Современные мобильные устройства обладают большим количество вспомогательных датчиков, трансформирующих обычный мобильный телефон в умное (smart) устройство с большим количеством функций. Кроме акселерометра, сенсора освещённости и других датчиков во многих современных смартфонах присутствует ещё так называемый «датчик Холла», позволяющий измерить напряжённость магнитного поля. В этом материале я подробно расскажу, что такое датчик Холла в телефоне, какова специфика его применения, и в каких функциях смартфона он может особенно пригодиться.

Датчик Холла — это измерительный элемент (по сути – магнитометр), определяющий наличие, интенсивность, и смены в интенсивности магнитного поля.

Датчик получил своё название благодаря открытому в 1879 «эффекту Холла» — возникновению поперечной разности потенциалов, которая появляется благодаря помещению проводника с постоянным током в магнитное поле (американский физик Эдвин Холл, в честь которого назван данный эффект, экспериментировал с пропуском постоянного тока по тонким пластинкам золота).

Возможности датчика Холла пригодились во многих отраслях материального производства (в частности, в автомобилестроении). Применение же его при производстве мобильных гаджетов позволило реализовать следующие функции:

• Измерять величину магнитного потока;
• Автоматически корректировать яркость экрана при разных степенях освещённости;
• Определять более точное направление движения;
• Реализовать бесконтактное управление (с помощью жестов);
• Менять ориентацию изображения на дисплее вашего гаджета и так далее.

В смартфонах датчик Холла выглядит как микросхема, которая на выходе выдаёт сигнал в виде нуля (сигнала нет) или единицы (сигнал подаётся). Данный сигнал считывается смартфоном, и в зависимости от специфики настроек аппарат выполняет то или иное действие.

Проверяем, есть ли датчик Холла в вашем телефоне

Так как узнать, есть ли магнитный датчик в телефоне? Обычно наличие датчика Холла в смартфоне должно быть указано в технических характеристиках вашего устройства. Если для модели вашего смартфона продаются умные чехлы (уровня Smart Case), тогда, вполне вероятно, рассматриваемый мной датчик присутствует в вашем гаджете.

При этом большинство современных флагманских моделей смартфонов располагают упомянутым датчиком, встроенным во внутренний функционал таких устройств. Уверен, вы поняли что это за датчик Холла в вашем мобильном устройстве, теперь давайте разберём зачем он нужен.

Зачем нужен Датчик Холла в телефоне

При изготовлении смартфонов, упрощённая модель датчика Холла применяется в нескольких основных случаях:

• В качестве цифрового компаса . Помогает в определении позиционирования устройства, определении направления движения, способствует более корректной работе GPS;
• При работе с магнитными чехлами . Датчик Холла реагирует на открытие и закрытие такого чехла (часто это чехол-флип), соответственно включая или выключая те или иные режимы работы телефона (например, дисплей). Соответственно, это позволяет снизить скорость разрядки аккумулятора, способствуя его более бережному расходу.

• В раскладных телефонах (раскладушках) . В таких устройствах открытие или закрытие крышки включает или выключает данное устройство;
• В других устройствах, связанных с работой смартфона , в частности, в очках виртуальной реальности Google CardBoard, где датчик Холла применяется в работе единственной кнопки данного аксессуара.

При этом небольшие размеры смартфона и такой же небольшой объём его аккумулятора существенно снижают, по мнению специалистов, возможности использования датчика Холла.

Как работает Датчик Холла [видео]

При рассмотрении того, что это такое Датчик Холла в вашем телефоне следует отметить, что данный элемент из-за небольших размеров смартфонов и других ограничивающих возможностей не может в полной мере реализовать свой изначально богатый потенциал. Тем не менее, наличие данного датчика в мобильном устройстве позволяет сделать смартфон более эргономичным и дружелюбным для пользователя – удобно пользоваться магнитными чехлами, удобно ориентироваться на местности, и даже работать с очками виртуальной реальности. Всё упомянутое выше позволяет сделать вывод, что внедрение датчика Холла в современные мобильные устройства является полезной новацией, которая ещё не раз оправдает себя в будущем.

