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

принцип работы и значение прибора

В современные смартфоны и планшеты встроено большое количество контроллеров и блоков. Одним из таких и является датчик Холла.

В этом материале мы расскажем, зачем он нужен в телефоне и как вообще он применяется в смарт-технике.

Они могут быть как основными деталями телефона (центральный процессор, модуль памяти), так и вспомогательными (положения, приближения и другие элементы).

Встроенные измерители не только позволяют упростить работу гаджета, но и дополняют его функциональные возможности.

Cодержание:

Определение и принцип работы

Датчик Холла – это измерительное устройство, целью которого является определение наличия и всех сопутствующих параметров магнитного поля. Своё название он получил в честь так называемого «эффекта Холла» и ученного Эдвина Холла, который и открыл эффект еще в 1879 году.

Учёный в лабораторных условиях изучал свойства электрического тока.

В результате, была определена прямая зависимость между током и магнитным полем: после того, как элементы электрической цепи были помещены в зону действия магнитного поля, напряжение тока в проводнике изменялось в зависимости от интенсивности магнитных излучений.

Полезная информация:

Если у вас на телефоне нет Компаса, советуем скачать с нашего сайта Компас на Андроид. Компас, установленный на андроид, поможет вам не только узнать, где находится север, но и передать ваши точные координаты.

Скачать программу Компас на Андроид можно на нашем сайте по ссылке

Рис.2 – схема работы прибора

Первые приборы Холла использовались в сфере машиностроения: в автомобилях и заводских установках. В автомобилях измерял угол распредвала/коленвала.

В более старых моделях машин, прибор позволял определить момент появления искры.

С течением времени и научно-технического прогресса датчики начали использовать во многих предметах, встречающихся в быту: бесконтактные выключатели, устройства для определения уровня жидкости и другие.

Также, результат работы датчика Холла является основой аппарата для считывания магнитных кодов.

Устройство используется в сфере безопасности – для организации защиты периметра. Датчик измеряет любые изменения в магнитном поле, постоянно контролируя безопасность на охраняемом объекте.

к содержанию ↑

Применение в смартфонах

В смарт-технике датчик используется в качестве контроллера, который является частью дисплейного модуля.

Благодаря прибору Холла, пользователь может осуществлять бесконтактное управление телефоном. Микросхема есть практически во всех флагманских устройствах.

Также, он используется в игровых приставках.

Благодаря ему и работают игры Stars Dance, Guitar Hero и другие игры, управление в которых осуществляется только с помощью сканирования жестов пользователя.

Возможности датчика могут быть реализованы в смартфоне не полностью. Все зависит от класса телефона и его целевой аудитории.

Более дешевые гаджеты тоже могут иметь встроенный контроллер, однако, с его помощью юзер сможет использовать смартфон как, к примеру, компас. Реализация возможностей зависит еще и от размеров смартфона, так как аппаратный компонент требует достаточно много места под крышкой.

Задачи прибора в смартфоне:

• Функция встроенного цифрового компаса. Устройство может использоваться программным обеспечением. Все навигационные приложения или другие типы утилит используют возможности датчика для улучшенного позиционирования смартфона в пространстве. Также, с помощью встроенной микросхемы и эффекта устройства можно определить направление движения телефона. Такая возможность пригодиться в играх, при создании онлайн-маршрутов;
• Взаимодействие с аксессуарами. Свойства датчика позволяют расширить функционал смартфона, если у вас есть магнитный чехол. С его помощью владелец может блокировать или получать доступ к рабочему столу, не открывая чехол-книжку;
• В раскладных телефонах он используется для автоматического включения и отключения дисплея, когда крышка гаджета изменяет положение;
• Работа функции «Автоповорот» экрана возможна благодаря микроконтроллеру Холла;
• Автоматическая коррекция изображения в режиме съемки или изменение уровня яркости/контрастности дисплея в разное время суток.

