Zpravy

Jak funguje Hallův senzor a jaký je princip jeho činnosti?

Hallův senzor – magnetoelektrické zařízení, které dostalo své jméno podle jména fyzika Halla, který objevil princip, na jehož základě byl tento senzor následně vytvořen. Jednoduše řečeno, je to snímač magnetického pole. V současné době existují analogové a digitální Hallovy senzory.

Digitální senzory

Jednopolární – aktivují se v přítomnosti pole určité polarity a vypínají se při poklesu indukce pole.
Bipolární – reagovat na změnu polarity pole, to znamená, že jedna polarita senzor zapne, druhá vypne.

Kde se používá Hallův senzor?

Hallovy senzory se staly součástí mnoha zařízení. V zásadě se samozřejmě používají k určenému účelu a měří sílu magnetického pole. Používají se v elektromotorech a dokonce i v takových inovacích, jako jsou iontové raketové motory. Nejčastěji se s Hallovým senzorem setkáte při použití zapalovacího systému automobilu.
Takové jednoduché příklady: bezkontaktní spínače, hladinoměry, bezkontaktní měření proudu ve vodičích, ovládání motoru, čtení magnetických kódů a samozřejmě Hallovy senzory nemohly jinak než nahradit jazýčkové spínače, protože jejich hlavní výhodou je bezkontaktní akce.

Princip činnosti Hallova senzoru

Jak funguje Hallův senzor a kde se bere tento bezkontaktní efekt? Hall si všiml, že pokud je deska pod napětím, to znamená s proudem, který jí protéká, umístěna v magnetickém poli, pak se elektrony v této desce budou vychylovat kolmo ke směru magnetického toku. Směr této výchylky závisí na polaritě magnetického pole. Tento jev se nazývá Hallův jev. Hustota elektronů na různých stranách desky se tedy bude lišit, což také vytvoří potenciálový rozdíl. Tento rozdíl zachycují Hallovy senzory.

Níže můžete jasně vidět proces provozu Hallova senzoru na příkladu jednotky zapalovacího systému automobilu.

Jak zkontrolovat funkčnost Hallova čidla?

Pokud se s tímto problémem potýkáte doma, s největší pravděpodobností jste motorista. Nejjednodušší způsob, pokud jsou pochybnosti o výkonu senzoru, je přirozeně vyměnit jej za známý dobrý. A pokud náhrada problém vyřešila, pak je odpověď zřejmá.

Pokud nemáte po ruce funkční senzor, můžete si vytvořit jednoduché zařízení, které simuluje jeho činnost. Potřebujete k tomu jen kousek drátu a tříkolíkový blok z rozdělovače zapalování.

Pro diagnostiku můžete použít i obyčejný tester. Pokud je váš snímač vadný, pak bude hodnota testeru určitě nižší než 0.4 V.

Přítomnost jiskry můžete zkontrolovat také při zapnutí zapalování. Chcete-li to provést, budete muset připojit konce vodiče k určitým výstupům spínače.

Pokud se setkáte s poruchou Hallova senzoru nikoli ve svém autě, ale v jiném zařízení, pravděpodobně budete potřebovat tester a vše bude záviset na zařízení, ve kterém je Hallův senzor použit.

Přečtěte si více

Příčiny průjmu u koz

Další zajímavé články:

Jak vybrat žehličku

Hodinky Ulysse Nardin – jedinečné a drahé

Jak vybrat správnou e-knihu? + Video

Špatné rady v kulturistice

Sýr Tom de Savoie: recepty, výhody a škody

Strach z bakterií

Psychologie výběru oblečení

Jak se zbavit nedůvěry v lidi

Budeme mluvit o proudovém snímači, jehož princip činnosti je založen na Hallově jevu (Hall Sensors). Co je to za efekt a jak lze takový senzor vyrobit doma? Chcete-li lépe pochopit Hallův jev, musíte analyzovat experiment fyzika, po kterém byl tento jev pojmenován.

druhy

Digitální senzory. Pracují na určení magnetického pole. Pokud indukce dosáhne určité meze, senzor vydá signál o přítomnosti magnetického pole. Pokud limit není dosažen, je signál nulový. Slabá indukce a nízká citlivost snímače nedávají signál o přítomnosti pole. Nevýhodou tohoto typu snímače je, že má prahovou mrtvou zónu.

