Сензор на Хол: предназначение и принцип на действие. Какво е сензор на Хол в смартфон и защо е необходим? Сензор за позиция на смартфон

Преди 2 години

Съвременните джаджи са толкова многофункционални, че собственикът понякога няма представа за всички възможности на своето устройство. За да може смартфонът да изпълнява правилно възложените му задачи и освен да има по-широк набор от възможности, той е оборудван с различни джаджи. Един от тях е сензор на Хол.

Сензор на Хол (сензор на Хол) - устройство, което записва наличието на магнитно полеи измерване на напрежението му. Друго име за него е датчик за положение. Това устройство работи въз основа на ефекта на Хол, откъдето получи името си.

Често телефоните използват по-опростена версия на устройството. Той е предназначен само за определяне на наличието на магнитно поле. В този случай напрежението не се измерва. Освен това, ако притурката е оборудвана с такова устройство, тогава тя съдържа и магнитен сензор, който ви позволява да използвате притурката като компас.

Защо е необходимо?

Това устройство се използва в много устройства. Благодарение на възможността безконтактно измерванеУстройството се използва най-често в електродвигатели, в системата за запалване на съвременни автомобили, безконтактни ключове и др. Всеки доста модерен смартфон не може без него, въпреки че е невъзможно да се реализира напълно потенциалът му по няколко причини:

• малък размермобилен телефон;
• забележима постоянна работа намалява времето за работаот батерия;
• няма особено необходимост.

Основната причина за използването на сензор на Хол в смартфоните е удобството при използване на GPS навигатор и взаимодействието му с кутията на смартфона.

Как работи сензорът на Хол?

Докато изучава свойствата на електрическия ток, Едуин Хол (ученият, който дава името на открития от него ефект) забелязва пряка връзка между тока и магнитното поле. Ако елементите на електрическата верига са поставени в зоната на действие на магнитно поле, тогава напрежението на тока в проводника се променя в зависимост от интензивността на излъчването.

Има два вида този сензор:

1. Аналогов. Това устройство с право има статут на класика, тъй като се появи за първи път. Но в момента се използва малко поради доста големия си размер и остарял дизайн.
2. Дигитален. По-модерен вариант, който работи само в две позиции - има или няма магнитно поле.

Заслужава да се отбележи, че цифровата форма може да бъде униполярни или биполярни. Първата опция работи само когато магнитното поле се увеличи и се изключва, когато отслабне. Вторият реагира на полярността. С прости думи, единият поляритет го включва, другият го изключва.

Как да проверите сензора на Хол

Тъй като сензорът на Хол реагира на промените в магнитното поле, можете да проверите работата му в телефона си, като използвате обикновен магнит(дори малко парче е достатъчно). Когато го доближите до включеното устройство, екранът трябва да потъмнее. Устройството се задейства и изпраща команда за блокиране на устройството. Когато го представите отново, телефонът ще се отключи.

Наличност в тел

За да проверите наличието на сензор на Хол във вашата притурка, най-лесният начин е да използвате инструкциите, приложени към телефона, или уебсайта на производителя. Но се случва, че не всеки производител посочва своята наличност. След това можете да проверите дали смарт капаци и калъфи с магнитна закопчалка. Ако да, тогава такава притурка най-вероятно е оборудвана с нея.

Кейс с магнит - въздействие върху екрана на телефона

Устройствата, за които се произвеждат така наречените „умни“ калъфи, имат интересна характеристика. При затваряне/отваряне екранът на смартфона съответно се заключва/отключва. Работата на тази функция в смартфона се осигурява от сензора на Хол. Принцип на действиемного просто: задейства се от приближаването или отстраняването на магнит, вграден в капака на кутията. При регистриране на промени се издава команда за заключване/отключване на екрана.

Обобщавайки горното, заслужава да се отбележи, че въпреки че това устройство носи известно удобство при използване на смартфон, честата му употреба е от съществено значение намалява заряда на батерията. Ето защо много производители се ограничават само до функцията за взаимодействие с „умния“ капак на устройството.