Рис.3 – пример работы прибора

к содержанию ↑

Распространение и типы контроллера

Датчики бывают трёх видов:

• Униполярные;
• Биполярные;
• Омниполярные.

Первый вариант реагирует только на один магнитный полюс.

Униполярные используются в современных микропроцессорных системах (смартфонах, планшетах, игровых приставках и прочих гаджетах).

Для активации работы датчика Холла достаточно поднести к устройству один полюс магнита.  На другой полюс телефон реагировать не будет.

Для деактивации работы достаточно убрать магнит от девайса.

Цифровые Омниполярные контроллеры могут включаться и отключаться как от южного, так и от северного полюса магнита.

к содержанию ↑

Как проверить наличие в смартфоне?

Первый способ проверки наличия датчика – это описание характеристик телефона. Их можно найти в открытом доступе в интернете.

Однако, не во всех интернет-магазинах или форумах может упоминаться датчик Холла как один из встроенных модулей. Как правило, такая характеристика не вносится в число основных.

Если вы еще не приобрели телефон, зайдите на сайт производителя и скачайте электронную инструкцию по использованию смартфона.

В ней всегда детально описаны все аппаратные компоненты. Также, можно воспользоваться одним из следующих способов:

• Почитайте отзывы о гаджете.
  Возможно, другие владельцы обозначили наличие датчика;
• Задайте вопрос администрации интернет-магазина, через который планируете покупать товар;
• Найдите тематические группы, которые посвящены модели телефона, и в них задайте интересующий вопрос владельцам аналогичных телефонов;
• Посмотрите видео обзоры гаджета на YouTube. Как правило, они являются полными и упоминают обо всех аппаратных и программных особенностях телефона.

Если вы уже купили телефон и хотите проверить наличие контроллера Холла, нет необходимости выполнять вышеуказанные действия. Возьмите магнит любого размера и приложите его к экрану телефона. Гаджет со встроенным датчиком мгновенно погаснет и заработает снова только после того, как вы уберете магнит.

В представленном видеоролике наглядно продемонстрирован

простой способ определения датчика в смартфоне:

к содержанию ↑

Магнитные чехлы

В любом интернет-магазине есть огромное количество аксессуаров для смартфонов и планшетов. Благодаря датчику и наличию специального чехла, пользователи могут расширить функции своего гаджета.

Магнитный чехол – это обычный кейс, который выполнен по принципу «книжки», то есть полностью закрывает экран и заднюю крышку девайса. Такая форма позволяет защитить телефон при падениях и предотвращает появление царапин на дисплее. Главная особенность чехла – наличие встроенного магнита.

Принцип работы чехла заключается в том, что при его открытии и закрытии происходит автоматическая разблокировка и блокировка экрана смартфона.

Пользователю не нужно нажимать ни на какие клавиши для получения доступа к экрану.

Рис.4 – примеры магнитных чехлов

Есть магнитные чехлы, которые имеют специальное «окошко» для быстрого просмотра времени на экране смартфона.

Пользователю достаточно нажать на боковую клавишу для разблокировки или дважды тапнуть по дисплею чтобы экран гаджета засветился. При этом, можно не выполнять разблокировку рабочего стола.

Тематические видеоролики:

Как проверить таходатчик (датчик Холла) в стиральной машине

Заметили, что белье плохо отжимается? Тогда время узнать, что такое тахогенератор в стиральной машине, как он работает и что делать, если он неисправен. Ведь именно его задача – определять и усиливать скорость вращения двигателя.

Прибор также называют датчиком Холла в честь изобретателя.

Принцип действия таходатчика

Датчик Холла представляет собой небольшую катушку. При вращении мотора, внутри катушки под воздействием магнита образуется напряжение, в зависимости от скорости оборотов электромотора оно меняется. Измеряя напряжение, датчик отправляет сообщение главному модулю.

