ما هي أجهزة استشعار تأثير هول وكيف تعمل؟ (2024)

أجهزة استشعار تأثير هول موجودة في كل مكان الآن. تستخدمها لوحات المفاتيح وأجهزة التحكم في الألعاب ومجموعات أدوات DIY للحصول على مدخلات أكثر دقة. ولكن مع أي جهاز شائع حديثًا، قد يكون من السهل القفز على الفور إلى الضجيج وافتراض أن التكنولوجيا الجديدة أفضل دون معرفة المزايا.

باعتباري أحد هواة لوحة المفاتيح الميكانيكية والذي قام أيضًا بمراجعة الأجهزة الطرفية التي تستخدم مستشعرات تأثير Hall، فأنا متحمس لهذه التكنولوجيا. أنا هنا لمساعدتك في الإجابة على جميع أسئلتك، سواء كنت تقرر الترقية أو تريد فقط معرفة معنى تأثير Hall.

ما هو تأثير هول؟

تأثير هول هو مبدأ المجالات المغناطيسية الذي اكتشفه إدوين هول في عام 1879. وقد وجد أن وضع مغناطيس بجوار تيار كهربائي يتدفق عبر موصل من شأنه أن يتسبب في تحرك الإلكترونات مع موضع المغناطيس. يؤثر هذا على جهد التيار حيث يتم دفع الإلكترونات إلى جانبي الموصل. يمكن قياس التغيرات الناتجة في الجهد لتحديد مسافة المغناطيس من الموصل.

وبعبارة أكثر بساطة، فإن تحريك المغناطيس بالقرب من قطعة معدنية مكهربة سيؤدي إلى تفاعل التيار الكهربائي، ويمكن قياس هذا التفاعل. يقيس مستشعر تأثير هول (HE) هذا التغير في الجهد ويعيد القيمة إلى الكمبيوتر.

يتم استخدام هذا المبدأ في عدد لا يحصى من التقنيات اليوم عبر مجالات متعددة. أحد الاستخدامات الأكثر شيوعًا هو مستشعر سرعة عجلة السيارة. تستخدم هذه المستشعرات تأثير Hall لقياس معدل دوران العجلة، والذي يتم بعد ذلك إبلاغه بالسيارة للتحكم في أشياء مثل التحكم في السرعة ونظام ABS وعداد السرعة.

لقد تم استخدام مستشعرات تأثير هول لعقود من الزمن في تقنيات الكمبيوتر أيضًا. أنتجت شركة هانيويل أول لوحات مفاتيح ذات تأثير Hall في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي، لكن هذه التقنية فقدت شعبيتها في النهاية مع انتشار لوحات المفاتيح الأكثر فعالية من حيث التكلفة. لقد بدأت في الظهور مرة أخرى في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين مع قيام الشركات المصنعة مثل XMIT بإنتاج مجموعات صغيرة من لوحات المفاتيح الحديثة HE.

مزايا تأثير هول في الأجهزة الطرفية

أكبر تحسين تقدمه مستشعرات تأثير Hall هو وقت الاستجابة. نظرًا لأن مفتاح HE يعتمد على المغناطيس بدلاً من الاتصال الجسدي لتسجيل المدخلات، فإنه يمكنه نظريًا تسجيل المعلومات بشكل أسرع بكثير من المفتاح الميكانيكي التقليدي للوحة المفاتيح. يعد هذا أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل مفاتيح HE شائعة في الرياضات الإلكترونية والألعاب التنافسية، حيث تكون المللي ثانية مهمة.

بالنسبة لعشاق لوحة المفاتيح العاديين، فإن الميزة الأكثر إثارة للإعجاب في مفتاح HE هي كيفية قيام المستشعر بتسجيل مدخلات المستخدم. لن يقوم المفتاح الميكانيكي التقليدي إلا بإرجاع قيمتين ثنائيتين “تشغيل” و”إيقاف” في المواضع الثابتة. سيخبر جهاز الكمبيوتر الخاص بك عند الضغط على المفتاح بعد نقطة معينة ولكنه لا يوفر أي معلومات أخرى. من ناحية أخرى، يمكن لمفتاح تأثير Hall إرجاع العديد من الأرقام التي ترتبط بموضع المفتاح. تتراوح هذه القيم من بالقرب من الجزء العلوي من المفتاح، وحتى منتصف الضغطة، وصولاً إلى ضغط المفتاح بالكامل. ونتيجة لذلك، سيعرف الكمبيوتر بالضبط مدى الضغط على المفتاح ويمكنه توفير مدخلات متغيرة بناءً على هذه المعلومات.