Što je Hall senzor i gdje se koristi?

Načelo rada i vrste

Upotreba senzora u raznim uređajima (posebno u tabletu) objašnjava se njihovom sposobnošću da reagiraju na promjene polja i isključe se kad je magnetski poklopac kućišta zatvoren. Zbog ovog svojstva ugrađeni su u perilice rublja, što vam omogućuje kontrolu brzine rotacije bubnja. Jednostavno rečeno - Hall senzor koristi se kao tahometar.

Povijesna pozadina

Da biste razumjeli načelo djelovanja ovog elementa, trebat će vam mali izlet u povijest. 1879. američki fizičar Hall otkrio je zanimljiv fenomen vezan uz ponašanje vodiča sa strujom u magnetskom polju. Ispitivanje je pokazalo da ako struja prođe kroz bakrenu ploču postavljenu između magneta, na bočnim se bočnim stranama pojavljuje potencijalna razlika. Postavlja se logično pitanje: kako provjeriti ovaj napon kod kuće?

Pokazalo se da u praksi može biti izmjerite multimeterom ili bilo koji drugi uređaj koji ima odgovarajuća ograničenja. Isto se može učiniti s bilo kojim prikladnim testerom ili sličnim instrumentom.

Povezanost brojila potvrđuje da se pomični elektroni odbacuju u stranu pod utjecajem magnetskog polja (okomito na smjer njihova kretanja).

Važno! Jačina tog odstupanja ili razlika potencijala proporcionalna je "snazi" magneta i struji kroz ploču.

Na osnovu toga Hall je zaključio da je takav provodnik dobar alat za mjerenje magnetskog polja. Djelovanje posebnog osjetljivog elementa koji se naziva Hall senzor temelji se na ovom učinku. Shvativši kako to funkcionira u svakom konkretnom uređaju, možete biti sigurni u konačnu asimilaciju njegova načela rada.

klasifikacija

Važno je razumjeti što su Hall senzori i po kojem su principu oni obično svrstani. Prema značajkama rada i zašto je potreban ili prema predviđenoj namjeni, Hallov senzor može imati različite izvedbe. Jedna od sorti su analogni uređaji koji na izlazu proizvode kontinuirani signal.

Suprotno tome, digitalni element ima samo dva diskretna stanja („nula“ i „jedno“). Ova vrsta uređaja može biti jednopolna ili imati bipolarni tip.Prvi od njih djeluje kada se otkrije polje bilo koje polarnosti i isključi kad nestane. Odnosno, jednopolarni digitalni senzor reagira samo na odsutnost ili prisutnost magnetske napetosti. Razmatrane značajke svake od podvrsta također pomažu razumjeti što je to - Hallov senzor.

Unipolarni senzori prelaze na „jedinicu“ samo kad polje dosegne razinu praga i nisu u stanju odrediti njegovu prisutnost pri slabim napetostima. Navedeno svojstvo značajan je minus takvih uređaja, što značajno ograničava opseg njihove primjene. Bipolarni senzor se aktivira uzimajući u obzir polaritet magnetskog polja, od kojih ga jedan uključuje, a drugi isključuje.

Uobičajena grafička oznaka uređaja ove klase prikazana je na fotografiji u nastavku:

Primjeri uređaja i upotrebe

Najjednostavniji sustav s Hall senzorom uključuje sljedeće elemente:

1. Trajni magnet (njegova funkcija je stvaranje magnetskog polja).
2. Pomični rotor s noževima ili zubima.
3. Posebna jezgra izrađena od magnetskog materijala (magnetska jezgra).
4. Plastična futrola.

Osim toga, tehnička karakteristika senzora predviđa uporabu mikrokontrole uključene u postupak mjerenja.

Načelo rada ovog uređaja moguće je razumjeti ako se upoznate s detaljnim dijagramom uključivanja Hall senzora u mjernu zonu. Dijagram povezivanja i suština senzora mogu biti prikazani kako slijedi:

• U praznini koju čine polovice magnetskog kruga, metalne se rotore pomiču.
• Tijekom njihove rotacije, povremeno se vrši mahanje magnetskog fluksa.
• Integrirani mikro krug omogućava određivanje nultog indeksa indukcije (u tim trenucima napon na njegovom izlazu je maksimalan).
• Učestalost takvih rafala, izračunata istim čipom, koristi se za procjenu brzine rotacije kontroliranog predmeta (na primjer, osovina motora u motociklu).

Da bi se ovaj postupak normalno odvijao, kada je senzor uključen u mjerni krug, mora se uzeti u obzir isječak ovog uzorka (može biti različit).

Rezimirajući razmatranu shemu, treba pretpostaviti da su senzori ove klase sposobni mjeriti brzinu rotacije radilice bilo kojeg vozila u pokretu. Univerzalnost senzora, što ne isključuje, na primjer, mogućnost njegovog instaliranja u skuter, omogućuje vam uporabu Hall senzora ne samo u složenim tehničkim uređajima, već i u običnim kućanskim aparatima.

Primjena u sustavu paljenja i perilicama rublja

Kad koristi Hall senzor u sustavu paljenja vozila, pomoću njega se može utvrditi trenutak otvaranja razdjelnika. U ovom slučaju radi kao analogni pretvarač, koji određuje trenutke prekida ugrađenog napajanja. Njegova primjena u operativnim modulima perilice rublja temelji se na istom principu koji omogućava određivanje povećanja težine rublja brzinom vrtnje bubnja.

Hall senzori ugrađeni su u neke uzorke mjerne opreme. Najčešće su opremljeni beskontaktnim stezaljkama koje se koriste za mjerenje struje u vodičima. Ugrađeni uređaj reagira na promjene u elektromagnetskom polju generiranom oko kabela za napajanje. Osim toga, pogodna je za plinske ručke električnog bicikla, što vam omogućuje kontrolu kuta rotacije.

U domaćim uvjetima

Na računalnim tipkovnicama ti uređaji pružaju beskontaktni način uzimanja informacija. Senzor, koji je dio hladnjaka kućanskih računala, može kontrolirati polaritet namota rotora, odnosno promijeniti smjer njegove rotacije.

Kad se takav element koristi posebno u pametnom telefonu, on omogućuje isključivanje uređaja kada ga stavite u kućište s "magnetskim" zatvaračem.

Uzimajući u obzir primjenu Hall senzora jednostavnim riječima, možemo reći da je njegova upotreba u tehničkom području praktički neograničena.Na primjer, u elektroničkom konstruktoru Arduino nalazi se komplet s takvim senzorom, koji u praksi omogućuje ilustraciju Hallovog učinka.

Ovo nije jedini primjer njegove upotrebe u obrazovne svrhe, pomažući početnicima da razumiju kako povezati i koristiti senzore strukture polja.

Zaključno, napominjemo da nedostaci Hall senzora uključuju njihovu osjetljivost na elektromagnetske smetnje, što se često događa u radnim krugovima. Osim toga, uporaba složenih elektroničkih modula u dizajnu uređaja u određenoj mjeri utječe na njegovu pouzdanost, malo ga smanjujući. Ti se nedostaci senzora ne smatraju njegovim nedostacima, već se jednostavno uzimaju u obzir pri radu s opremom.

Sada znate što je Hall senzor, kako on radi i zašto vam treba. Nadamo se da su pružene informacije bile korisne i zanimljive!

Srodni materijali:

• Što je nosiva ćelija i kako je uređena
• Čemu služi krajnji prekidač?
• Koja je razlika između izmjenične i istosmjerne struje