Где находится таходатчик в стиральной машине? Конечно же, на валу электродвигателя – это позволяет ему эффективно выполнять заданные функции.

Диагностика неисправности таходатчика

Как простому пользователю понять, что произошла неисправность с датчиком Холла? Внешние признаки:

1. Машина резко меняет скорость вращения барабана.
2. Недостаточное количество оборотов для качественного отжима белья.
3. При стирке барабан вращается быстрее, чем положено.

Но прежде чем диагностировать поломку, нужно знать, как проверить тахогенератор в стиральной машине. Для этого придется снимать двигатель СМА, поэтому сначала исключим более вероятные неполадки:

• Посмотрите на панель управления. Найдите там клавишу отжима и проверьте, возможно, она запала, что и вызвало подобную неисправность.
• Перезагрузите стиралку. Отключите ее от сети на 15-20 минут, затем включите. Если ничего не изменилось, значит, нужна проверка тахогенератора.

Ход работы

Начнем с разборки СМ:

1. Отключите машину от сети и коммуникаций.
2. Выкрутите все саморезы по периметру задней панели.
3. Снимите ее и отставьте в сторону.
4. Теперь снимите ремень привода.
5. Потяните его на себя, одновременно прокручивая шкив.

Приступайте к демонтажу электродвигателя:

• Пометьте провода, ведущие к мотору, чтобы в дальнейшем выполнить качественное подключение.

• Открутите болты, удерживающие двигатель. Расшатывая мотор вперед-назад, достаньте из корпуса.

Теперь осмотрите датчик Холла в стиральной машине: в результате сильных вибраций его крепление могло ослабнуть, либо отошли контакты. В таком случае вам достаточно восстановить соединения и затянуть болт крепления.

Если все в порядке, нужно проверить сопротивление тахогенератора стиральной машины. Существует два способа, как это сделать:

1. Установите тестер в режим измерения сопротивления. Разожмите разъемы проводов и уберите их от контактов датчика. Приложив щупы тестера к контактам, проверьте значение сопротивления. При нормальной работоспособности сопротивление таходатчика должно быть в районе 60-70 Ом.
2. Теперь переключите тестер для измерения напряжения. Вам нужно понять: вырабатывает прибор ток или нет. Если вырабатывает, то тахогенератор исправен.
   Для проверки приложите щупы к контактам датчика, одновременно прокручивая рукой мотор. Если значения меняются (примерно 0,2 Вольта), значит, деталь работает.

Обязательно проверьте целостность проводки, поскольку сам тахогенератор редко подвергается поломкам. Возможно, причина неисправности в плате управления – в таком случае лучше обратиться в сервисный центр.

Теперь вы знаете, что такое таходатчик. Для диагностики своими руками советуем вам посмотреть видео по теме:

#01 Что такое магнитный датчик? | Учебники | Датчики Холла | Продукты

Что такое магнитный датчик?

#01 Базовые знания о магнитном датчике

Магнитный датчик — это датчик, который определяет величину магнетизма и геомагнетизма, генерируемых магнитом или током. Существует множество различных типов магнитных датчиков.
В этом разделе описаны типичные типы датчиков и их характеристики.

Катушки

Катушки являются простейшими магнитными датчиками, способными обнаруживать изменения плотности магнитного потока. Как показано на рисунке 1, когда магнит приближается к катушке, плотность магнитного потока в катушке увеличивается на ΔB. Затем в катушке создается индуцированная электродвижущая сила/индуцированный ток, который создает магнитный поток в направлении, препятствующем увеличению плотности магнитного потока. И наоборот, удаление магнита от катушки снижает плотность магнитного потока в катушке, поэтому в катушке будут генерироваться индуцированная электродвижущая сила и индуцированный ток, увеличивающие плотность магнитного потока.

