Czujnik Halla: co to i jak działa?

Nowoczesne smartfony wręcz naszpikowane są czujnikami odpowiadającymi za inteligentną pracę urządzenia. Jednym z nich jest czujnik Halla, który szturmem zdobywa najpopularniejsze modele. Sprawdź, czym jest czujnik Halla, jak działa i jak wpływa na komfort użytkowania smartfona.

Czujnik Halla – co to?

Co to jest czujnik Halla? To niewielki sensor używany powszechnie w elektronice, zwany także hallotronem. Wykrywa on zmieniające się pole magnetyczne i określa na tej podstawie położenie elementu. Mówiąc bardziej ogólnie, czujnik Halla przekształca jedną wartość fizyczną na inną, np. napięcie, prąd lub opór elektryczny.

Czujnik Halla wyglądem przypomina niewielką płytkę z elektrodami umieszczonymi na jej krańcach. Zamontowane są parami naprzeciwko siebie. Dwie z nich pełnią rolę sterującą (elektrody prądowe), natomiast druga para to elektrody napięciowe.

Po zasileniu prądem i ekspozycji na pole magnetyczne ładunki dodatnie i ujemne gromadzą się na przeciwległych krawędziach hallotronu. Po ilości ładunku elektrycznego i powstałej różnicy potencjałów można określić natężenie pola magnetycznego i np. określić położenie elementu.

Czujniki Halla znajdziesz m.in. w samochodzie (czujnik wału korbowego, obrotomierz, czujnik otwartych drzwi lub czujnik wałka rozrządu), w smartfonie (czujnik), w napędzie CD-ROM czy w lodówce (utrzymywanie temperatury). Wykonuje się je najczęściej z antymonu indu, arsenku indu oraz arsenku gallu indu.

Czujnik Halla: zasada działania

Jak działa czujnik Halla? Zjawisko zostało odkryte w 1879 roku przez amerykańskiego fizyka Edwina Herberta Halla. Zauważył on, że w półprzewodniku zasilanym prądem elektrycznym występuje zmiana potencjałów, jeśli półprzewodnik znajdzie się w poprzecznym polu magnetycznym. Pojawia się wówczas napięcie Halla, spowodowane oddziaływaniem na ładunki poruszające się w polu magnetycznym sił Lorentza.

Czym czujnik Halla różni się od cewki indukcyjnej?

Podobne działanie do czujnika Halla mają czujniki indukcyjne. One również są w stanie wskazywać zmiany w polu elektromagnetycznym i także wykorzystuje się je w urządzeniach pomiarowych.

Przewagą czujników Halla jest to, że nie tylko wykrywają one zmiany natężenia prądu w polu magnetycznym, ale i są w stanie określić swoje bieżące położenie. Czujniki Halla generują napięcie pomiarowe także w stałym polu magnetycznym.

Czujnik Halla w smartfonie

Jaką funkcję pełni czujnik Halla w telefonie? Najbardziej oczywistym przykładem jest czujnik zbliżeniowy, odpowiadający za wygaszenie urządzenia po zamknięciu etui. W zamykanym etui znajduje się bowiem niewielki magnes, który w kontakcie ze smartfonem aktywuje czujnik Halla. To dzięki hallotronowi telefon wybudza się samoczynnie po otworzeniu etui, przez co nie wymaga dodatkowego odblokowywania.

Trzeba mieć jednak na uwadze, że dzieje się tak tylko w przypadku kompatybilnych modeli etui. Nie każdy nowy smartfon wyposażony jest w sensor Halla, ale staje się to powoli standardem.

Czy warto kupić smartfon z czujnikiem Halla?

Początkowo samoczynne odblokowywanie telefonu uznawane było jedynie za efektowny gadżet. Dziś wiemy już, że realnie wpływa na oszczędność baterii. Jeżeli zamierzasz przenosić smartfon w etui i zależy ci na wygodzie użytkowania, czujnik Halla jest niemal obowiązkowy.

Wyjątkiem są modele, które mają inny system inteligentnego wybudzania, np. po rozpoznaniu twarzy. Niektóre starsze modele telefonów wyposażone są w podobną funkcję, ale wykorzystującą żyroskop, akcelerometr lub czujnik natężenia światła. Czujnik Halla gwarantuje jednak większą niezawodność.