Вконтакте

Работа такого датчика основана на эффекте Холла. Он заключается в следующем: если полупроводник, вдоль которого течет электрический ток, поместить в магнитное поле, появится поперечная разность потенциалов (напряжение). Это напряжение называют холловским. Оно может варьироваться от десятков микровольт до сотен милливольт. На момент открытия эффекта Холла ему не нашлось применения в промышленности. Только 75 лет спустя изобрели тонкие полупроводниковые пленки, которые обладали нужными свойствами. С их помощью и был создан датчик Холла.

Первый подобный датчик состоял из постоянного магнита, лопасти ротора, магнитопроводов, микросхемы и двух выводов. Он обладал массой достоинств. Им было очень легко управлять. При подаче сигнала на его входы возникает постоянный во времени прямоугольный импульс, без резких скачков. Этот датчик имел малые габариты (порядка микрометра). Как и у любой микросхемы, у него были свои недостатки: чувствительность к изменению электрического поля и слишком высокая цена.

Датчики Холла бывают аналоговыми и цифровыми. Первые используются для того, чтобы преобразовывать индукцию магнитного поля в напряжение. Цифровые же определяют наличие или отсутствие поля в данной области. Если индукция поля достигает определенного значения, на выходе датчика будет логическая единица, если не достигает - логический ноль. И аналоговые, и цифровые датчики улавливают поперечную разность потенциалов, которая появляется при воздействии магнитного поля на полупроводник с током.

Применение датчиков Холла

Изначально датчик Холла стал применяться в автомобилестроении. С его помощью определяется угол положения коленвала или распредвала. В более старых автомобилях он используется для получения сигнала об образовании искры.

Датчики Холла широко применяются в производстве амперметров, способных определять силу тока от 250 мА до тысяч ампер. С помощью датчиков можно измерять силу постоянного и переменного тока высокой частоты. При этом она будет пропорциональна индукции магнитного поля, которая наводится током, проходящим через проводник.

Датчики Холла используются при изготовлении электромеханических приводов, специальных систем для обеспечения работы исполнительных механизмов на фабриках и заводах. В этом случае датчики будут регулировать правильное положение механизма.

Большинство Android телефонов имеют встроенные датчики, которые измеряют движение, ориентацию и различные условия окружающей среды. Эти датчики помогут контролировать трехмерное движение устройства или позиционирования, или изменения в окружающей среде. Например, приложение погоды использует датчик температуры телефона и датчик влажности для расчета точки насыщения. Точно так же ваше приложение будет использовать путешествия датчик геомагнитного поля и акселерометр, чтобы найти конкретный пункт назначения. Различные датчики на Android устройства обеспечивают точные и точные данные в другие приложения или непосредственно к вам.

Если вы думаете, что датчики вашего Android телефона не работают так, как надо, вы всегда можете проверить, если это действительно работает нормально или нет. Итак, как вы точно определить, что не так с датчиками вашего телефона?

Какой бы ни была проблема, есть приложения, которые могут помочь вам выяснить проблему и решить ее. Даже если у Вас нет конкретной проблемы, он все еще может быть хорошо, чтобы проходить через небольшой регистрации на вашем телефоне, чтобы обеспечить здоровье телефона. Обратите внимание, что ваше устройство может или не может поддерживать все датчики, упомянутые выше. В данной статье будут перечислены некоторые из наиболее популярных приложений, доступных бесплатно для тестирования датчиков в вашем мобильном телефоне. Большинство из этих приложений включают в себя краткие инструкции для проведения теста для каждого теста датчика.

Android платформа поддерживает следующие три широкие категории датчиков:

Датчики движения

Датчик движения силы измеряет ускорение и силы вращения. Такие датчики включают в себя акселерометры, датчики силы тяжести, гироскопы и вращательные векторных датчиков.

Экологические датчики

Датчик окружающей среды измеряет различные параметры окружающей среды. Примеры датчиков состояния окружающей среды являются барометры, фотометрические и термометры.

Датчики положения

Датчик положения измеряет физическое положение устройства. датчики ориентации и магнитометры являются примерами датчиков положения.

Теперь, прежде чем мы продолжим, давайте кратко рассмотрим некоторые из основных датчиков, что они делают и что делать, чтобы проверить эти датчики. Позже мы расскажем вам о приложениях, которые могут автоматически запускать тесты датчиков.