Рисунок 1. Принципиальная схема катушки

Кроме того, поскольку плотность магнитного потока не изменяется, когда магнит не перемещается, индуцированная электродвижущая сила или индуцированный ток генерироваться не будут. Измеряя направление и величину этой индуцированной электродвижущей силы, можно обнаружить изменение плотности магнитного потока.

Из-за своей простой конструкции катушка не может быть легко повреждена. Однако выходное напряжение зависит от скорости изменения магнитного потока. Может оказаться невозможным использовать катушку для обнаружения фиксированного магнита или магнитного потока, который изменяется очень медленно.

Герконовый переключатель

Герконовый переключатель представляет собой датчик, в котором металлические детали (герконы), выступающие как с левой, так и с правой стороны, заключены в стеклянную трубку с зазором в месте перекрытия язычков. Когда магнитное поле прикладывается извне, эти язычки намагничиваются. Когда язычки намагничиваются, перекрывающиеся части притягиваются друг к другу и соприкасаются, после чего включается выключатель.

Рисунок 2. Принципиальная схема геркона

Элементы Холла

Элемент Холла — это устройство, использующее эффект Холла. «Холл» произошло от имени доктора Холла, открывшего эффект Холла. Он основан на том явлении, что электродвижущая сила возникает в направлении, ортогональном как току, так и магнитному полю, при приложении к объекту, через который протекает ток, магнитного поля, перпендикулярного току.

Когда ток подается на тонкопленочный полупроводник, напряжение, соответствующее плотности магнитного потока и его направлению, создается эффектом Холла. Эффект Холла используется для обнаружения магнитного поля (показано на рисунке 3).

Рисунок 3. Принципиальная схема элемента Холла

Элементы Холла могут обнаруживать магнитное поле даже в случае статического магнитного поля без изменения плотности магнитного потока. Поэтому элементы Холла используются в различных приложениях, таких как бесконтактные переключатели, используемые в сочетании с магнитами, датчики угла и датчики тока. Геомагнитные датчики, использующие элементы Холла, широко используются в смартфонах и других приложениях.

Магниторезистивный элемент

Элемент, обнаруживающий магнитное поле с помощью материала, сопротивление которого изменяется при приложении магнитной силы, называется магниторезистивным (MR) элементом.

Помимо полупроводникового магниторезистивного элемента (SMR), существует три типа датчиков в качестве репрезентативных примеров магниторезистивного элемента с использованием ферромагнитного тонкопленочного материала, такого как анизотропный магниторезистивный элемент (AMR), гигантский магниторезистивный элемент (GMR) и туннельный магниторезистивный элемент (ТМР).

Полупроводниковый магниторезистивный элемент (SMR)

В то время как элемент Холла представляет собой датчик, который измеряет напряжение Холла, создаваемое силой Лоренца, магниторезистивный элемент представляет собой датчик, который использует изменение значения сопротивления, вызванное силой Лоренца. На рис. 4 показано, как изменяется значение сопротивления полупроводникового магниторезистивного элемента N-типа (SMR: Semiconductor Magnetoresistive), который также производит АКМ. Металлические электроды размещены на полупроводниковой тонкой пленке в структуре СМР. Когда ток по часовой стрелке, как показано на рисунке, протекает через тонкую полупроводниковую пленку, электроны, которые являются переносчиками полупроводников N-типа, текут против часовой стрелки, и скорость вектора принимается как «v». При приложении магнитного поля B, ориентированного, как показано на рисунке, на электроны действует сила Лоренца, и путь становится длиннее из-за изгиба, так что значение сопротивления увеличивается.

Рис. 4. Принципиальная схема полупроводникового магниторезистивного элемента

Датчики с элементами SMR используются для обнаружения вращения шестерен.

Анизотропный магниторезистивный элемент (AMR)

Степень рассеяния электронов меняется между случаем (a), когда направление намагниченности ферромагнитной пленки параллельно направлению тока, и случаем (b), когда направление намагниченности равно вертикально к текущему направлению. Следовательно, значение сопротивления также изменяется.

