Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Magnetski Hall senzori su široko rasprostranjeni u suvremenim uvjetima i koriste se ne samo u specijaliziranim proizvodima, nego iu konvencionalnim kućanskim aparatima. Na primjer, većina korisnika ne sumnja u to kakvi su im osjetljivi elementi na telefonu, a mogu se instalirati ne samo u elektroničku opremu, već iu vozila (u automobilu ili motociklu). U ovom članku razmotrit ćemo uređaj, princip rada i svrhu Hallovog senzora.Princip rada i vrste
Korištenje senzora u različitim uređajima (posebno u tabletama) objašnjava se njihovom sposobnošću da reagiraju na promjene u polju i isključe se kada se magnetski pokrov poklopca zatvori. Zbog toga svojstva, oni su instalirani u strojevima za pranje, omogućujući vam da kontrolirate brzinu rotacije bubnja. Jednostavnim jezikom - ovdje se kao tahometar koristi Hallov senzor.
Povijesna pozadina
Da biste razumjeli princip ovog elementa, trebat će vam malo povijesti. Američka fizička dvorana otkrila je 1879. godine zanimljiv fenomen vezan uz ponašanje vodiča s strujom u magnetskom polju. Test je pokazao da, ako je struja prolazila kroz bakrenu ploču smještenu između magneta, tada se na njegovim bočnim stranama pojavila razlika potencijala. Postavlja se prirodno pitanje: kako provjeriti napon kod kuće?
Pokazalo se da se u praksi može mjeriti multimetrom ili bilo kojim drugim uređajem s odgovarajućim ograničenjima. Isto se može učiniti s bilo kojim prikladnim ispitivačem ili sličnim uređajem.
Priključivanje brojila potvrđuje da se pokretni elektroni pod utjecajem magnetskog polja skreću u stranu (okomito na smjer kretanja).
Važno je! Veličina tog odstupanja ili razlika potencijala proporcionalna je "snazi" magneta i jačini struje kroz ploču.
Na temelju toga Hall zaključuje da je takav vodič dobar alat za mjerenje magnetskog polja. Taj se učinak temelji na radu posebnog senzorskog elementa koji se naziva Hall senzor. Nakon što ste se bavili načinom na koji djeluje u svakom pojedinom uređaju, možete biti sigurni u konačnu asimilaciju njegova načela djelovanja.
klasifikacija
Važno je razumjeti što su Hall senzori, i po kojem principu su obično klasificirani. S obzirom na posebnosti rada i na ono za što je namijenjen ili za koji je namjena, Hall senzor može imati različite verzije. Jedna od varijanti su analogni uređaji koji na izlazu proizvode kontinuirani signal.
Nasuprot tome, digitalni element ima samo dva diskretna stanja ("nula" i "jedan"). Ova vrsta uređaja može biti unipolarna ili bipolarna. Prvi se pokreće kada se detektira polje bilo kojeg polariteta i isključi se kada nestane. To jest, unipolarni digitalni senzor reagira samo na odsutnost ili prisutnost magnetske napetosti. Razmatrane osobine svake od podvrsta također pomažu razumjeti što je to - Hallov senzor.
Unipolarni senzori se prebacuju u "jedinicu" samo kada polje dosegne razinu praga i ne mogu odrediti njezinu prisutnost pri niskim naponima. Ovo svojstvo je značajan minus takvih uređaja, što značajno ograničava opseg njihove primjene. Bipolarni senzor radi prema polaritetu magnetskog polja, od kojih ga jedan uključuje, a drugi ga isključuje.
Uvjetno grafičko označavanje uređaja ove klase prikazano je na slici ispod:
Primjeri uređaja i uporabe
Najjednostavniji sustav s Hall senzorom uključuje sljedeće elemente:
- Stalni magnet (njegova funkcija je stvaranje magnetskog polja).
- Pokretni rotor s lopaticama ili zubima.
- Posebna šipka od magnetskog materijala (magnetska).
- Plastična kutija.