Digitální Hallovy senzory se dělí na unipolární a bipolární:

— Unipolární Hallovy senzory fungují, pokud existuje pole jakékoli polarity, vypnou se, když se indukce sníží.
— Bipolární Hallovy senzory jsou spouštěny změnou polarity pole. Při jedné polaritě je senzor zapnutý a při druhé vypnutý.

Analogový Typ Hallových senzorů mění indukci pole na rozdíl potenciálů. Hodnota senzoru závisí na polaritě a jeho síle. Je nutné vzít v úvahu vzdálenost, ve které je snímač umístěn.

přihláška

Hallovy senzory jsou součástí mnoha zařízení. Nejčastěji se používají při měření intenzity magnetického indukčního pole, v elektromotorech a v iontových raketových motorech. Hallovy senzory jsou široce používány v zapalovacích systémech moderních automobilů.

Používají se také v bezdotykových spínačích, jazýčkových spínačích, při měření proudu, hladiny kapaliny a dalších místech. Jejich hlavní výhodou je dopad bez fyzického kontaktu.

Jak zkontrolovat stav Hallova senzoru na autě

V každodenním životě se s tímto problémem nejčastěji setkávají motoristé. Nejjednodušší způsob je jednoduše jej nahradit funkčním senzorem. Pokud zapalovací systém po výměně funguje, je třeba vyměnit snímač.

Pokud testovaný senzor není čím nahradit, pak se sestaví jednoduché zařízení, které dokáže simulovat činnost Hallova senzoru. Vezměte kus drátu a trojitý konektor z rozdělovače zapalování. Tyto položky fungují podobně jako senzor.

K ovládání použijte konvenční multimetr. Pokud senzor selže, tester ukáže 0,4 voltu nebo méně. Činnost snímače se kontroluje také kontrolou jiskry při připojení zapalování. Předtím připojte konce vodiče k výstupům spínače.

Pokud se porucha nevyskytuje na autě, ale na jiném zařízení, je potřeba tester. Testovací metoda bude záviset na zařízení, ve kterém je senzor nainstalován.

Hallovy senzory v chytrých telefonech

Mobilní gadgety mají mnoho funkčních bloků. Mezi nimi jsou pomocné senzory, z nichž jeden je Hallův senzor. V moderních komunikačních zařízeních jsou takové senzory měřicími prvky, které se používají k určení síly magnetického pole a jeho změn. Jsou pojmenovány po vědci Hallovi.

Přečtěte si více

Proč listy chryzantémy zčernají a usychají?

Proč je Hallův senzor instalován ve smartphonu?

Tento dotykový prvek má mnoho možností. Jedním z nich je měření magnetické indukce zařízení a také bezkontaktní ovládání. Drahé modely chytrých telefonů mají magnetometr, jehož činnost je založena na Hallově senzoru.

Na mnoha mobilních telefonech není tento senzor plně implementován. Tento senzor se používá hlavně pro následující úkoly:

Digitální kompas. Používá se pro navigační programy a zvýšení rychlosti určování polohy.
Optimalizace interakce zařízení s různými doplňky, magnetickými pouzdry.
Použití senzoru ve skládacích modelech telefonů k zapnutí a vypnutí obrazovky při pohybu krytu.

Příkladem fungování magnetického Hallova senzoru v pouzdře a smartphonu je to, že při otevření a zavření pouzdra se obrazovka automaticky uzamkne. Snímač reaguje na pohyb magnetu a na zesílení magnetického pole.

Princip

Budete potřebovat desku a stejnosměrnou baterii. Desku připojíme k baterii. Elektrický proud začne téci z plusu do mínusu, což je způsobeno pohybem nabitých částic. Z kurzu fyziky tyto částice nebo jinými slovy elektrony létají proti proudu. Nyní přivedeme k desce dva magnety s různými póly tak, aby indukční čáry procházely jejím průřezem.