Рисунок 5. Принципиальная схема AMR

Гигантский магниторезистивный элемент (GMR)

В случае многослойной пленки из ферромагнитного материала (закрепленный слой), немагнитного металла и ферромагнитного материала (свободный слой) степень рассеяния электронов изменяется в зависимости от направления намагниченность закрепленного слоя и свободного слоя антипараллельны (а) или параллельны (б). Следовательно, значение сопротивления изменяется.

Рисунок 6. Принцип построения схемы GMR

Туннельный магниторезистивный элемент (TMR)

В случае многослойной пленки из ферромагнитного материала (закрепленный слой), изолятора и ферромагнитного материала (свободный слой) пропорция электронов, проходящих через изолятор, изменяется из-за туннелирования эффект и величина сопротивления изменяется в зависимости от того, являются ли направления намагниченности закрепленного слоя и свободного слоя антипараллельными (а) или параллельными (б).

Рисунок 7. Принцип схемы TMR

Базовые знания о магнитном датчике

СВИТОК

3D-магнитные датчики — Infineon Technologies

Обзор

Широкий ассортимент трехмерных магнитных датчиков Infineon для приложений, требующих компактных, высокоточных решений с низким энергопотреблением

Трехмерный магнитный датчик положения — ценное устройство, которое может определять силу магнитного поля по осям x, y и z. Он может измерять трехмерные, линейные, угловые и вращательные движения и передавать данные через выходной интерфейс. Трехмерные магнитные датчики могут обеспечить точные измерения и требуют лишь небольшого количества энергии для работы.

Трехмерные датчики положения также известны как трехмерные датчики Холла, поскольку они работают на основе технологии Холла. Эффект Холла, давний метод измерения магнитного поля, позволяет получить измеряемое напряжение, помещая магнит перпендикулярно плоскому проводнику. Носители заряда, которые несут ток по всему проводнику, разрушаются магнитным полем магнита, и их протоны и электроны перескакивают в противоположные стороны. Разделив положительный и отрицательный заряды, измеритель может количественно измерить напряжение проводника.

Трехмерный датчик положения на эффекте Холла, связанный с магнитным реле, передает сигналы при изменении мощности магнитного поля. Будь то определение близости, угла или поворота, изменения напряженности магнитного поля указывают на изменения положения или отклонения от нормы магнитного датчика посредством эффекта Холла, которые затем отправляются в операционную систему.

Для получения дополнительной информации о магнитных датчиках Infineon XENSIV 3D и широком спектре их применения свяжитесь с одним из членов команды сегодня или изучите наш раздел поддержки.

Ассортимент трехмерных магнитных датчиков Infineon

Infineon предлагает трехмерные магнитные датчики Холла, специально разработанные для использования в автомобильной, промышленной и коммерческой сферах. Мы предлагаем широкий спектр датчиков, которые можно найти во всем, от переключателей передач и джойстиков до электроинструментов и умных бытовых приборов, с функциями, оптимизированными для высокопроизводительных приложений с учетом цены и размера. Все продукты семейства датчиков Холла Infineon 3D состоят из небольшого корпуса, режима сверхнизкого энергопотребления для низкого энергопотребления, а также стандартного 2-проводного цифрового интерфейса I²C.

Infineon XENSIV™ TLI493D-W2BW  и TLV493D-A2BW  3D магнитные датчики Холла обеспечивают особенно низкое энергопотребление, компактность и высокую точность измерения магнитного поля. Миниатюрный датчик TLV493D-A2BW с небольшими размерами корпуса WLB (1,13 мм x 0,93 мм x 0,59 мм) подходит для систем с небольшими требованиями к пространству, таких как носимые устройства и товары для дома. Благодаря низкому току покоя 7 нА в режиме ожидания этот крошечный 3D-датчик магнитного поля может обеспечить увеличенный срок службы батареи и циклы зарядки батареи.

