Датчики современных смартфонов — android.mobile-review.com

26 сентября 2019

Владимир Нимин

Facebook

Twitter

Вконтакте

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!

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. 

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. 

Датчик Холла в телефоне, что это и для чего нужен

Автор Вячеслав Вяткин На чтение 5 мин. Опубликовано 02.12.2017

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

Что это за сенсор

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

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

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

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

Датчик Холла в телефоне, что это

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

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

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

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

Как проверить наличие датчика в смартфоне

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

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

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

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

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

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

Телефоны с датчиками Холла. Что такое эффект Холла и как он используется в смартфонах?

Автор Исхаков Максим На чтение 3 мин. Просмотров 48 Опубликовано 01.06.2020 Обновлено 01.06.2020

Многим людям совершенно неизвестен физический феномен под названием Эффект Холла. Тем не менее, он очень часто используется в смартфонах и планшетах. В чем заключается этот эффект и чем он может быть полезен в телефоне?

Датчик Холла – что это такое?

Эффект Холла – это физическое явление, которое было обнаружено в конце 19 века физиком Эдвином Холлом. Если кратко, оно заключается в возникновении разности потенциалов, когда проводник с постоянным током помещается в магнитное поле. Датчик Холла обнаруживает и использует это явление, благодаря чему экран вашего смартфона автоматически выключается каждый раз, когда вы закрываете чехол, в котором хранится устройство. Чехол должен отвечать одному важному условию – в крышке, которая закрывает экран, должен быть размещен небольшой магнит. Только тогда датчик Холла сможет выполнять свои функции.

Датчик Холла – практическое применение

И как это работает на практике? Очень просто. Когда вы перестаете пользоваться смартфоном и закрываете его магнитной крышкой, датчик Холла обнаруживает магнитное поле, затем передает контроллеру соответствующую информацию – экран гаснет. Это означает, что вам не нужно каждый раз помнить о том, чтобы отключить дисплей вручную. Датчик сделает это за вас. Экран неиспользуемого телефона останется выключенным до тех пор, пока вы не откроете магнитную крышку. После этого датчик автоматически разбудит дисплей. Так работает, в частности, чехол SmartCover с мобильными устройствами Apple.

Преимущество очевидно – неактивный экран не потребляет энергии, поэтому батарея в телефоне будет дольше работать на одной зарядке.

Телефоны с датчиком Холла

Вот самые интересные мобильные телефоны, оснащенные датчиком Холла:

Samsung Galaxy S10+

Датчик Холла – это одно из многих практических решений, которое было применено в этом телефоне. Он оснащен емким аккумулятором 4100 мач, высококачественным динамиком AKG Dolby Atmos и усовершенствованной камерой, которая может записывать видео в качества 8K. 8 ГБ памяти и мощный 8-ядерный чипсет обеспечивают бесперебойную работу установленных приложений.

Huawei P30 Pro

Еще один телефон, который был оборудован датчиком Холла. Смартфон понравится всем любителям фильмов и сериалов – 6,5″ экран выполнен по технологии OLED, на котором отображаются насыщенные цвета и глубокий контраст.

Xiaomi Mi 10 5G

Xiaomi также входит в число производителей, использующих датчик Холла в своих устройствах. Телефон адаптирован для работы с сетями 5G, которые постепенно заменяют сеть 4G. Кроме того, он оснащен камерой высокого разрешения 108 Мп, большим аккумулятором 4780 мач, 8 Гб памятью и мощным процессором Snapdragon 865.

Датчик холла что это в телефоне

Современные мобильные телефоны превратились в совершенные устройства с большим набором разнообразных функций, для корректной работы которых необходимы различные датчики. Чаще всего смартфон снабжают датчиком приближения, определения магнитных полей (магнитометр), гироскопом, акселерометром, световым датчиком и датчиком Холла. В телефонах, предназначенных для экстремальных путешествий или профессий можно встретить барометр с термометром, измеритель влажности воздуха, индикатор сердечного ритма. В данном материале мы поговорим о датчике Холла: что это и для чего он нужен в телефоне.

к оглавлению ↑

Что же такое датчик Холла?

Это сенсор, определяющее наличие или отсутствие магнитного поля. Свое название датчик обрел по фамилии американского ученого Эдвина Герберта Холла, открывшего эффект появления разности потенциалов в проводнике с постоянном током, находящегося в магнитном поле.

