Czujnik Halla – co to jest? Jak działa i do czego służy?

Producenci urządzeń elektronicznych nieustannie rozwijają swoje produkty, wprowadzając na rynek coraz to bardziej zaawansowane technologie. Współczesne smartfony oraz inne urządzenia mobilne mogą być np. wyposażone nie tylko w standardowe czujniki, jak akcelerometr, magnetometr czy żyroskop, ale także czujnik Halla. Co to jest? Jak działa czujnik Halla w urządzeniach, takich jak smartfon, tablet czy laptop? Czy każdy smartfon ma czujnik Halla? Odpowiadamy na te pytania.

Co to jest czujnik Halla?

W specyfikacji technicznej nowoczesnych smartfonów, a także innych urządzeń elektronicznych można się spotkać z obecnością elementu, takiego jak czujnik Halla. Co to jest? Tak nazywa się niewielki element elektroniczny, składający się z cienkiej płytki półprzewodnikowej z kilkoma elektrodami, służący do wykrywania pola magnetycznego. Konstrukcja czujnika Halla nie zawiera ruchomych części, co sprawia, że jest on wyjątkowo trwały i niezawodny.

Jak działa czujnik Halla?

Czujnik Halla działa na podstawie tzw. efektu Halla. Zjawisko fizyczne zostało odkryte w 1879 roku, przez amerykańskiego fizyka, Edwina Halla. Polega ono na tym, że w przewodniku (przez który płynie prąd elektryczny), po umieszczeniu w poprzecznym polu magnetycznym pojawia się różnica potencjałów (czyli napięcie).

Efekt Halla wynika z działania siły Lorentza, która wpływa na poruszające się ładunki elektryczne (elektrony). Gdy na przepływający prąd działa zewnętrzne pole magnetyczne, tor ruchu elektronów ulega zakrzywieniu. Zamiast w linii prostej, przesuwają się one w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu, ku jednej z krawędzi przewodnika. W efekcie po jednej stronie materiału gromadzi się więcej ładunków ujemnych, a po drugiej – dodatnich, co prowadzi do powstania różnicy potencjałów, którą można zmierzyć lub wykorzystać do uruchamiania niektórych elementów w urządzeniach elektronicznych.

Czujnik Halla może pracować w trybie cyfrowym (jak przełącznik magnetyczny) lub analogowym (w bardziej zaawansowanych układach napięcie wyjściowe zmienia się płynnie wraz ze zmianą siły pola magnetycznego).Pod względem zasady działania i czułości wyróżniamy także czujniki Halla:

• jednobiegunowe, które reagują wyłącznie na jeden biegun magnetyczny, północny lub południowy;
• dwubiegunowe, które włączają się po wykryciu pola magnetycznego o jednej biegunowości, natomiast wyłączają się po ekspozycji na pole magnetyczne o przeciwnej polaryzacji;
• omnipolarne, które reagują na dowolny biegun magnesu, niezależnie od jego polaryzacji.

Do czego służy czujnik Halla w telefonie i laptopie?

Wiemy już, jak działa czujnik Halla. Wielu użytkowników zastanawia się jednak, po co czujnik Halla w telefonie czy też innych urządzeniach mobilnych, skoro obecność tego podelementu nie zawsze jest oczywista. Otóż czujnik Halla w smartfonie, laptopie czy też tablecie, pełni funkcję czujnika zbliżeniowego, opartego na polu magnetycznym. Wykrywa on obecność magnesu umieszczonego w obudowie lub akcesoriach urządzenia i na tej podstawie aktywuje określone funkcje.

Czujnik Halla w smartfonie

Czujnik Halla w smartfonie odpowiada za automatyczne wygaszanie ekranu po zamknięciu etui. Dzięki zastosowaniu czujnika Halla ekran smartfona gaśnie za każdym razem, gdy zamkniemy klapę etui, w którym przechowywane jest urządzenie. Tymczasem po otwarciu etui ekran automatycznie się rozświetla. Etui to musi jednak spełniać jeden warunek, mianowicie – zawierać niewielki magnes umieszczony w odpowiednim miejscu, w pobliżu czujnika Halla.

Czy każdy smartfon ma czujnik Halla? Niekoniecznie. Nie wszystkie modele dostępne na rynku wykorzystują czujnik Halla. Informację na ten temat można znaleźć w specyfikacji technicznej smartfona.

