Czujnik Halla w telefonie – Czym jest i jak działa?

Elektronika użytkowa pod postacią np. telefonów oraz motoryzacja w wielu markach i modelach samochodów np. audi i golfie wykorzystuje czujnik Halla. Wykorzystuje się go oczywiście na masę różnych innych sposobów np. jako przełączniki w maszynach przemysłowych. Dzięki niesamowitej uniwersalności i możliwości miniaturyzacji stał się jednym z najpopularniejszych czujników używanych w dzisiejszym świecie. Co to jest czujnik Halla i jakie ma zastosowanie w naszym życiu? To jedne z pytań, na które odpowiemy w poniższym artykule.

Co to jest czujnik Halla?

Czujnik Halla (lub Halla) w telefonie to element elektroniczny wykorzystywany do pomiaru pola magnetycznego. Jest nazwany na cześć amerykańskiego fizyka Edwina Halla, który odkrył zjawisko, na którym opiera się ten typ czujnika.

Czujnik Halla wykorzystuje efekt Halla, który polega na tym, że gdy prąd przepływa przez przewodnik umieszczony w polu magnetycznym prostopadle do kierunku prądu, w przewodniku powstaje napięcie zwane napięciem Halla. To napięcie jest proporcjonalne do natężenia pola magnetycznego.

Odkrycie wyprzedzało swoje czasy, powstało przed odkryciem elektronu, co ciekawe sonda przez wiele lat nie znajdowała zastosowania, gdyż musiała poczekać na rozwój techniki, a konkretnie lepszego poznania materiałów półprzewodnikowych jak krzem.

Materiały do produkcji czujników Halla

Czułość czujnika Halla determinują materiały z wysoką ruchliwością elektronów. Co za tym idzie pewne materiały będą lepiej się nadawać do jego produkcji niż inne. Wśród najbardziej odpowiednich znajdziemy:

• arsen galu
• arsen indu
• fosforek indu
• antymonid indowy
• grafen

Prawdopodobnie poza grafenem powyższe związki niewiele ci mówią, więc w ramach pigułki informacyjnej arsen galu jest związkiem pierwiastków galu i arsenu będący półprzewodnikiem, arsen indu to również półprzewodnik złożony z arsenu i indu itd. wszystkie materiały to półprzewodniki.

Zasada działania czujnika Halla

W czujniku z efektem Halla cienki pasek metalu ma prąd przyłożony wzdłuż niego. W obecności pola magnetycznego elektrony w metalowej taśmie odchylają się w kierunku jednej krawędzi, wytwarzając gradient napięcia na krótkim boku paska (prostopadle do prądu zasilania).

Czujniki z efektem Halla mają tę przewagę nad czujnikami indukcyjnymi, że podczas gdy czujniki indukcyjne reagują na zmieniające się pole magnetyczne, które indukuje prąd w cewce drutu i wytwarza napięcie na jego wyjściu.

Czujniki z efektem Halla mogą wykrywać statyczne (niezmienne) pola magnetyczne.

W najprostszej postaci czujnik działa jako przetwornik analogowy , bezpośrednio zwracając napięcie. Za pomocą znanego pola magnetycznego można określić jego odległość od płyty Halla. Za pomocą grup czujników można wywnioskować względne położenie magnesu.

Czujniki z efektem Halla są przetwornikami liniowymi. W rezultacie takie czujniki wymagają obwodu liniowego do przetwarzania sygnału wyjściowego czujnika.

Zastosowanie czujnik Halla w telefonach

W telefonach komórkowych czujniki Halla są wykorzystywane do różnych celów, takich jak:

1. Określanie Orientacji:
   • Czujniki Halla mogą być wykorzystywane razem z innymi czujnikami, takimi jak akcelerometr czy żyroskop, do określania orientacji urządzenia w przestrzeni.
2. Obsługa Smart Coverów:
   • W niektórych telefonach, zwłaszcza tych z systemem Android, czujniki Halla są wykorzystywane do rozpoznawania, czy telefon jest osłonięty specjalnym etui (smart coverem), co może wpływać na aktywację lub dezaktywację ekranu.
3. Wykrywanie Magnesów:
   • Czujniki Halla pozwalają na wykrywanie magnesów. W niektórych przypadkach są one wykorzystywane do obsługi magnetycznych uchwytów samochodowych czy innych akcesoriów.
4. Kompasy Elektroniczne:
   • W połączeniu z odpowiednimi algorytmami, czujniki Halla mogą być wykorzystywane do tworzenia kompasów elektronicznych w telefonach.

