Prezeráte si stránku pre zákazníkov z: Slovakia. Navrhovaná verzia stránky pre Vás je USA / US
Panel zákazníka
Vo Vašom košíku
Zaregistruj sa

Hallov snímač – ako skontrolovať jeho činnosť?

2020-11-13

Hall

Vo väčšine obľúbených aplikácií sa Hallove snímače používajú ako bezkontaktné. V rámci tejto funkcie sa prevažne používajú obvody v 3-pinových puzdrách obsahujúcich kompletné obvody kondicionovania signálu s dvojstavovým výstupom. Preto to skôr nie je snímač, ale Hallov spínač. Takýto obvod môžeme ľahko skontrolovať, ak poznáme jeho typ. Ak pracujeme s neidentifikovateľným prvkom, musíme mať hoci len minimálne znalosti o tom, ako taký Hallov snímač funguje, aby sme mohli jeho činnosť skontrolovať. V článku uvádzame balík základných informácií.

Hallov snímač – základné informácie

Väčšina Hallovych spínačov v puzdrách s 3 koncovkami typu TO-92 alebo TO-92UA má vývody rozmiestnené podľa nasledujúcej schémy: 1 – Vdd, 2 – kostra, 3 – výstup. Ich číslovanie je rovnaké ako v prípade tranzistora. Horšie je to s SMD senzormi, pretože tu sa môžeme stretnúť s puzdrom SOT-23, SOT-223, SO-8 alebo iným, špeciálnym.

Kým puzdrá SOT-23 a SOT-223 sú dobre známe z tranzistorov a číslovanie nožičiek zodpovedá uvedenej schéme rozmiestnenia vývodov, v iných typoch puzdier to môže vyzerať úplne inak a bez dokumentácie k Hallovmu snímaču alebo minimálne bez toho, aby sme poznali výrobcu, môžeme len veľmi ťažko zistiť, ktoré „nožičky“ sú zodpovedné za napájanie alebo pripojenie rozhrania snímača.

O popularite Hallovych snímačov rozhodlo integrovanie obvodu kondicionovania, Schmittovho preklápacieho obvodu a výstupných zosilňovačov v jednom samostatnom puzdre snímača, čo umožnilo používať tieto obvody v priemysle ako detektory magnetického poľa. No v situácii, keď pracujeme s dvojstavovým výstupom typu on/off, by sa malo hovoriť nie o Hallovom snímači, ale skôr o Hallovom spínači, aj keď tieto pojmy sa mylne zamieňajú (a to nielen v bežnom jazyku, ale aj v katalógoch producentov).

Zobraziť Hallove senzory v ponuke TME

Hallove spínače môžu pracovať v nasledujúcich režimoch:

  • Bipolárny Hallov senzor

Na zmenu stavu výstupu spínača je potrebné magnetické pole s vhodnou intenzitou a polaritou. Ak sa snímač umiestni do takéhoto poľa, výstup snímača zmení stav a ostane v ňom, až pokým ho neumiestnime do poľa s opačnou polaritou. Pri tomto type obvodov hovoríme, že majú výstup typu „západka” (latch).

  • Unipolárny kladný Hallov snímač

Výstup tohto spínača je aktivovaný v dôsledku vplyvu dostatočne silného kladného magnetického poľa (pól „S”). Výstup sa deaktivuje, keď toto pole zaniká (dosahuje hodnotu pod hranicou zapojenia).

  • Unipolárny záporný Hallov snímač

Výstup tohto spínača sa aktivuje v dôsledku vplyvu dostatočne silného záporného magnetického poľa (pól „N”). Výstup sa deaktivuje, ak toto pole zanikne (dosahuje hodnotu nižšiu ako je hranica zapojenia).

Ako skontrolovať fungovanie Hallovho snímača?

Na kontrolu snímača stačí iba poznať Hallov jav a zdroj alebo batéria a silný magnet. Po prvé, privádzame napätie s kladnou polaritou do pinu 1. Po druhé, privádzame záporný pól napájania k pinu 2. Hodnotu napájacieho napätia môžeme odhadnúť na báze aplikácie spínača. Tie v miniatúrnych puzdrách, určené pre prenosné zariadenia, majú napájacie napätie rádu 3V. Napätie väčších, určených pre priemyselné použitie, sa pohybuje v rozsahu od 5 do 12V. Bohužiaľ, nie je to pravidlo a ak nemáme presné údaje z katalógového listu, treba počítať s tým, že experimentovanie s napájacím napätím môže viesť k poškodeniu obvodu spínača alebo mu nezabezpečí dostatočnú citlivosť.

Po privedení napájacieho napätia medzi voľný pin Hallovho snímača a kostru zapíname voltmeter. K čelu snímača v pravom uhle približujeme jeden z pólov silného magnetu. V závislosti od typu spínača sa napätie na jeho výstupe skokovo zmení po priblížení pólu „S“ alebo „N“. V prípade bipolárneho spínača takýto efekt dosiahneme po priblížení/vzdialení, otočení (zmene polarity) a opätovnom priblížení/vzdialení jedného z pólov magnetu. Ak sa toto napätie mení podľa predpokladov, pravdepodobne funguje spínač správne a je pripravený na použitie.

Využitie a montáž Hallovho snímača

Po preverení fungovania Hallovho snímača môžeme pristúpiť k cieľovej aplikácii. Treba pri tom dodržať niekoľko základných pravidiel.

Výstupný signál z Hallovho snímača sa mení v súlade s hodnotou sínusu uhla medzi plochou snímača a výsledným vektorom intenzity magnetického poľa. Signálové maximum je dosiahnuté vtedy, keď sú siločiary magnetického poľa kolmé na plochu snímača a minimum, keď sú s ňou rovnobežné. Producent kalibruje snímače v ideálnych podmienkach, preto v skutočných aplikáciách treba zohľadniť prípadné chyby vyplývajúce z uhla nastavenia obvodu Hallovho spínača k siločiaram magnetického poľa.

Dôležité je tiež vybrať vhodný Hallov spínač k magnetu alebo magnet k spínaču. V určitých aplikáciách, napríklad pri nastavovaní polohy rotujúceho predmetu, sa môže stať, že signál na výstupe je dostupný už vtedy, keď sa magnet ešte len približuje k puzdru obvodu, a nie vtedy, keď je presne pod ním.

Okrem toho, že súčasné Hallove snímače pracujú vo veľmi širokom teplotnom rozsahu, práve táto teplota môže silne ovplyvňovať ich parametre. Pri výbere Hallovho spínača pre aplikáciu venujte pozornosť rozsahu teploty prostredia, v ktorom sa môže snímač používať.

Všímať si treba aj obmedzenia pracovného prúdu. Nie každý Hallov spínač je vhodný na to, aby sa s jeho pomocou zapínalo signalizačné relé alebo kontrolka. Niektoré majú výstup s malým pracovným prúdom prispôsobený pre napájanie vstupu obvodu CMOS alebo TTL. Netreba zabúdať, že pracovný prúd priamo ovplyvňuje teplotu štruktúry spínača, a teda aj parameter jeho citlivosti.

Puzdro a jeho druh vyberajte podľa oblasti použitia. Materiál puzdra TO-92 Hallovho snímača je zvyčajne jemný a ľahko sa dá poškodiť. Podobne jednoduché je odtrhnúť vývody. Preto pri montáži spínača v aplikácii, najmä v prípade dlhého kábla, dbajte na vhodnú ochranu jeho vývodov, napríklad tak, že ho prispájkujete na dosku alebo dobre pripevníte kábel.

ČÍTAŤ VIAC

Váš prehliadač už nie je podporovaný, stiahnite si novú verziu