Существуют цифровые и аналоговые датчики Холла:

1. Цифровые устройства просто определяют, есть ли магнитное поле или нет, выдавая на выходе логические единицу или ноль в зависимости от наличия поля.
2. Аналоговые датчики дополнительно могут измерять напряженность магнитного поля, преобразуя его индукцию в напряжение.

Как правило, датчик Холла в телефоне устанавливают цифрового типа, что обусловлено его миниатюрностью, низким энергопотреблением и небольшими требованиями к его функционалу, определяющие способность только регистрировать наличие или отсутствие магнитного поля в окружающем пространстве.

к оглавлению ↑

Датчик Холла в смартфоне

В смартфоне датчик представляет собой микросборку, формирующую логические сигналы (1 или 0) при наличии или отсутствии магнитного поля. Программное обеспечение смартфона обрабатывает эти сигнала и выполняет определенные действия, заложенные в их алгоритм исполнения при взаимодействии с датчиком.

Обыкновенно датчик Холла в смартфоне используется в трех случаях:

1. При работе цифрового компаса.
2. При работе GPS или Глонасс навигатора для улучшения позиционирования.
3. Включения/отключения экрана смартфона, помещенного в специальный магнитный чехол. При открытии крышки чехла экран включается и наоборот

В телефонах раскладного типа (раскладушки) указанный датчик используется активации/деактивации дисплея при открытии или закрытии дисплейной части аппарата.

к оглавлению ↑

Как узнать, есть ли в телефоне датчик Холла?

Что бы узнать о наличии датчика в вашем телефоне, необходимо в первую очередь необходимо прочитать инструкцию к гаджету или получить необходимую информацию на официальном сайте производителя по конкретной модели.

К сожалению, далеко не все производители указывают, есть ли в телефоне датчик Холла. Первый признак того, что аппарат оснащен данным сенсором является наличие в продажной комплектации магнитного чехла или как его еще называют умного чехла.

Также можно проверить как реагирует ваш телефон на поднесенный к его включенному экрану магнит. Если экран гаснет, то это говорит о том, что сенсор в телефоне есть.

Датчик Холла в смартфоне: что это?

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

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

Немного физики

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

Кратко и ёмко об эффекте Холла рассказывает этот ролик:

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

Для чего нужен датчик Холла в смартфоне?

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

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

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

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

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

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

Принцип взаимодействия датчика Холла с мобильными аксессуарами

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

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

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

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

Какие смартфоны имеют датчик Холла?

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

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

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

Заключение

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

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!

Что такое датчик Холла в смартфоне?

Последнее обновление: 18/10/2019

На борту смартфонов и планшетов имеется до 10, а иногда и до 20 датчиков и сенсоров. Благодаря этому мобильное устройство считывает различную окружающую информацию и предлагает владельцу дополнительные возможности. Из статьи вы узнаете о датчике Холла, а так же сфере применения.

Что такое датчик Холла

Датчик Холла представляет собой устройство, распознающее наличие магнитного поля и уровня напряжения. Изобретение названо в честь открывателя физика Эдвана Холла. Датчик позволяет отслеживать ориентацию дисплея в пространстве, измерение полярности в ракетных двигателях, бесконтактных выключателях и т.д. В мобильных устройствах используется уменьшенная версия ввиду ограниченного пространства внутри смартфона.

Где используется датчик Холла

В телефонах, смартфонах и планшетах датчик работает следующим образом:

• Повышает точность геопозиционирования GPS навигации.
• Позволяет использовать жесты для бесконтактного управления.
• Включение/отключение работы экрана в раскладушках.
• Является основой для электронного компаса.
• Обеспечивает взаимодействие с чехлами.

Наиболее заметная работа датчика – при использовании чехлов типа книжки. В вариациях закрытого типа датчик помогает смартфону знать, что крышка чехла полностью прилегает к дисплею, а значит необходимо выключить экран. В версиях с вырезом, при закрытии крышки чехла в отведенную область выводится отдельное изображение с часами или кнопками управления проигрывателем.

Как проверить наличие датчика Холла в устройстве

Обычно датчик не устанавливается в смартфоны бюджетного или среднего ценового диапазона. Либо в таких устройствах используется урезанная конфигурация сенсора. Что бы проверить наличие датчика в устройстве необходимо установить приложение для тестирования – Aida64 или Antutu.

При использовании Aida64 в меню нажмите на пункт «датчики».

В новом меню просмотрите список доступных датчиков.

В приложении Antutu нажмите на пункт «Мое устройство».

Опуститесь вниз до категории «Датчики». В случае с рассматриваемым смартфоном Motorola Turbo 2 датчик Холла именуется «Магнитометром».

Если же вы только планируете купить телефон и интересуетесь поддержкой датчика Холла, в таком случае лучше обратится в службу поддержки производителя.

Вывод

Теперь вы знаете, что такое датчик Холла в смартфоне. Крошечный чип используется мобильным устройством для решения нескольких задач, что позволяет использовать определенные функции или улучшить работу существующих. При этом сенсор не всегда устанавливается в недорогие или же только с ограниченным режимом работы. Поэтому что бы узнать о наличии датчика в смартфоне или планшете, стоит обратиться к производителю или же установить программу для тестирования, если аппарат приобретен.

А в вашем аппарате имеется датчик Холла? Напишите в комментариях, какое применение вы нашли для сенсора.

Post Views:
4

Что такое эффект Холла и как работают датчики на эффекте Холла

В этом руководстве мы узнаем, что такое эффект Холла и как работают датчики на эффекте Холла. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменное руководство ниже.

Обзор

Эффект Холла — наиболее распространенный метод измерения магнитного поля, а датчики на эффекте Холла очень популярны и находят множество современных применений. Например, они используются в автомобилях в качестве датчиков скорости вращения колес, а также датчиков положения коленчатого или распределительного вала.Также они часто используются как переключатели, компасы MEMS, датчики приближения и так далее. Теперь мы рассмотрим некоторые из этих датчиков и посмотрим, как они работают, но сначала давайте объясним, что такое эффект Холла.

Что такое эффект Холла?

Вот эксперимент, объясняющий эффект Холла: если у нас есть тонкая проводящая пластина, как показано на рисунке, и мы настроим ток, протекающий через нее, носители заряда будут течь по прямой линии от одной стороны пластины к другой.

Теперь, если мы поднесем некоторое магнитное поле к пластине, мы нарушим прямой поток носителей заряда из-за силы, называемой Сила Лоренца (Википедия).В таком случае электроны будут отклоняться на одну сторону пластины, а положительные отверстия — на другую сторону пластины. Это означает, что если мы теперь поместим измеритель между двумя другими сторонами, мы получим некоторое напряжение, которое можно измерить.

Таким образом, эффект получения измеримого напряжения, как мы объяснили выше, называется эффектом Холла в честь Эдвина Холла, который открыл его в 1879 году.

Датчики эффекта Холла

Основной элемент Холла магнитных датчиков на эффекте Холла в основном обеспечивает очень небольшое напряжение, всего несколько микровольт на гаусс, поэтому эти устройства обычно производятся со встроенными усилителями с высоким коэффициентом усиления.

Существует два типа датчиков Холла: один обеспечивает аналоговый, а другой цифровой выход. Аналоговый датчик состоит из регулятора напряжения, элемента Холла и усилителя. Из принципиальной схемы видно, что выходной сигнал датчика является аналоговым и пропорционален выходному сигналу элемента Холла или напряженности магнитного поля. Датчики этого типа подходят и используются для измерения приближения из-за их непрерывного линейного выхода.

С другой стороны, цифровые выходные датчики обеспечивают только два состояния выхода: «ВКЛ» или «ВЫКЛ».Датчики этого типа имеют дополнительный элемент, как показано на принципиальных схемах. Это триггер Шмитта, который обеспечивает гистерезис или два разных пороговых уровня, поэтому выходной сигнал может быть высоким или низким. Для получения более подробной информации о том, как работает триггер Шмитта, вы можете проверить это в моем конкретном руководстве. Примером датчика этого типа является переключатель на эффекте Холла. Они часто используются в качестве концевых выключателей, например, в 3D-принтерах и станках с ЧПУ, а также для обнаружения и позиционирования в системах промышленной автоматизации.

Другим современным применением датчиков Холла является измерение скорости вращения колеса / ротора или числа оборотов в минуту, а также определение положения коленчатого или распределительного вала в системах двигателя. Эти датчики состоят из элемента Холла и постоянного магнита, которые расположены рядом с зубчатым диском, прикрепленным к вращающемуся валу.

Зазор между датчиком и зубьями диска очень мал, поэтому каждый раз, когда зуб проходит рядом с датчиком, он изменяет окружающее магнитное поле, в результате чего выходной сигнал датчика становится высоким или низким.Таким образом, выходной сигнал датчика представляет собой прямоугольный сигнал, который можно легко использовать для расчета числа оборотов вращающегося вала.

.

Что такое датчик? Различные типы датчиков с приложениями

Различные типы датчиков с приложениями

Введение в датчики

В мире полно датчиков. В нашей повседневной жизни мы сталкиваемся с автоматизацией во всех сферах деятельности. Автоматизация включает в себя включение света и вентиляторов с помощью мобильных телефонов, управление телевизором с помощью мобильных приложений, регулировку температуры в помещении, датчики дыма и т. Д. Все это осуществляется с помощью датчиков.В наши дни любой продукт на базе встроенной системы имеет встроенные датчики.

Существует множество приложений, таких как камера видеонаблюдения с мобильным управлением, приложения для мониторинга и прогнозирования погоды и т. Д. Датчики играют очень важную роль в мониторинге и обнаружении в здравоохранении. Поэтому, прежде чем создавать датчик, использующий приложение, мы должны понять, что именно делает датчик и сколько типов датчиков доступно.

Что такое датчик?

Датчик определяется как устройство или модуль, который помогает обнаруживать любые изменения физических величин, таких как давление, сила или электрическая величина, такая как ток или любая другая форма энергии .После наблюдения за изменениями датчик отправляет обнаруженный ввод на микроконтроллер или микропроцессор.

Наконец, датчик выдает читаемый выходной сигнал, который может быть оптическим, электрическим или любым другим сигналом, который соответствует изменению входного сигнала. В любой системе измерения датчики играют главную роль. Фактически, датчики — это первый элемент в блок-схеме системы измерения, который вступает в прямой контакт с переменными для получения достоверных выходных данных. Теперь вы знаете Что на самом деле означает датчик ? дайте нам знать о некоторых его типах и их применениях, как показано ниже.

Классификация датчиков

1. Активные и пассивные датчики
2. Аналоговые и цифровые датчики

Активные датчики:

Активные датчики — это типы датчиков, которые выдают выходной сигнал с помощью внешнего источника возбуждения. Собственные физические свойства датчика меняются в зависимости от приложенного внешнего воздействия. Поэтому их также называют самогенерирующимися датчиками.

Примеры: LVDT и тензодатчик.

Пассивные датчики:

Пассивные датчики — это тип датчиков, которые выдают выходной сигнал без помощи внешнего источника возбуждения. Им не нужны дополнительные стимулы или напряжение.

Пример: термопара, которая генерирует значение напряжения, соответствующее приложенному теплу. Не требует внешнего источника питания.

Аналоговые и цифровые датчики

Различные типы цифровых и аналоговых датчиков перечислены ниже один за другим с указанием их приложений.

Различные типы датчиков

Существуют различные типы датчиков, используемые для измерения физических свойств, таких как сердцебиение и пульс, скорость, теплопередача, температура и т. Д. Типы датчиков перечислены ниже, и мы обсудим обычные типы один за другим подробно с использованием и приложениями.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Типы датчиков

Аналоговые датчики

Датчик, вырабатывающий непрерывный сигнал по времени с аналоговым выходом, называется аналоговыми датчиками.Генерируемый аналоговый выход пропорционален измеренному или входному сигналу, подаваемому в систему. Как правило, на выходе создается аналоговое напряжение в диапазоне от 0 до 5 В или ток. Различные физические параметры, такие как температура, напряжение, давление, смещение и т. Д., Являются примерами непрерывных сигналов.

Примеры: акселерометры, датчики скорости, датчики давления, световые датчики, датчики температуры.

ИК-датчик (инфракрасный датчик)

Когда мы смотрим на электромагнитный спектр, инфракрасная область делится на три области: ближняя инфракрасная, средняя инфракрасная и дальняя инфракрасная области.Инфракрасный спектр имеет более высокий частотный диапазон, чем микроволновый, и меньшую частоту, чем видимый свет. Инфракрасный датчик используется для испускания и обнаружения ИК-излучения. По этому принципу ИК-датчик может использоваться как детектор препятствий. Есть два типа ИК-датчиков: активные и пассивные ИК-датчики.

Пассивный ИК-датчик: Когда датчик не использует какой-либо ИК-источник для обнаружения энергии, излучаемой препятствиями, он действует как пассивный ИК-датчик. Такие примеры, как термопара, пироэлектрический детектор и болометры, относятся к пассивным датчикам.

Активный ИК-датчик: Когда есть два компонента, которые действуют как ИК-источник и ИК-детектор, они называются активным датчиком. Светодиод или лазерный диод действуют как источник ИК-излучения. Фотодиод или фототранзисторы действуют как ИК-детектор.

Связанное сообщение: Схема, работа и применение инфракрасного датчика движения PIR

Датчики температуры и термопары

Как уже говорилось, аналоговый датчик выдает сигналы, которые непрерывно меняются во времени.Выходное значение датчика будет очень маленьким в диапазоне микровольт или милливольт. По этой причине для усиления требуются схемы формирования сигнала. Аналогово-цифровые (АЦП) преобразователи используются для преобразования полученного аналогового сигнала в цифровое значение.

Датчик температуры определяет температуру и измеряет ее изменения. Другими типами датчиков температуры являются термопары, термисторы, резистивные температурные устройства (RTD) и микросхемы датчиков температуры (LM35) и т. Д.

Датчик приближения

Датчик приближения — это тип бесконтактного датчика, который используется для обнаружения объектов. Он не имеет физического контакта с объектом. Объект, расстояние до которого необходимо измерить, называется целью. В датчике приближения используется инфракрасный свет или электромагнитное излучение. Существуют различные типы датчиков приближения, такие как индуктивные, емкостные, ультразвуковые и т. Д. Приложения: обнаружение объектов для измерения скорости, идентификация вращения, обнаружение материала, датчик парковки заднего хода, подсчет объектов.

Ультразвуковой датчик

Ультразвуковые датчики используются для измерения расстояния или времени прохождения с помощью ультразвуковых волн. Источник будет использоваться для излучения ультразвуковой волны. После того, как волна попадает в цель, волны отражаются, и детектор улавливает сигнал. Время прохождения между прошедшей волной и отраженной волной измеряется с помощью ультразвукового датчика. В оптических датчиках используются два разных элемента — передатчик и приемник. В то время как ультразвуковой датчик использует один элемент для передачи и приема.

Акселерометры и датчик гироскопа

Акселерометр — это тип датчика, который используется для обнаружения изменений положения, скорости и вибрации путем определения движения. Он может быть аналогового или цифрового типа. В аналоговом акселерометре, в зависимости от величины ускорения, приложенного к акселерометру, вырабатывается непрерывный аналоговый сигнал напряжения.

Датчик гироскопа для определения и определения ориентации с помощью силы тяжести Земли i.е. он измеряет угловую скорость. Основное различие между акселерометрами и датчиками гироскопа заключается в том, что гироскоп может определять вращение, а акселерометр — нет. Другими словами, гироскоп измеряет любое вращение и не подвержен влиянию ускорения, а акселерометр не может отличить вращение от ускорения и не может работать, когда находится в центре вращения.

Датчик давления

Датчик давления работает при подаче входного напряжения и значения давления.Он выдает аналоговое выходное напряжение.

Датчик Холла

Датчик, работающий по принципу магнитного эффекта, называется датчиком Холла. Магнитное поле является входом, а электрический сигнал — выходом. Для активации датчика Холла применяется внешнее магнитное поле. Все магниты имеют две важные характеристики, а именно: плотность потока и полярность. Плотность магнитного потока всегда присутствует вокруг объекта. Следовательно, выходной сигнал датчика Холла будет функцией плотности потока.

Приложения: Одно из основных применений магнитных датчиков — в автомобильных системах для определения положения, расстояния и скорости. Например, угловое положение коленчатого вала для угла зажигания свечей зажигания, положение автомобильных сидений и ремней безопасности для управления подушкой безопасности или определение скорости вращения колес для антиблокировочной тормозной системы (ABS). Датчики на эффекте Холла используются для определения положения по GPS, определения скорости и управления двигателем.

Датчик веса

Датчик веса используется для измерения веса.Вход — сила или давление, выход — значение электрического напряжения. Весоизмерительный датчик косвенным методом измеряет вес объекта. Существует несколько типов весоизмерительных ячеек, а именно весоизмерительные ячейки с балкой, одноточечные весоизмерительные ячейки и тензодатчики сжатия.

