În cele mai multe aplicații, senzorii Hall sunt folosiți în comutatoare fără contact. În principal, pentru această funcție, sunt utilizate dispozitive în capsule cu 3 pini, care conțin circuite complete de condiționare a semnalului și o ieșire binară.
Astfel, considerăm că avem un comutator Hall cu senzor Hall. Putem verifica ușor un astfel de dispozitiv dacă îi cunoaștem tipul de senzor. Atunci când avem de-a face cu un element nou, trebuie să știm modul de funcționare al senzorului Hall pentru a putea verifica funcționarea acestuia. În articol, oferim informațiile necesare.
Senzor Hall – informații de bază
Majoritatea comutatoarelor Hall în capsule cu 3 pini TO-92 sau TO-92UA au pinii dispuși astfel: 1 – Vdd, 2 – masă, 3 – semnal de ieșire. Numerotarea lor este aceeași ca pentru un tranzistor. Este mai dificil cu senzorii SMD, deoarece aici putem întâlni capsule SOT-23, SOT-223, SO-8 sau altele speciale.
În timp ce capsulele SOT-23 și SOT-223 sunt bine-cunoscute pentru tranzistoare, unde numerotarea pinilor corespunde dispunerii de mai sus, în alte tipuri de capsule poate fi complet diferită și fără documentația senzorului Hall sau cel puțin cunoașterea producătorului, este dificil de deter- minat care sunt pinii alocați pentru alimentarea cu energie electrică și, respectiv, semnalul de ieșire.
SS361RT, senzor Hall bipolar, Honeywell
Popularitatea senzorilor Hall, denumiți și senzori cu efect Hall, a fost determinată de integrarea senzorului, schemei de condiționare, trigger-ului Schmitt și amplificatorului de ieșire într-o singură capsulă, pentru utilizarea acestor dispozitive în industrie, ca detectoare de câmp magnetic. Deoarece ieșirea poate avea două stări de tipul închis/ deschis, vorbim despre comutatorul Hall.
SS441A, senzor Hall unipolar, Honeywell
Comutatoarele Hall pot funcționa, în funcție de tipul de senzor, în următoarele moduri:
• Senzor bipolar Hall
Pentru a schimba starea ieșirii comutatorului este necesar un câmp magnetic cu putere corespunzătoare și polaritate nordică (N) sau sudică (S). Dacă un senzor este plasat într-un astfel de câmp, ieșirea senzorului își schimbă starea și rămâne așa până când este plasat în câmpul magnetic de polaritate opusă. Se consideră că ieșirea rămâne blocată (latch).
• Senzor Hall unipolar pozitiv
Ieșirea acestui comutator este activată de un puternic câmp magnetic pozitiv (polul “S”). Ieșirea este dezactivată atunci când acest câmp lipsește (sau scade la o valoare sub pragul de activare).
• Senzor Hall unipolar negativ
Ieșirea acestui comutator este activată de un puternic câmp magnetic negativ (polul “N”). Ieșirea este dezactivată atunci când acest câmp lipsește (sau scade la o valoare sub pragul de activare).
SS94A1, senzor Hall, Honeywell
Cum se verifică funcționarea senzorului Hall?
Pentru a verifica dispozitivul, este suficient să știm că se bazează pe efectul Hall, să avem o sursă de alimentare sau baterie și un magnet puternic. Aplicăm o tensiune pozitivă pinului 1 și polul negativ al sursei de alimentare la pinul 2. Valoarea tensiunii de alimentare poate fi estimată pe baza aplicației de comutare. Cele din capsule miniaturale, destinate dispozitivelor portabile, au o tensiune de alimentare de 3V. Tensiunea pentru cele mai mari, destinate aplicațiilor industriale, variază de la 5V la 12V. Din păcate, nu este o regulă și dacă fișa tehnică nu furnizează date precise, trebuie să țineți cont de faptul că experimentarea cu tensiunea de alimentare poate deteriora circuitul comutatorului sau nu îi va oferi o sensibilitate suficientă.
După aplicarea tensiunii de alimentare, se conectează un voltmetru între pinul liber al comutatorului Hall și masă. În fața senzorului, apropiem, în unghi drept, unul dintre polii unui magnet puternic. În funcție de tipul senzorului, tensiunea la ieșirea comutatorului ar trebui să se schimbe brusc atunci când este apropiat polul “S” sau polul “N”. În cazul unui comutator bipolar, vom obține acest efect după apropierea/ depărtarea de unul dintre polii magnetului, sau rotirea magnetului (schimbarea polarității).
Dacă tensiunea fluctuează conform așteptărilor, probabil comutatorul va funcționa corect și va fi gata de utilizare.
Utilizarea și asamblarea senzorului Hall
După verificarea funcționării senzorului cu efect Hall putem trece la aplicația țintă. Trebuie respectate câteva reguli de bază. Semnalul de ieșire al senzorului Hall se modifică în funcție de variația sinusoidală a unghiului dintre suprafața senzorului și vectorul de intensitate al câmpului magnetic aplicat. Semnalul maxim este atins atunci când liniile câmpului magnetic sunt perpendiculare pe suprafața senzorului și semnalul minim este atins atunci când liniile câmpului magnetic sunt paralele cu acesta. Producătorul calibrează senzorii în condiții ideale, astfel încât în aplicații reale este necesar să se ia în considerare posibilele erori rezultate din unghiul comutatorului cu efect Hall, în raport cu liniile de forță ale câmpului magnetic.
De asemenea, este important să alegeți comutatorul Hall potrivit pentru magnetul existent sau magnetul potrivit pentru comutatorul existent. În anumite aplicații, de exemplu în timp ce setați poziția unui obiect care se rotește, se poate întâmpla ca semnalul de ieșire să fie deja disponibil atunci când magnetul se apropie doar de capsula dispozitivului și nu atunci când este poziționat direct pe acesta.
Deși senzorii Hall moderni funcționează într-un interval de temperatură foarte larg, aceasta poate avea o influență puternică asupra parametrilor săi. Atunci când alegeți un comutator Hall pentru o aplicație, este util să acordați atenție intervalului de temperatură ambientală în care poate fi utilizat.
De asemenea, este util să acordați atenție limitării curentului de sarcină. Nu orice comutator Hall este potrivit pentru activarea unui releu sau a unei lămpi indicatoare. Unele au o ieșire de curent pentru sarcină redusă precum intrarea unui circuit CMOS sau TTL. Trebuie reținută influența directă a curentului de sarcină asupra încălzirii structurii comutatorului și, astfel, asupra parametrului său de sensibilitate.
Tipul capsulei trebuie selectat în funcție de aplicație. Materialul capsulei TO-92 a senzorului Hall este, de obicei, fragil și ușor de deteriorat. De asemenea, terminalele delicate se pot rupe cu ușurință. Prin urmare, atunci când montați comutatorul în aplicație, în special pe un cablu lung, trebuie să vă asigurați că bornele acestuia sunt fixate rigid, de exemplu prin lipirea acestuia la PCB sau atașarea fixă a cablului la carcasa unui aparat.
https://www.tme.eu/ro/news/library-articles/page/42525/Senzor-Hall-cum-sa-ii-verificati-functionarea/
Transfer Multisort Elektronik | https://www.tme.eu