Osim toga, tehničke karakteristike senzora osiguravaju korištenje čipova koji su uključeni u proces mjerenja.
Moguće je razumjeti princip rada ovog uređaja ako se upoznate s detaljnom shemom ožičenja Hallovog senzora u području mjerenja. Dijagram ožičenja i suština senzora mogu se prikazati kako slijedi:
- U razmaku koji čine polovice magnetskog kruga, metalne lopatice rotora se pomiču.
- Kako se okreću, javlja se periodično skretanje magnetskog toka.
- Integriranim mikrokontrolom predviđeno je određivanje nultog indeksa indukcije (u tim trenucima napon na izlazu je maksimalan).
- Učestalost takvih rafala, koja se broji istim čipom, procjenjuje se na brzinu rotacije kontroliranog objekta (npr. Motorna osovina u motociklu).
Da bi se taj postupak odvijao normalno, kada se senzor uključi u mjernom krugu, pinout ovog uzorka mora se uzeti u obzir (može biti različit).
Sumirajući razmatranu shemu, treba pretpostaviti da su senzori ove klase sposobni mjeriti brzinu okretanja radilice bilo kojeg sredstva za pomicanje. Univerzalnost senzora, koja ne isključuje mogućnost njezine ugradnje u skuter, primjerice, omogućuje korištenje Hall senzora ne samo u složenim tehničkim uređajima, nego iu konvencionalnim kućanskim aparatima.
Primjena u sustavu paljenja i perilicama
Kada koristite Hallov senzor u sustavu paljenja automobila uz njegovu pomoć moguće je fiksirati trenutak otvaranja tajmera. U ovom slučaju radi kao analogni pretvarač, koji određuje trenutke prekida napajanja. Ovaj princip temelji se na njegovoj upotrebi u radnim modulima perilice za rublje, što omogućuje da se težina rublja određuje brzinom vrtnje bubnja.
Hall senzori su također instalirani u nekim uzorcima mjerne opreme. Najčešće su opremljeni beskontaktnom stezaljkom koja se koristi za mjerenje struje u vodičima. Ugrađeni uređaj reagira na promjene u elektromagnetskom polju koje se stvara oko kabela za napajanje. Osim toga, prikladan je i za ručku za plin električnog bicikla, što vam omogućuje kontrolu njegovog kuta zakretanja.
U životnim uvjetima
U računalnim tipkovnicama ti uređaji pružaju beskontaktni način za uklanjanje informacija. Senzor, koji je dio kućnog hladnjaka računala, sposoban je kontrolirati polaritet namota rotora, odnosno mijenjati smjer njegove rotacije.
Osobito kod korištenja takvog elementa u pametnom telefonu on osigurava da se uređaj isključi kada se postavi u kućište s “magnetskom” kopčom.
Uzimajući u obzir opseg Hallovih senzora jednostavnim riječima, možemo reći da je njegova primjena u tehničkom području praktički neograničena. U elektroničkom dizajneru Arduino, na primjer, postoji set s takvim senzorom, koji u praksi omogućuje ilustriranje Hall učinka.
Ovo nije jedini primjer njegove uporabe u svrhu obuke, pomažući početnicima da shvate kako povezati i koristiti senzore strukture polja.
U zaključku, napominjemo da nedostaci Hall senzora uključuju njihovu osjetljivost na elektromagnetske smetnje, koje se često javljaju u radnim krugovima. Osim toga, korištenje složenih elektroničkih modula u dizajnu uređaja u određenoj mjeri utječe na njegovu pouzdanost, donekle ga smanjujući. Ovi minusi senzora ne smatraju se njegovim nedostacima, već se jednostavno uzimaju u obzir pri radu s opremom.
Sada znate što je Hall senzor, kako radi i zašto vam je potreban. Nadamo se da su nam informacije bile korisne i zanimljive!
Materijali na temu:
- Što je mjerač naprezanja i kako radi
- Što su granični prekidači za
- Koja je razlika između izmjenične i istosmjerne struje?