С другой стороны, новый 3D-датчик XENSIV™ TLI493D-W2BW от Infineon прокладывает путь к новым промышленным и коммерческим вариантам использования, приводя в действие человеко-машинные интерфейсы, такие как джойстики, кнопки и устройства, и обеспечивая улучшенное управление положением для робототехники. Используя такое же ограниченное энергопотребление и обеспечивая чрезвычайно малую занимаемую площадь, его сосед, трехмерный магнитный датчик TLE493D-W2B6, содержит специальную функцию пробуждения, которая, помогая всей системе экономить энергию, оказывается особенно полезной для приложений с батарейным питанием. Этот датчик также подходит для приложений с высокой степенью безопасности, поскольку он поддерживает функциональную безопасность посредством встроенной диагностики.

Трехмерный магнитный датчик положения Особенности:

• Высокоточное измерение магнитного поля по осям x, y и z
• Измерение трехмерного, линейного, углового и вращательного движения
• Низкое энергопотребление (мин. 7 нА)
• Трехмерное измерение плотности магнитного потока ±160 мТл
• Широкий диапазон температур
• Доступны различные размеры, включая миниатюрную версию для компактного применения
• Используется в ряде автомобильных, промышленных и потребительских приложений

 

 

Применение трехмерных магнитных датчиков

Магнитные 3-осевые датчики Холла Infineon постепенно находят все более широкое применение в автомобильной промышленности. В автомобильных приложениях эти датчики обеспечивают контроль в салоне, а также под капотом с возможностью трехмерного измерения и долговечностью в диапазоне высоких температур. Наиболее распространенные автомобильные варианты использования трехмерных магнитных датчиков положения — это модули верхней стойки (TCM), рычаги переключения передач и функции HDI, такие как колеса прокрутки, регулировка сиденья и управление H-Vac. Благодаря требованиям к линейному магнитному диапазону, которые можно установить до ±160 мТл, 3D-датчики также могут управлять элементами информационно-развлекательных/навигационных систем и многофункциональными рулевыми колесами.

Трехмерные магнитные датчики также используются в ряде промышленных и коммерческих установок. Человеко-машинные интерфейсы, такие как джойстики и эргономичные кнопки, основаны на данных, генерируемых трехмерным датчиком на эффекте Холла и магнитной системой. В лабораториях и на фабриках трехмерные магнитные датчики позволяют точно управлять роботами и дронами. Они также обеспечивают защиту от несанкционированного доступа к интеллектуальным счетчикам и даже используются в отдельных продуктах, которые теперь используются в бытовой технике, электроинструментах и ​​носимых электронных устройствах личной гигиены.

Скачать документы галереи

Продукты

Основные моменты

Новости рынка трехмерных магнитных датчиков

Документы

Поддержка дизайна

Видео

Делиться Делиться Делиться Делиться Делиться Делиться

Партнеры

Обучение

Сверхкомпактный 3D-магнитный датчик для промышленных и бытовых применений

• Узнайте, что такое 3D-магнитные датчики, их основные функции и области применения
• Узнайте о преимуществах сверхмалых размеров и функции пробуждения наших 3D-датчиков Холла
• Узнайте, как получить наши комплекты 2GO и Shield2Go, включая SW

XENSIV™ — магнитные датчики положения Infineon

• Знать основные технологии, используемые для определения положения
• Определите варианты использования в автомобильной промышленности, где могут применяться продукты Infineon XENSIV™

Инструменты для магнитных датчиков положения

• Узнайте об инструментах Infineon для магнитных датчиков положения
• Определите инструменты, которые могут помочь вам проверить, подходит ли линейка магнитных датчиков положения Infineon XENSIV ^TM для ваших систем

Введение в профилактическое обслуживание систем HVAC с помощью датчиков

Обучение дает обзор профилактического обслуживания в HVAC и роли датчиков.