Сензорът на Хол (сензор за позиция) е сензор за магнитно поле. Работата на устройството се основава на ефекта на Хол. Този ефект се основава на следния принцип: ако поставите определен проводник с постоянен ток в магнитно поле, тогава в такъв проводник се появява напречна потенциална разлика (напрежение на Хол). С други думи, устройството служи за измерване на силата на магнитното поле. Днес сензорът на Хол може да бъде аналогов или цифров.

Обхватът на приложение на сензорите на Хол е много широк. Устройството се използва във вериги, където се изисква безконтактно измерване на тока. Що се отнася до автомобилите, сензорът на Хол служи за измерване на ъгъла на положение или, а също така е намерил своето приложение в системата за запалване, като показва момента на образуване на искра.

Прочетете в тази статия

Как работи сензорът на Хол?

По време на своите изследвания през 1879 г. физикът Хол открива ефект, че ако една плоча се постави в магнитно поле и към нея се приложи напрежение (през плочата протича ток), тогава електроните в тази плоча започват да се отклоняват. Това отклонение възниква перпендикулярно на посоката на магнитния поток.

Освен това посоката на това отклонение зависи от полярността на магнитното поле. Оказва се, че електроните ще имат различна плътност от различните страни на плочата, създавайки различни потенциали. Откритият феномен е наречен ефект на Хол.

С други думи, Хол поставя правоъгълна полупроводникова пластина в магнитно поле и прилага ток към тесните ръбове на такъв полупроводник. В резултат на това се появи напрежение по широките ръбове. По-нататъшното развитие на технологиите направи възможно създаването на компактно сензорно устройство на базата на открития ефект. Основното предимство на сензорите от този вид е, че честотата на работа на устройството не измества момента на измерване. Изходният сигнал от такова устройство винаги е стабилен, без изблици.

Най-простият сензор се състои от:

• постоянен магнит;
• роторни лопатки;
• магнитни вериги;
• пластмасова кутия;
• електронна микросхема;
• Контакти;

Работата на устройството се основава на следната схема: през междината преминава метална роторна лопатка, която позволява шунтиране на магнитния поток. Резултатът е нулева стойност на индукция на чипа. Изходният сигнал по отношение на земята е почти равен на захранващото напрежение.

Сензорът на Хол в системата за запалване е аналогов преобразувател, който директно превключва мощността.

Сред недостатъците си струва да се подчертае чувствителността на устройството към електромагнитни смущения, които могат да възникнат във веригата. Освен това наличието на електронна схема в сензорното устройство донякъде намалява неговата надеждност.

Аналогови и цифрови решения

Сензори, базирани на ефекта на Хол, записват потенциални разлики. Обсъденото по-горе аналогово решение се основава на преобразуване на индукцията на полето в напрежение, като се вземат предвид полярността и силата на полето.

Принципът на работа на цифровия сензор е да открива наличието или отсъствието на поле. Ако индукцията достигне определена стойност, сензорът отбелязва наличието на поле. Ако индукцията не съответства на необходимия индикатор, тогава цифровият сензор показва липсата на поле. Чувствителността на сензора се определя от способността му да открива поле при определена индукция.

Цифровият сензор на Хол може да бъде биполярен или еднополярен. В първия случай устройството се активира и изключва чрез промяна на полярността. Във втория случай превключването става, когато се появи поле, сензорът се изключва в резултат на факта, че индукцията намалява.

Тествайте устройството си сами

Активното използване на това устройство в автомобили означава, че ако възникнат определени неизправности или неизправности, може да има спешна нужда да проверите сензора на Хол със собствените си ръце.

Преди да започнете работа, за да изключите конектора на кабела, който е свързан към устройството, не забравяйте да изключите запалването!

Пренебрегването на това правило може да повреди сензора на Хол. Трябва да се добави, че проверката на устройството с тестова лампа също е неприемлива.

1. Един от най-бързите начини за проверка е да инсталирате на автомобила сензор за смяна, който е заведомо изправен. Ако признаците на неизправност изчезнат след инсталирането, тогава причината е очевидна.
2. Вторият метод, който е подходящ за проверка на сензора в системата за запалване, е да се провери наличието на искра при включване на запалването. Освен това ще трябва да свържете краищата на проводника към необходимите изходи на превключвателя.
3. За най-точна диагноза е най-добре да проверите устройството с помощта на осцилоскоп. Също така при определени условия сензорът се проверява с помощта на мултицет. Посоченият мултиметър се превключва в режим на волтметър и след това се свързва към изходния контакт на сензора. Работещият сензор на Хол ще даде показания от 0,4 волта до 3 волта. Ако показанията са под минималния праг, тогава има голяма вероятност от повреда на сензора.