Nie każdy telefon jest wyposażony w czujnik Halla, nie jest to czujnik tak niezbędny jak czujnik temperatury czy żyroskop więc należy bacznie czytać specyfikację telefonu, jeżeli zależy nam na zakupie modelu z czujnikiem Halla (np. Galaxy S4).

Jak sprawdzić czy telefon ma czujnik Halla?

Sprawdź oficjalną dokumentację techniczną telefonu. Przeważnie producenci podają pełne specyfikacje swoich urządzeń, w tym informacje o zastosowanych czujnikach.

Możesz znaleźć tę informację na stronie internetowej producenta lub w instrukcji obsługi.

Alternatywnie pobierz aplikację diagnostyczną z Google Play Store lub Apple App Store, która pozwala na sprawdzenie obecności różnych czujników w telefonie. Przykłady to „Sensor Box” dla Androida lub „Sensor Kinetics” dla systemu iOS.

Telefony z Czujnikiem Halla

Obecnie wielu producentów telefonów komórkowych wyposaża swoje urządzenia w różnorodne czujniki, w tym również czujniki Halla.

1. Samsung:
   • Wiele modeli smartfonów Samsung, zarówno z serii Galaxy S, Galaxy Note, jak i niektóre modele z innych serii, wyposażone jest w czujniki Halla.
2. Xiaomi:
   • Telefony Xiaomi, szczególnie z serii Redmi i Mi, często posiadają różnorodne czujniki, w tym czujniki Halla.
3. Huawei:
   • Niektóre modele telefonów Huawei, zwłaszcza z serii P oraz Mate, wyposażone są w czujniki Halla.
4. OnePlus:
   • W niektórych modelach telefonów OnePlus można znaleźć czujniki Halla, np. w serii OnePlus 8 czy OnePlus 9.
5. Motorola:
   • Niektóre telefony Motorola, zwłaszcza z serii Moto G i Moto Z, posiadają czujniki Halla.
6. Sony:
   • Niektóre modele telefonów Sony Xperia mogą być wyposażone w czujniki Halla.
7. LG:
   • Niektóre modele telefonów LG, zwłaszcza z serii LG G i LG V, mogą posiadać czujniki Halla.

Warto zaznaczyć, że obecność czujnika Halla nie zawsze jest standardową funkcją we wszystkich modelach danej marki. Różne warianty modeli mogą różnić się pod względem zastosowanych czujników.

Aby upewnić się, czy konkretny model telefonu posiada czujnik Halla, zalecam sprawdzenie oficjalnych specyfikacji danego urządzenia na stronie producenta lub w instrukcji obsługi.

Jak rozpoznać uszkodzony czujnik Halla w telefonie?

Rozpoznanie uszkodzonego czujnika Halla w telefonie może być trudne bez specjalistycznego sprzętu diagnostycznego. Jednak istnieją pewne oznaki i symptomy, które mogą sugerować problemy z tym czujnikiem.

1. Błędy w Aplikacjach:
   • Jeśli korzystasz z aplikacji, które wykorzystują czujnik Halla (np. aplikacji kompasowej) i zauważysz, że dostarcza ona niepoprawnych danych, może to wskazywać na potencjalne problemy z czujnikiem.
2. Awaria Smart Coverów:
   • Jeśli twój telefon obsługuje smart cover lub inny akcesorium magnetyczne, a to nie działa poprawnie, problem może tkwić w czujniku Halla.
3. Błąd Kalibracji:
   • Niektóre telefony wymagają kalibracji czujników magnetycznych. Jeśli kalibracja nie jest prawidłowa, czujnik Halla może dostarczać fałszywych lub niedokładnych danych.
4. Aplikacje Testujące Czujniki:
   • Istnieją specjalne aplikacje dostępne na platformach Android i iOS, które pozwalają na testowanie różnych czujników w telefonie. W takich aplikacjach można znaleźć funkcję do testowania czujnika Halla.

Jeśli masz podejrzenia co do uszkodzenia czujnika Halla w swoim telefonie, warto skontaktować się z autoryzowanym serwisem producenta lub specjalistycznym serwisem naprawy, aby przeprowadzić dokładne testy i ewentualną naprawę.