Cảm biến hiệu ứng Hall là gì và chúng hoạt động như thế nào? (2024)

Cảm biến hiệu ứng Hall hiện có ở khắp mọi nơi. Bàn phím, bộ điều khiển trò chơi và bộ dụng cụ DIY sử dụng chúng để có thông tin nhập chính xác hơn. Nhưng với bất kỳ thiết bị mới phổ biến nào, bạn có thể dễ dàng ngay lập tức nhảy vào sự cường điệu hóa và cho rằng công nghệ mới tốt hơn mà không biết những ưu điểm.

Là một người đam mê bàn ​​phím cơ và cũng đã đánh giá các thiết bị ngoại vi sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall, tôi rất hào hứng với công nghệ này. Tôi ở đây để giúp bạn trả lời tất cả các câu hỏi, cho dù bạn quyết định nâng cấp hay chỉ muốn biết hiệu ứng Hall nghĩa là gì.

Hiệu ứng Hall là gì?

Hiệu ứng Hall là một nguyên lý của từ trường được Edwin Hall phát hiện vào năm 1879. Ông phát hiện ra rằng việc đặt một nam châm cạnh dòng điện chạy qua dây dẫn sẽ làm cho các electron chuyển động theo vị trí của nam châm. Điều này ảnh hưởng đến điện áp của dòng điện khi các electron bị đẩy sang hai bên dây dẫn. Những thay đổi về điện áp có thể được đo để xác định khoảng cách từ nam châm đến dây dẫn.

Nói một cách đơn giản hơn, việc di chuyển một nam châm lại gần một miếng kim loại bị nhiễm điện sẽ khiến dòng điện phản ứng và phản ứng này có thể đo được. Cảm biến hiệu ứng Hall (HE) đo sự thay đổi điện áp này và trả về giá trị cho máy tính.

Nguyên tắc này được sử dụng trong vô số công nghệ ngày nay trên nhiều lĩnh vực. Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là cảm biến tốc độ bánh xe ô tô. Những cảm biến này sử dụng hiệu ứng Hall để đo tốc độ quay của bánh xe, sau đó được báo cáo trở lại ô tô để điều khiển những thứ như kiểm soát hành trình, ABS và đồng hồ tốc độ.

Cảm biến hiệu ứng Hall cũng đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ trong công nghệ máy tính. Honeywell sản xuất bàn phím hiệu ứng Hall đầu tiên vào những năm 1970 và 1980, nhưng công nghệ này cuối cùng không còn được ưa chuộng khi các bàn phím tiết kiệm chi phí hơn trở nên phổ biến. Nó chỉ bắt đầu tái xuất hiện vào những năm 2010 khi các nhà sản xuất như XMIT sản xuất các lô bàn phím HE hiện đại với số lượng nhỏ.

Hiệu ứng Hall Ưu điểm trong thiết bị ngoại vi

Cải tiến lớn nhất mà cảm biến hiệu ứng Hall mang lại là thời gian phản hồi. Vì công tắc HE dựa vào nam châm thay vì tiếp xúc vật lý để đăng ký đầu vào nên về mặt lý thuyết, nó có thể đăng ký thông tin nhanh hơn nhiều so với công tắc cơ học truyền thống của bàn phím. Đây là một trong những lý do chính khiến thiết bị chuyển mạch HE trở nên phổ biến trong thể thao điện tử và các trò chơi cạnh tranh, nơi mà mili giây rất quan trọng.

Đối với những người đam mê bàn ​​phím thông thường, tính năng ấn tượng nhất của switch HE là cách cảm biến ghi nhận dữ liệu nhập của người dùng. Một công tắc cơ truyền thống sẽ chỉ trả về hai giá trị nhị phân là “bật” và “tắt” ở vị trí tĩnh. Nó sẽ báo cho máy tính của bạn biết khi một công tắc được nhấn qua một điểm nhất định nhưng không cung cấp bất kỳ thông tin nào khác. Mặt khác, công tắc hiệu ứng Hall có thể trả về vô số số tương ứng với vị trí của công tắc. Các giá trị này dao động từ gần đầu công tắc, đến giữa phím nhấn, cho đến nén hoàn toàn công tắc. Do đó, máy tính sẽ biết chính xác phím được nhấn bao xa và có thể cung cấp các đầu vào thay đổi dựa trên thông tin này.