гироскоп Датчик

Гироскоп используется для измерения 6 направлений одновременно. Это позволяет экран устройства вращаться с книжной на альбомную. Вы можете наклонить телефон медленно, чтобы проверить, если датчик гироскоп работает.

Акселерометр Датчик

Акселерометр определяет ориентацию телефона и измеряет ускорение силы тяжести в том числе по трем осям. Вы можете повернуть телефон медленно, чтобы проверить, если датчик акселерометр работает.

Световой датчик

Датчик освещенности автоматически регулирует яркость экрана в соответствии с интенсивностью освещения вашего окружения. Вы можете проверить датчик в темном месте, а затем, перемещая телефон к зоне с ярким светом. Если изменения освещенности экрана, это означает, что датчик работает.

датчик ориентации

Датчик ориентации определяет состояние направления вашего Android устройства. Он проверяет автоматический поворот экрана. Поверните ваш телефон, чтобы проверить, если датчик работает нормально.

Датчик приближения

Бесконтактный датчик измеряет расстояние объекта от передней панели телефона. Например, ваш телефон экран выключается, когда вы берете его ближе к вашим ушам во время активного вызова.

Датчик температуры

Датчик температуры проверяет температуру батареи вашего Android устройства. Если вы путешествуете в Интернете с помощью 3G или играть в HD игры вы будете испытывать повышение температуры батареи, в которой он становится достаточно горячим на ощупь.

датчик звука

Датчик звука определяет интенсивность звука вокруг вас и дает вам подробную информацию об изменениях интенсивности.

Магнитный датчик поля

Магнитный датчик измеряет поле магнитных полей вдоль трех осей телефона. Он в основном используется для определения направления. Примерами могут служить приложение Google и приложение Compass. Просто двигаться с телефоном, чтобы проверить магнитный датчик.

Датчик давления

Датчик давления измеряет атмосферное давление. Он используется для прогноза погоды и для измерения температуры окружающей среды.

CPU-Z

Приложение CPU-Z собирает всю необходимую информацию о телефоне и представляет его в одном окне. Каждая опция вкладки в верхней части окна отображаются соответствующие детали.

Вкладка SOC - отображает система на кристалле (SoC) Архитектура детали вашего смартфона Android , как показано на рисунке ниже.

Вкладка Устройство - отображает детали устройства, как модель, производитель, аппаратные средства, размер экрана, общей и используемой оперативной памяти, общей и используемой памяти и т.д.

Вкладка Система - отображает подробную информацию о вашем смартфоне, как модель, производитель, тип платы, разрешение дисплея, на Android версии, установленной и т.д.

Вкладка батареи - отображает состояние зарядки аккумулятора, уровня, источник питания, статус, технологии, температуры и напряжения и т.д.

Тепловое вкладка - отображает список показаний температуры. Так как нагрузка на центральный процессор заставляет ваш телефон нагреваться, это хорошо, чтобы проверить, что температура не пересекает 60 ° C, поскольку это указывает на неисправность устройства. Этот датчик может быть не доступен во всех моделях устройства. Если он отсутствует, то вкладка не будет отображать любые значения.

Вкладка Датчики - отображает значения датчиков, поддерживаемых на устройстве. Вы можете играть с телефоном, чтобы проверить, если отдельные датчики работают; например, наклоняя телефон, чтобы проверить гироскоп или переместить ладони по экрану, чтобы проверить датчик близости и т.д. Если показания CPU-Z изменяются в ответ на ваши действия, то датчики отлично и работает. Если вы все еще чувствуете, что датчики не функционируют должным образом, то вам необходимо проверить и сравнить значения с другой аналогичной модели или устройства.

Датчик Кинетика

Датчик Кинетика позволяет просматривать, отслеживать и понимать поведение всех стандартных датчиков, установленных на вашем телефоне. Вы можете изменить настройку задержки или активировать или деактивировать определенные датчики. Это приложение демонстрирует использование каждого из датчиков, имеющихся в телефоне. Таким образом, вы можете легко проверить датчики в телефоне. Каждый датчик прикреплен к зрителю схему с необработанных и обработанных данных. Она также включает в себя документацию с легко понять примеры о том, как проверить каждого из датчиков на телефоне.

