Cómo un simple sensor puede ayudarte a ahorrar la batería de tu smartphone. Aplicaciones prácticas del efecto Hall.
Te explicamos cómo funciona uno de los sensores más misteriosos que incorpora tu smartphone. ¿Cómo funciona el sensor Hall? Los teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos son cada vez más inteligentes. Con algoritmos avanzados, una memoria y una capacidad de procesamiento cada vez mayores, son capaces de responder a sus necesidades a menudo más rápido de lo que usted mismo se da cuenta. Pero no podrían hacerlo si no fuera por la batería de sensores de la que están repletos sus circuitos. Un smartphone puede medir la temperatura, la altitud, la ubicación geográfica y los movimientos que se realizan con él. Pero también tiene talentos que no se ven a primera vista. Al utilizar ciertos efectos físicos, tu smartphone ve más que tú. Incluso puede reconocer los campos magnéticos y reaccionar ante su presencia. Esto es gracias al llamado sensor Hall. Pero, ¿cómo funciona este sensor relativamente misterioso y para qué se utiliza en la práctica?
¿Qué es el efecto Hall?
En 1879, el científico Edwin Hall descubrió que si un imán se coloca perpendicularmente a un conductor con un flujo de corriente constante, los electrones que fluyen en el conductor son atraídos hacia un lado, creando así una diferencia potencial de carga (es decir, un voltaje). El efecto Hall indica, por tanto, la presencia y la magnitud de un campo magnético cerca del conductor.
¿Qué significa esto en la práctica? Medir la electricidad es muy fácil. Medir el magnetismo es un poco más difícil. Gracias al efecto Hall, se puede medir con precisión. Un campo magnético desvía la trayectoria de vuelo de los electrones, a los que normalmente les gusta moverse en línea recta. Pero en un campo magnético, el campo electromagnético producido por la electricidad reacciona a la presencia de campos de imanes y curvas (a través de la llamada fuerza de Lorentz). Cuanto mayor sea el campo magnético, mayor será la desviación de los electrones; cuanto más fuerte sea la corriente, más electrones deberán desviarse. En cualquier caso, se crea una diferencia de potencial mayor (conocida como tensión Hall). En otras palabras, la tensión Hall es proporcional a la magnitud tanto de la corriente eléctrica como del campo magnético. Conociendo uno de estos valores, se puede determinar fácilmente el otro.
Edwin Hall descubrió este efecto en 1889. 20 años antes del descubrimiento del electrón. Su trabajo se adelantó a su tiempo y nadie supo realmente qué hacer con él hasta que se desarrollaron materiales semiconductores como el silicio. Hoy en día, el efecto que descubrió constituye la base de muchos dispositivos electrónicos muy diversos.
¿Qué es un sensor Hall?
Un sensor Hall es un dispositivo electrónico diseñado para detectar el efecto Hall y convertir sus resultados en datos. Estos datos pueden utilizarse para activar y desactivar circuitos, pueden ser procesados por un ordenador y pueden provocar diversos efectos previstos por el fabricante del dispositivo y del software.
En la práctica, los sensores Hall son chips sencillos y baratos que, mediante campos magnéticos, sirven para detectar variables como la proximidad, la velocidad o el desplazamiento de un sistema mecánico. Los sensores Hall son sin contacto, es decir, no necesitan entrar en contacto con ningún componente físico. Pueden producir una señal digital o analógica dependiendo de su diseño y función prevista.
La forma más sencilla de utilizar uno de estos dispositivos es detectar la posición de algo. Por ejemplo, puede colocar un sensor Hall en el marco de una puerta y un imán en la puerta para que el sensor detecte si la puerta está abierta o cerrada en función de la presencia de un campo magnético. Este dispositivo se llama sensor de proximidad. A diferencia de los interruptores de láminas, que son mecánicos, los sensores Hall son completamente electrónicos y no tienen partes móviles, por lo que deberían ser más fiables.
Los sensores de efecto Hall pueden encontrarse en teléfonos móviles, dispositivos GPS, líneas de montaje de fábricas, automóviles, dispositivos médicos y muchos aparatos del Internet de las cosas. Se prevé que el mercado de los sensores de efecto Hall crezca más de un 10% anual, hasta alcanzar los 7.550 millones de dólares en 2026.
¿Cuáles son las aplicaciones de los sensores Hall?
Los sensores Hall son baratos, robustos y fiables, pequeños y fáciles de usar, por lo que los encontrará en una gran variedad de máquinas y dispositivos cotidianos, desde los encendidos de los coches hasta los teclados de los ordenadores y desde los robots de las fábricas hasta las bicicletas estáticas
Los sensores Hall se utilizan desde hace mucho tiempo en todos los ordenadores: el ordenador siempre necesita saber exactamente en qué posición se encuentra el motor que acciona el disco y, por tanto, el plato del disco. Un sensor Hall colocado cerca de la parte giratoria del motor podrá detectar su orientación con gran precisión midiendo los cambios en el campo magnético. Estos sensores también pueden utilizarse para medir la velocidad. A menudo se encuentran en los velocímetros electrónicos y en los medidores de velocidad del viento. Los sensores Hall han llegado incluso a los motores de los cohetes espaciales.
Sensores Hall en los smartphones: ¿para qué sirven?
¿Por qué los fabricantes instalan sensores Hall en los smartphones? Hay varias razones.
El sensor acelera el lanzamiento de la navegación GPS y mejora el posicionamiento geográfico. El sensor Hall proporciona al teléfono inteligente la capacidad de interactuar con el blindaje magnético. Gracias al sensor Hall, los dispositivos móviles pueden funcionar con las llamadas Smart Cases “inteligentes”. Llevan incorporado un imán en la tapa. En cuanto el usuario cubre la funda, el sensor envía una señal al sistema del smartphone, y la pantalla del gadget se bloquea automáticamente. Cuando el propietario del smartphone abre la tapa de la funda, el sensor emite una orden para desbloquear la pantalla. Si la caja tiene una “ventana” integrada que muestra, por ejemplo, el reloj que aparece en la pantalla, el sensor Hall da la orden no de apagar la pantalla por completo, sino de cambiarla de un modo a otro. De este modo, el sensor Hall ahorra la batería de tu smartphone.
Otro dispositivo que utiliza el efecto Hall son las gafas de realidad virtual diseñadas para su uso con un smartphone. Por ejemplo, las populares gafas Google Cardboard sólo utilizan sensores Hall.
El sensor, al determinar con precisión la posición del smartphone en el espacio, también puede funcionar hasta cierto punto como una brújula. Hasta cierto punto, el sensor Hall también puede permitir el control gestual del teléfono sin tocar la pantalla.
Además, gracias al descubrimiento del científico estadounidense, se ha hecho posible la gestión de gestos, un “truco” que los usuarios conocieron por primera vez en el Samsung Galaxy S3.
La mayoría de los teléfonos “insignia” tienen un sensor magnético incorporado. ¿Quieres ver si tu teléfono también tiene uno? Todo lo que necesitas es un simple imán. Si, al fijarlo en la pantalla, ésta se queda en blanco, significa que el teléfono está equipado con un sensor Hall que acaba de interpretar (erróneamente) el contacto con el imán como el cierre de la funda inteligente.
Otros sensores en su smartphone
Un smartphone está literalmente repleto de diferentes sensores:
- el sensor Hall es sólo el principio. Estos son algunos de los sensores que se encuentran en la mayoría de los dispositivos producidos hoy en día.
- Sensor de proximidad Un sensor de proximidad permite determinar la aproximación de un objeto sin hacer contacto físico con él. Por ejemplo, un sensor de proximidad instalado en un teléfono móvil puede apagar la luz de fondo de la pantalla cuando el teléfono se acerca al oído del usuario durante una llamada. Además, un teléfono con este sensor puede colocarse de forma segura en un bolsillo o una funda sin temor a realizar una llamada innecesaria por accidente. Estos mismos sensores también pueden ser la base de un sistema de detección de gestos que permite controlar el smartphone sin tocar la pantalla.
- Acelerómetro Se encuentra en casi todos los dispositivos modernos. El trabajo del acelerómetro es sencillo: seguir la aceleración que recibe el dispositivo. Eso significa que rastrea cada movimiento que haces con tu smartphone y lo traduce, por ejemplo, en un cambio de orientación de la pantalla cuando sostienes el teléfono en horizontal. También sirve como contador de pasos de bolsillo.
- Sensor de luz Determina el nivel de luz ambiental y ajusta el brillo de la pantalla en consecuencia. Este control automático del brillo ahorra energía
- El giroscopio determina con gran precisión la posición del aparato en el espacio y su inclinación.Los desarrolladores de juegos suelen utilizar los giroscopios incorporados a los teléfonos móviles porque permiten controlar el juego con los movimientos de todo el dispositivo. También se utilizan en diversas aplicaciones de realidad aumentada y para controlar Modelos de aviones y coches teledirigidos que tienen la opción de control mediante una aplicación.
- Barómetro El barómetro empezó a aparecer en los smartphones hace bastante tiempo. Mide la presión atmosférica alrededor del smartphone y determina la altitud sobre el nivel del mar. A menudo se utiliza junto con los chips GPS para determinar con mayor precisión la posición en tres dimensiones. Suele detectar los cambios de altitud con una precisión de hasta 50 cm.
- Sensor de temperatura/humedad Detecta los niveles de temperatura y humedad ambiental a través de un pequeño orificio en la base del smartphone. Ayudan a las aplicaciones de fitness, por ejemplo, a determinar mejor el nivel óptimo de esfuerzo durante un entrenamiento.
