь спутников в небе стало много, и L5-спутников хватит на всех, поэтому было решено поделиться.

Вместо заключения

Счётчик Гейгера – самый неожиданный датчик, правда? Это японская тема. И насколько есть информация в интернете, такой датчик был только в телефоне Sharp Pantone 5, который вышел после аварии на атомной станции Фукусима-1.

Современный смартфон должен иметь на борту: акселерометр, гироскоп, датчик приближения и освещения. Также обязательно наличие компаса. Если без гироскопа можно обойтись, то точка на карте без направления раздражает. A-GPS уже есть во всех смартфонах. Отлично если GPS будет работать в двух диапазонах. Шикарно, если будет барометр.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию