Ország, amelynek oldalán vagy: Hungary. Számodra javasolt verzió USA / US
Vevői fiók
A TE kosaradban
Regisztráció

Hall érzékelő – hogyan ellenőrizzük a működését?

2020-11-13

Hall

A leggyakoribb alkalmazásainak többségében a Hall érzékelőket kontaktus nélküli kapcsolóként használják. Az ebben a funkcióban használt Hall szenzorok túlnyomórészt 3-lábas tokozásokkal fordulnak elő, melyek tartalmazzák a jel-kondicionálási komplett áramköröket, kétállapotú kimenettel együtt. Ez tehát nem is annyira érzékelő, mint inkább Hall kapcsoló. Egy ilyen áramkört könnyen leellenőrizhetünk, ha ismerjük a típusát. Ha egy beazonosítatlan darabbal van dolgunk, akkor ahhoz, hogy leellenőrizhessük a működését, legalább minimális ismeretekkel rendelkeznünk arról, miként működik egy Hall érzékelő. Ebben az írásban ismertetjük az ehhez szükséges információs csomagot.

Hall érzékelő – alapvető tudnivalók

A TO-92 vagy TO-92UA típusú, 3-végződéses tokozással szerelt Hall kapcsolók többségének lábkivezetései az alábbi séma szerint vannak elrendezve: 1 – Vdd, 2 – test, 3 – kimenet. Ezek számozása ugyanolyan, mint a tranzisztor esetében. Rosszabb a helyzet az SMD érzékelőkkel, mert itt találkozhatunk SOT-23, SOT-223, SO-8, vagy egyéb speciális tokozásokkal.

Amilyen mértékben jól ismertek a tranzisztorokból a SOT-23 és a SOT-223 tokozások és amilyen mértékben megfelel a lábak számozása a fenti sémának, olyan mértékben más típusú tokozásoknál ez teljesen más is lehet, és a Hall-érzékelő dokumentációja, vagy legalább a gyártó cég kiben létének ismerete nélkül nehéz megmondani, hogy mely lábak felelősek az áramellátásért vagy az érzékelő interfész csatlakoztatásáért.

A Hall – vagy időnként hallotron névvel is illetett – szenzorok népszerűségét az érzékelő, a kondicionáló rendszer, a Schmitt-trigger és a kimeneti erősítők egyetlen házba történő integrálása hozta meg, amely lehetővé tette, hogy ezen rendszereket mágneses tér detektorként lehessen használni az iparban. Azonban mégis, ilyen helyzetben, amikor kétállapotú be/ki típusú kimenettel van dolgunk, nem annyira a Hall érzékelőről, hanem inkább Hall kapcsolóról kell beszélnünk, bár ezeket a fogalmakat gyakran tévesztik és összekeverik (nemcsak a köznyelvben, hanem a gyártók katalógusaiban is).

Nézd meg a Hall érzékelőket a TME kínálatában

A Hall kapcsolók az alábbi üzemmódókban működhetnek:

  • Bipoláris Hall érzékelő

Megfelelő intenzitású, északi vagy déli polaritású mágneses mezőre van szükség a kapcsoló kimeneti állapotának megváltoztatásához. Ha egy érzékelő egy ilyen mezőbe kerül, akkor az érzékelő kimenete megváltozik és addig úgy marad, amíg ellentétes polaritási mezőbe nem kerül. Az ilyen típusú áramkörökről azt mondják, hogy reteszkimenettel (latch) rendelkeznek.

  • Unipoláris pozitív Hall érzékelő

Ennek a kapcsolónak a kimenetét egy megfelelően erős pozitív mágneses mező ("S" pólus) aktiválja. A kimenet inaktiválódik, ha ez a mező eltűnik (a kapcsolási küszöbérték alatt van).

  • Unipoláris negatív Hall érzékelő

Ennek a kapcsolónak a kimenetét egy megfelelően erős negatív mágneses mező ("N" pólus) aktiválja. A kimenet inaktiválódik, ha ez a mező eltűnik (a kapcsolási küszöbérték alatt van).

Hogyan ellenőrizzük a Hall érzékelő működését?