Jeśli w danym modelu smartfona jest obecny czujnik Halla, zastosowanie tego elementu przynosi szereg korzyści dla użytkownika:

• smartfon z czujnikiem Halla jest wygodniejszy w codziennym użytkowaniu – jego ekran wygasza się automatycznie po zamknięciu klapki etui, bez konieczności ręcznego blokowania;
• smartfon z czujnikiem Halla jest bardziej energooszczędny – przygaszanie ekranu zawsze wtedy, gdy smartfon nie wyświetla treści, przyczynia się do zmniejszenia zużycia baterii i wydłużenia czasu pracy urządzenia.

Czujnik Halla w laptopie

Czujnik Halla w laptopie jest zwykle umieszczony w obudowie, a jego zadaniem jest wykrywanie momentu zamknięcia lub otwarcia pokrywy urządzenia. Dzięki obecności czujnika Halla po zamknięciu pokrywy ekran przygasza się automatycznie, użytkownik zostaje wylogowany z systemu, a komputer przechodzi w stan uśpienia. Tymczasem po otwarciu pokrywy laptop wybudza się i jest gotowy do pracy. Rozwiązanie to pozwala, podobnie jak w smartfonach, oszczędzać energię i zwiększyć żywotność baterii. Dodatkowym atutem czujnika Halla w laptopie jest ochrona podzespołów komputera przed przegrzaniem.

Warto przy okazji wspomnieć, jak działa czujnik Halla w laptopach 2w1. W tego typu sprzętach, których ekran może pracować w trybie laptopa lub tabletu, czujnik Halla służy do wykrywania położenia ekranu. 

Czujnik Halla – zastosowanie w tabletach

W tabletach także może być obecny czujnik Halla. Zastosowanie tego elementu powoduje, podobnie jak w smartfonach czy laptopach, automatyczne wygaszanie ekranu po zamknięciu etui z wbudowanym magnesem. Tymczasem po otwarciu etui ekran tableta automatycznie się rozświetla i odblokowuje. Do zwiększenia świadomości na temat tego, jak działa czujnik Halla, przyczyniła się w dużej mierze firma Apple, która zastosowała czujnik Halla w iPadach i kompatybilnych z nimi etui.

Warto wiedzieć: czujnik Halla nie tylko zwiększa wygodę podczas korzystania z tabletu, ale także może rozszerzać funkcjonalność urządzenia. Dzięki obecności czujnika Halla możliwe jest np. automatyczne przełączanie funkcji nawigacyjnych w rysikach zbliżeniowych lub innych akcesoriach komunikujących się z tabletem.

Czujnik Halla – zastosowanie w innych urządzeniach

Czujniki Halla odnajdują zastosowanie nie tylko w smartfonach, tabletach czy laptopach, ale także w wielu innych urządzeniach codziennego użytku, sprzętach przemysłowych i pojazdach. W przemyśle motoryzacyjnym stanowią one istotny element systemów ABS (Anti-lock Braking System), odpowiedzialnych za zapobieganie blokowaniu kół podczas hamowania.Stosuje się je również w układach kontroli trakcji, które współpracują z czujnikami ABS, by zapobiec poślizgowi kół podczas przyspieszania.

W systemach automatyki przemysłowej także można się spotkać z czujnikiem Halla. Zastosowanie tego podzespołu ma ogromne znaczenie dla wydajności i bezpieczeństwa procesów produkcyjnych. Dzięki niemu możliwa jest np. kontrola położenia osi i elementów obrotowych w maszynach CNC, służących do precyzyjnej obróbki materiałów.

Czujniki Halla można spotkać również w:

• dronach – ich zadaniem jest utrzymanie stabilności lotu poprzez kontrolę położenia śmigieł;
• rowerach elektrycznych, w których wspomagają one sterowanie silnikiem;
• sprzęcie AGD, np. pralkach (monitorowanie położenia bębna) lub robotach sprzątających (monitorowanie obrotów kół, wykrywanie położenia ruchowym elementów);
• systemach antykradzieżowych (gdzie pełnią funkcję bezstykowych sensorów otwarcia i zamknięcia drzwi lub okien).

Może Cię zainteresować:

• Jaki smartfon wybrać? Poradnik
• Jaki iPad wybrać? Który tablet Apple kupić?
• Jaki laptop konwertowalny do 4000 zł? TOP 5
• Rodzaje wyświetlaczy w smartfonach. Który ekran najlepszy?
• Jaki smartfon do 2000 zł? Ranking smartfonów