Испытание датчика

Тестирование приложения Датчик предназначен для обнаружения и проверки работоспособности каждого из датчиков, которые доступны на вашем телефоне. Он отображает датчики по умолчанию и отображает реальные данные времени и информацию о каждом датчике. Он также отображает поставщика, максимальный диапазон, разрешение и тока абсорбции для каждого датчика.

Sensor Box для Android

Sensor Box для Android приложение является хорошим ищет приложение с впечатляющим графическим представлением. Он обнаруживает все датчики, которые доступны на вашем Android устройстве. Приложение отображает все датчики и соответствующее сообщение появляется, если выбранный датчик не поддерживается вашим телефоном. Это приложение обнаруживает только изменения датчиков, если таковые имеются, и отображает значения. Он может не показывать правильные значения температуры, близость, света и давления, если не произойдет каких-либо изменений.

Телефон тестер

Телефон тестер приложение не только проверяет датчики на телефоне, но и проверяет состояние здоровья аппаратных устройств, Wi-Fi, телефония, GPS, сенсорный, батареи и системной информации. Он также проверяет, температуры окружающей среды, влажности, шаг детектора, монитор сердечного ритма и датчик отпечатков пальцев - при условии, что поддерживается Вашим устройством. A Pro версия приложения также доступна, который отображает дополнительную информацию, такую как память телефона, скорость процессора и памяти SD карты.

AndroSensor

AndroSensor поддерживает все датчики, что Android-устройство может иметь, но отображает в режиме реального времени детали датчик только те, поддерживаемых вашим устройством. Подробные сведения отображаются в графическом и текстовом формате. Это приложение также позволяет сохранить данные датчика в файл CSV.

Программы и опции Другие

Помимо упомянутых выше приложений, существует множество других приложений, доступных бесплатно с Google Play Store. Все эти приложения помогут вам в тестировании датчиков телефона. Некоторые из приложений, которые стоит упомянуть датчики Мультитул, датчик проверки и Advanced Sensor Checker. Вы можете установить и попробовать несколько приложений и посмотреть, если он предоставляет вам информацию, что вы искали.

Если вы используете телефон Samsung, наберите секретный код * # 0 * # , чтобы выполнить тест телефона без необходимости установки каких - либо дополнительных приложений. Выберите вкладку датчика с экрана, который отображается и следуйте инструкциям, чтобы проверить поддерживаемые датчики на телефоне.

Если у Вас возникли вопросы по этой теме, пожалуйста, не стесняйтесь задавать в разделе комментариев. Мы в TechWelkin и наш читатель сообщество будет пытаться помочь вам. Благодарим Вас за использование TechWelkin!

Смартфон, с которым вы наверняка не расстаетесь весь день, знает, где вы находитесь, как вы его держите и с какой скоростью двигаетесь. Тем не менее, основные инновации в сфере датчиков для мобильных девайсов еще впереди, причем ждут нас в совсем недалеком будущем. Сейчас мы наблюдаем зарождение новой эры – смартфонов, анализирующих различные параметры окружающей среды и постоянно их записывающие для использования приложениями и сервисами в повседневной жизни.

Итак, какие сенсоры, датчики и другие хитрые измерительные микро-девайсы можно найти в современных смартфонах?

• Датчик приближения : умеет с помощью инфракрасного луча определять, что вы поднесли смартфон к уху для разговора и дает команду на отключение экрана, чтобы вы ненароком не задели ухом или щекой какую-нибудь сенсорную кнопку на дисплее во время разговора.
• Датчик жестов : отслеживает движения, главным образом – глаз или руки, и отдает смартфона заранее запрограммированные команды (допустим, пролистать страничку в браузере или вывести на экран последние уведомления).
• Гироскоп : определяет вращение смартфона в пространстве по трем осям (часто работает вместе с акселерометром).
• Акселерометр : определяет положение смартфона в пространстве по трем осям (часто используется и в других портативных устройствах).
• Геомагнитный датчик (компас): использует магнитное поле Земли для ориентации по сторонам света (активно используется в навигационных сервисах).
• Датчик температуры/влажности : измеряет температуру окружающей среды и влажность воздуха
• Барометр : благодаря этому датчику смартфон может измерить атмосферное давление
• Датчик Холла : благодаря этому датчику смартфон определяет, закрыт или открыт чехол
• Датчик движения : определяет движение iPhone (используется в мобильных играх и для разблокировки iPhone).
• Датчик освещенности : автоматически настраивает яркость экрана в зависимости от освещенности
• Датчик гравитации : как правило, это акселерометр, содержащий небольшой грузик или трубочку. Перемещение грузика помогает смартфону определить, наклоняют ли его вправо или влево, вперед или назад. Работает в основном в мобильных играх.
• Сканер отпечатков пальцев : используется в смартфонах (iPhone 5s, Galaxy S5) для идентификации пользователя по отпечатку палцев.
• Датчик сердцебиения : умеет измерять пульс владельца смартфона (Galaxy S5)

Вот сколько датчиков может содержать современный смартфон. Скажем спасибо трудолюбивым китайцам, благодаря которым стоимость всех этих датчиков не превышает и сотни рублей. В будущем можно ожидать появления в мобильных девайсах новых датчиков и сенсоров для измерения (шагомер? микрометр? толщиномер?). Но и без внедрения в смартфоны новых датчиков ваш верный мобильный девайс знает достаточно, чтобы через API передавать собранные данные для работы множества приложений и сервисов: управление «умным» домом, геофенсинг, отслеживание состояние вашего здоровья и физической активности, коммуникации с «умным» автомобилем и смарт-часами и так далее. Будущее – уже на горизонте.

Современные мобильные телефоны оборудованы вспомогательными датчиками, которые нужны для правильной работы устройства. Помимо этого, они увеличивают его многофункциональность. На некоторых моделях установлен датчик Холла в телефоне. Что это такое, зачем он нужен и как работает, описано ниже.

Что это?

Датчик Холла – это прибор, фиксирующий магнитное поле и его напряженность. В смартфонах используется упрощенный аналог устройства, который определяет только наличие магнитного поля без считывания его напряженности по осям.

Работа прибора основана на эффекте Холла, открытом в 1879 году. Если проводник, по которому течет электрический ток, поместить в постоянное магнитное поле, под его действием электроны отклоняются к одной из граней пластины. В этой части накапливается отрицательный заряд, в то время, когда на противоположной грани собирается положительный заряд. Процесс продолжается до того момента, пока образовавшееся электрическое поле не скомпенсирует магнитную составляющую силы Лоренца. Образованная разность потенциалов на краях пластины фиксируется датчиком Холла.

В смартфонах он представлен микросхемой, которая на выходе создает информационный сигнал в двух состояниях:

• единица (сигнал подается);
• ноль (сигнал отсутствует).

Мобильный телефон его считывает и в зависимости от состояния сигнала выполняет то или иное действие.

Важно! Датчик можно устанавливать рядом с микроконтроллерами или логическими элементами – он не влияет на их работу.

Узнать, есть ли датчик Холла в вашем гаджете, можно, прочитав инструкцию к смартфону, в которой это должно быть указано. Или сделайте так, как показано на видео.

Зачем нужен?

Этот прибор имеет широкий спектр возможностей в зависимости от системы, в которой используется. Но в смартфонах раскрыть его потенциал полноценно невозможно по нескольким причинам:

• компактные размеры мобильного телефона;
• сокращение потребления заряда аккумулятора;
• нет необходимости.

В смартфонах датчик Холла используется в двух случаях:

• в цифровом компасе и для улучшения геопозиционирования, обеспечивая быстрый «холодный» старт GPS-навигатора;
• взаимодействие с магнитным чехлом для смартфона.

Принцип взаимодействия с магнитным чехлом

Магнитные чехлы блокируют/разблокируют экран гаджета при закрытии/открытии защитной крышки. Работу этой функции обеспечивает датчик Холла, встроенный в устройство: он реагирует на приближение/удаление магнита на флипе, в результате чего магнитное поле меняется. Это регистрируется датчиком, который подает смартфону команду на разблокировку/блокировку экрана.

В некоторых чехлах сделано окошко для отображения определенного участка экрана, на котором видны часы, сообщения, пропущенные вызовы и проч. Этот тоже эффект обеспечивается датчиком Холла, который определяет, нужно полностью заблокировать экран или оставить часть активной.

При этом сам магнит, встроенный в флип чехла, не вредит смартфону, что наглядно показано на видео.