Весоизмерительный датчик с балкой: Используется в промышленных приложениях , таких как машины, взвешивание резервуаров, медицинское оборудование

Тензодатчик с одной точкой: Они используются для низких приложений измерения веса таких как сборщики отходов и оборудование

Датчик давления сжатия: Используется для приложений измерения большого веса , таких как медицинское устройство, для управления насосом.

Применение аналоговых датчиков

Для обнаружения скрытых следов, неоднородностей в металлах, композитах, пластмассах, керамике, а также для определения уровня воды.

Цифровые датчики

Когда данные преобразуются и передаются в цифровом виде, они называются цифровыми датчиками. Цифровые датчики — это те, которые выдают дискретные выходные сигналы. Дискретные сигналы не будут непрерывными во времени и могут быть представлены в «битах» для последовательной передачи и в «байтах» для параллельной передачи.Величина измерения будет представлена ​​в цифровом формате. Цифровой выход может быть в виде логической 1 или логического 0 (ВКЛ или ВЫКЛ). Цифровой датчик состоит из датчика, кабеля и передатчика. Измеренный сигнал преобразуется в цифровой сигнал внутри самого датчика без каких-либо внешних компонентов. Кабель используется для передачи на большие расстояния.

Датчик освещенности

Цифровой светодиод или оптический детектор, используемый для генерации цифрового сигнала для измерения скорости вращения вала.К вращающемуся валу прикреплен диск. Вращающийся вал имеет прозрачные прорези по окружности. Когда вал вращается с определенной скоростью, вместе с ним вращается и диск. Датчик проходит через каждую прорезь на валу, что создает выходной импульс в виде логической 1 или логического 0. Выходные данные отображаются на ЖК-дисплее после прохождения через счетчик / регистр.

Цифровой акселерометр

Цифровой акселерометр генерирует выходной сигнал прямоугольной формы переменной частоты. Метод получения прямоугольной волны — широтно-импульсная модуляция (ШИМ).На выходе из сигнала ШИМ ширина импульса прямо пропорциональна значению ускорения.

Другие типы цифровых датчиков: цифровой датчик температуры, энкодеры и т. Д.

Применение цифровых датчиков

1. Обнаружение утечек в газовых трубах и кабелях с помощью датчика давления
2. Контроль давления в шинах
3. Контроль воздушного потока
4. Уровень измерения
5. Ингаляторы (медицинское устройство)

Применение датчиков в реальном времени

Применение ИК-датчика:

Радиационные термометры: Работает благодаря наличию ИК-датчика.Температура объекта измеряется с помощью радиационных термометров.

Устройства ИК-изображения: ИК-датчики используются для отображения объектов. Они используются в камерах термографии, которые используются в качестве неинвазивной техники визуализации.

ИК-пульт для телевизора: В наши дни ИК-пульты для телевизора используются дома и в кинотеатрах. Они используют инфракрасный свет в качестве источника для общения. Пульт от ТВ состоит из кнопок и печатной платы. Печатная плата состоит из электрической цепи, которая используется для считывания или обнаружения нажатой кнопки.Как только кнопка нажата, сигнал передается в форме кода Морзе. Транзисторы используются для усиления сигнала. Наконец, он достигает ИК-светодиода. Конец печатной платы будет подключен к ИК-светодиоду. Датчик размещается на приемном конце телевизора. ИК-светодиод излучает ИК-свет, и датчик его распознает.

Внутри автомобиля — приложения датчика рулевого управления: В автомобиле датчики рулевого управления очень важны. Они измеряют угол поворота рулевого колеса и помогают в навигации.Эти датчики играют роль в системе электронного рулевого управления и рулевого управления с электроусилителем.

Внутри смартфона — Сенсорные приложения: В современном мире смартфон есть у каждого человека. Мобильные технологии содержат множество датчиков и средств автоматизации. Различные типы датчиков, такие как отпечаток пальца, магнитометр, гироскоп, акселерометр, барометр, термометр, датчик приближения, монитор сердечного ритма, датчики света и многие другие.

Об авторе: Видья.M

— Бакалавр технологий (B.Tech) в области электроники и приборостроения, 2011 г. — Магистр технологий (M.Tech) в области биомедицинской инженерии, 2014 г. — В настоящее время работает доцентом, Департамент КИПиА, Индия.

Вы также можете прочитать:

.