Az érzékelő működéséhez elegendő ismernünk a Hall jelenséget valamint szükségünk lesz egy tápegységre vagy szárazelemre és egy erős mágnesre. Először pozitív feszültséget adunk az 1. lábra. Második lépésben a tápegység negatív pólusát csatlakoztatjuk a 2. lábra. A tápfeszültség értéke megbecsülhető a Hall kapcsoló applikációja alapján. A hordozható eszközökhöz tervezett miniatűr tokozású kapcsolók tápfeszültsége 3 V körüli érték. Az ipari felhasználásra szánt nagyobbak feszültsége 5 és 12 V között mozog. Sajnos, ez nem egy szabály, és ha nincsenek pontos adataink a termék katalógusos adatlapjáról, akkor figyelembe kell vennünk, hogy a tápfeszültséggel való kísérletezés károsíthatja a kapcsoló áramkört, vagy nem biztosítja az elegendő mértékű érzékenységet.

Miután a tápfeszültséget ráadtuk a Hall-érzékelő szabad lába és a test közé, bekapcsoljuk a voltmérőt. Most pedig, egy erős mágnes valamelyik pólusával derékszögben közelítünk az érzékelőhöz. Ekkor – vagy az "S" vagy "N" pólus közelítésekor - az érzékelő/kapcsoló típusától függően a kimenet feszültségének ugrásszerűen meg kell változnia. Bipoláris kapcsoló esetén ezt a hatást a mágnes egyik pólusának közelítésével/távolításával, forgatásával (vagyis a polaritás megváltoztatásával), majd újbóli közelítéssel/ távolítással érjük el. Ha a feszültség a vártnak megfelelően ingadozik, akkor a Hall kapcsoló valószínűleg megfelelően működik és használatra kész.

Hall érzékelő használata és felszerelése

A hallotron működésének ellenőrzése után belefoghatunk a célalkalmazás megvalósításába, melynek során érdemes betartani néhány alapszabályt.

A Hall szenzor kimeneti jele az érzékelő felülete és a mágneses tér eredő vektora közötti szög szinuszértékétől függően változik. A maximális jel akkor érhető el, ha a mágneses mező vonalai merőlegesek az érzékelő felületére, és a legkisebb, ha párhuzamosak vele. A gyártó ideális körülmények között kalibrálja az érzékelőket, ezért a tényleges gyakorlati alkalmazásoknál figyelembe kell venni azokat az esetleges hibákat, melyek a Hall kapcsoló rendszer szögének a mágneses tér erővonalaihoz történő beállításából erednek.

Fontos továbbá, hogy megfelelő Hall kapcsolót válasszunk a mágneshez vagy a kapcsoló mágneséhez. Bizonyos alkalmazásokban, például egy forgó tárgy pozíciójának beállításakor előfordulhat, hogy a kimeneten a jel már akkor jelentkezik, amikor a mágnes még éppen csak közelít a Hall áramkör tokozatához, és nem pedig akkor, amikor már pontosan alatta van.

Bár a modern Hall szenzorok nagyon széles hőmérsékleti tartományban működnek, ez erősen befolyásolhatja a paramétereit. Amikor Hall-kapcsolót választunk egy alkalmazáshoz, érdemes figyelni arra a környezeti hőmérsékleti tartományra, amelyben az használható.

Érdemes figyelni a terhelési áram korlátozására is. Nem minden Hall-kapcsoló alkalmas relé vagy jelzőlámpa aktiválására. Egyes Hall kapcsolók alacsony terhelésű kimenettel rendelkeznek, amely alkalmas CMOS vagy TTL chip bemenetének táplálására. Emlékeztetnünk kell arra is, hogy a terhelési áram közvetlenül befolyásolja a kapcsolószerkezet hőmérsékletét, és ezáltal annak érzékenységi paraméterét.

Az érzékelő tokozását és annak fajtáját az alkalmazási körülményekhez illesztve kell megválasztani. A TO-92 -es Hall érzékelő tokozásának anyaga jellemzően elég érzékeny, könnyen megsérülhet. Ezért, amikor a Hall áramkört – különösképp hosszú kábeles kivitelt – szerelünk, meg kell győződni arról, hogy a csatlakozók megfelelően vannak-e rögzítve, például ráforrasztva a PCB kártyára és a kábelek megfelelő módon vannak-e fixálva a szenzor burkolatához.

EZT IS OLVASD EL

A Te böngésződ már elavult, tölts le egy újabb verziót

Firefox Firefox Letöltés
Internet explorer Internet Explorer Letöltés