Vzniká tzv. Lorentzova síla, která vychyluje elektrony letící po desce do strany. Z tohoto důvodu vzniká na okrajích desky potenciálový rozdíl. Tento rozdíl potenciálů, jinými slovy napětí, se bude měnit v závislosti na proudu a magnetickém poli. Tento efekt je pojmenován po muži, který jej objevil v roce 1879. Byl to Edwin Hall.

Na základě tohoto efektu se vyrábí velké množství snímačů, které v něm umožňují měřit stejnosměrný i střídavý proud, aniž by došlo k fyzickému přerušení vodiče, protože při protékání proudu vodičem vzniká elektromagnetické pole.

Stejně jako magnety přivedené na desku mění výstupní napětí Hallova senzoru.

Ale nastává problém, že toto pole, když neprotékají příliš velké proudy, je samo o sobě velmi malé. Abychom ji zvýšili, použijeme feritový kroužek, který má speciální magnetické vlastnosti a umožní nám zvýšit elektromagnetické pole, které potřebujeme, na úroveň pro detekci toku proudu ve vodiči.

Montáž proudového snímače na základě Hallova jevu

Zkusme si vyrobit vlastní snímač proudu. Budete potřebovat feritový kroužek a Hallův senzor. Najít feritový prsten není velký problém. Nacházejí se v počítačových zdrojích nebo energeticky úsporných lampách a prodávají se také v obchodech s rádiem za ceny od 10 do 100 rublů, v závislosti na velikosti samotného prstenu. V našem případě je prsten o průměru 28 mm za 55 rublů.

Vhodné jsou kroužky různých průměrů do 10 mm. Čím větší prstenec, tím citlivější bude snímač proudu. Pokud jde o Hallův senzor, lze jej objednat ze známého webu. Je to levné. Nebo jej lze nalézt v nefunkčních ventilátorech, noteboocích a dalších zařízeních, kde jej lze použít. Hallovy senzory Analogové a digitální (Diskrétní).

Diskrétní pracují na principu tranzistorů, to znamená, že při překročení určité úrovně magnetického pole se spustí senzor. Analogový typ mění své výstupní napětí v závislosti na velikosti magnetického pole, které jím prochází. Budeme potřebovat analogový Hallův senzor. Pokud chcete nejen detekovat tok proudu vodičem, ale také znát přibližnou hodnotu tohoto proudu. V našem případě se jedná o analogový snímač OH49E.

Přečtěte si více

Jaké druhy kvetoucích keřů existují?

Schéma zapojení snímače

Schéma zapojení je následující.

Jak je vidět z obrázku, abychom detekovali magnetické pole vytvořené proudem ve vodiči, budeme muset udělat mezeru ve feritovém prstenci a umístit tam Hallův senzor. To umožní měřit velikost tohoto elektromagnetického pole. Na základě získaných dat můžeme vyvodit závěr, zda je nyní ve vodiči proud a jaká je jeho velikost.

Abychom získali všestrannější verzi tohoto senzoru, rozřezali jsme feritový prstenec napůl, což bylo obtížné bez svěráku. To způsobilo prasknutí prstenu. Je dobře, že lidé přišli s lepidlem, a tento problém jsme rychle vyřešili. Po obdržení dvou polovin jsme nerovnosti odstranili brusným papírem. Poté jsme vystřihli a na jednu stranu nalepili silný kus papíru. Na druhé straně je samotný Hallův senzor. Obě poloviny jsme pak přilepili na velkého 30ampérového krokodýla.

Výsledkem byla proudová svorka nebo univerzálnější verze proudového senzoru, kterou lze sejmout a připevnit k jakémukoli vodiči, aniž by bylo nutné jej přestřihnout. Takové oddělitelné proudové senzory stojí při objednání v Číně asi 1500 XNUMX rublů. Úspory jsou zřejmé.

Průmyslové napětí v síti střídavého proudu se mění s frekvencí 50 hertzů. To znamená, že směr proudu procházejícího vodičem se změní 50krát za sekundu. Elektromagnetické pole také změní svůj směr 50krát za sekundu po proudu.