Прочетете също

Предназначение и характеристики на работа на датчика за положение на разпределителния вал (сензор за положение на разпределителния вал) на бензинови и дизелови двигатели. Проверка и подмяна на сензора сами.

Сензорът на Хол, който служи за определяне наличието на магнитно поле, носи името на учения - физик, открил едноименния принцип. А именно: беше открито, че в проводник, влизащ в магнитно поле, текущото напрежение се променя и се появява ЕМП (електродвижеща сила). Подобни елементи на устройството са цифрови и аналогови.

Този сензор отчита наличието на магнитно поле.

Защо е необходим сензор на Хол? Ако има магнитно поле, уредът изписва число - неговата величина. Още повече, че аналоговият показва освен стойността си и своята полярност. И цифровото, при липса на поле, произвежда „нула“ при наличие, определено число.

Области на приложение на сензорите на Хол

Много устройства са оборудвани със сензори на Хол и те също се използват самостоятелно за измерване на силата на полето. Това са електрически и ракетни двигатели, системи за запалване на автомобили, измервателни уреди, безконтактни устройства.

Сензорът на Хол помага за автоматично изключване на екрана на устройството, когато кутията е затворена.

Мобилните комуникационни устройства също съдържат този сензор. За какво е отговорен сензорът на Хол в смартфон?В съвременното мобилно комуникационно устройство това устройство е измервателен елемент, който разпознава наличието, отсъствието, интензитета и промяната на магнитното поле. Възможностите на сензора не се ограничават до измервания. Той също така определя дали е възможно безконтактно взаимодействие.

Магнитометърът, който присъства в много сложни и модерни мобилни устройства, се основава на сензор на Хол. Но не във всички случаи тази възможност се реализира напълно. По принцип това са следните две функции.

• Компас за навигационни програми, който ви позволява бързо да определите местоположението и посоката си.
• Взаимодействие на смартфон с аксесоари, например с магнитен калъф, който блокира екрана при отваряне. Или включване/изключване на дисплея в сгъваеми телефони, когато преместите капака.

Принцип на работа на сензора

Следейки състоянието на устройството, сензорът на Хол извършва безконтактно превключване от неработен режим в работен режим и обратно. Безконтактният метод елиминира замърсяването и механичното напрежение. Можете да си представите този елемент под формата на полупроводникова плоча с малка дебелина.

Когато през него преминава постоянен ток, по краищата се появява малко напрежение. Магнитното поле, както е известно, преминава перпендикулярно на електрическото и усилва тази стойност пропорционално на магнитната индукция. Сензорът на Хол създава електрически импулси с ниско напрежение, което е намерило приложение в безконтактни системи, които изпълняват принципа на реакция на допир.

Сензор на Хол в мобилни комуникационни устройства: таблети, смартфони, телефони

Ако в дизайна на смартфони и таблети, особено скъпи, има сензор на Хол, той изпълнява функцията да реагира на усилване на полето. Производителите не посочват наличието на този елемент в устройството. Но „умният калъф“, който се предлага като аксесоар за таблет или смартфон, задължително се свързва с него. С тази добавка таблетът се отключва или заключва съответно при отваряне и затваряне.

В калъфа има вграден магнит, който реагира на сензора на Хол в таблета. Когато корпусът е затворен, магнитът се намира до сензора на Хол, който блокира екрана. Когато отворите „книгата“ – корицата – магнитът се отдалечава и екранът се включва. Това допълнение към таблета не вреди на самото устройство, както някои може да си помислят.

Преди това само най-забележителните устройства на водещи компании бяха оборудвани със сензор на Хол. В днешно време магнитометър се намира в много телефони. Той контролира много функции, като например превъртане през снимки с помощта на жестове.

Сензорът на Хол в телефона не изпълнява всички функции поради липса на място, икономия на енергия и финансова непрактичност. Той обаче ускорява търсенето на GSM в устройствата и взаимодейства с добавки като калъф, с помощта на който сензорът взема решения за активиране на екрана.