Сензори, друго име за сензоре, користе се за бележење промена у различитим физичким количинама и за слање примљених информација на уређаје за обраду. Ако се стални набој доведе у проводник и постави у магнетно поље, тада ће настати потенцијална разлика. Овај ефекат открио је 1897. године научник Едвин Халл. На основу овог ефекта створен је сензор, назван по проналазачу као Халл-ов сензор.

Принцип рада уређаја

Ово је уређај који бележи интензитет магнетног тока. У ствари, ово је сензор за присуство магнетног поља. Сензори су доступни и у дигиталном и у аналогном типу. Први тип се заснива на мерењу индукције поља и стварању одговарајућег напона, а други тип реагује на промену поларитета магнетног тока.

Принцип рада Халл сензора заснован је на галваномагнетном феномену. Ова појава је резултат интеракције магнетног поља са полуводичем који је повезан са електричном енергијом и његове електричне карактеристике се мењају. Халл-ов ефекат се манифестује ако се формира попречни напон у полуводичу смештеном у магнетном току, када кроз њега тече струја. У овом случају је правац набоја окомит на вектор смера поља. Настала појава се објашњава чињеницом да Лорентз-ова сила, која доводи до њиховог отклона, делује на покретне електроне или рупе у магнетном току.

У једноставном примеру, Халлов ефекат је представљен на следећи начин. У полуводичу, под утицајем Лорентзове силе, носачи набоја крећу се у различитим смеровима који одговарају њиховом знаку. На једној страни полуводича накупљају се електрони, негативан набој, а на другој страни одакле су се електрони кретали - позитиван набој. Између ових страна, због разлике у наелектрисању, формира се електрична струја која спречава кретање набоја под утицајем Лорентзове силе. Када дође тренутак једнакости Лорентзових сила и магнетног поља, полуводич иде у равнотежу.

По изгледу, сензори се могу произвести са различитим бројем контактних пинова и следе:

  • двотактни;
  • троцикл.

Пошто је ниво сигнала на излазима сензора низак, на његове излазе прикључује се оперативно појачало. Када додате окидач, добићете једноставан уређај који делује када се добију одређене вредности магнетног поља и врста проводљивости. У дигиталној електроници сензори надопуњени логичким елементима су подељени у три групе:

  1. Униполарно. Уређај бележи промену само једне вредности носача набоја, рупе или електронске проводљивости.
  2. Биполарно. Сензор реагује на обе врсте носача набоја, али врши супротне акције у односу на њих. На пример, када региструје електронску проводљивост, уређај који је спојен на њу почиње да ради, а када региструје проводљивост рупа, искључује се.
  3. Униполарно. Једноставно региструју изглед проводљивости и не зависе од њеног типа.

Сензор који користи три излаза у свом случају садржи транзистор с отвореним колектором, јер се мала струја уређаја користи заједно са појачалом сигнала.

Примјена Халлове ефекта

Постоји линеарна веза између резултирајуће разлике потенцијала и магнетне индукције, што доводи до њеног појављивања. Овде се уграђују уређаји са Халл сензором за мерење магнетне индукције.

Уређаји који користе Халл претвараче користе се за све врсте мерења. Користећи феномен у коме се магнетно поље појављује под утицајем електричне струје, индукција магнетне силе је повезана са њом и стварају се неконтактни бројила снаге струје. Такав уређај је повољан у прорачуну вредности великих константних струја у жицама, које би, мерено конвенционалним амперметром, требало да се прекину. Поред тога, широко се користе уређаји са Халл сензорима за мерење електричне снаге, забележење линеарних и угаоних помака и густине носача набоја у полуводичу.

Главни параметар уређаја, изграђен на Халловом ефекту, је магнетна осетљивост. Карактерише га однос напона који се појављује и вредности магнетне индукције, односно напон при индукцији је једнак.

Сензори се нарочито користе у електромоторима. Код њих су сензори постављени тако да, када се монтирају на статор, прате положај ротора. Инсталирањем магнета са константним пољем добија се бројач обртаја. Јачина магнетног поља које даје сензор је унутар 150 Гаусса.

Употреба у аутомобилима

У аутомобилу се сензор користи у систему паљења. Без његовог учешћа, правилан рад мотора у аутомобилу није могућ. Налази се на разводнику и одређује тренутка појављивања искре која замењује склопник. Овде се могу користити и биполарни и униполарни сензори.

Мерећи број насталих импулса, сензор обавештава електроничку јединицу о потреби стварања искре. Структура уређаја укључује: стални магнет, метални екран са рупама, полуводичку плочу. Шема рада заснива се на чињеници да магнетни ток продире кроз поредане рупе у полуводич, као резултат тога се јавља потенцијална разлика. Када су слотови затворени заслоном, проток не пролази и не долази до напона. Отварањем и затварањем слота са екраном, на излазу уређаја генерише се импулсни сигнал.

Сензор садржи три терминала, према његовом отклону са леве на десно:

  • прва је повезана са каросеријом аутомобила;
  • на други се примењује напон од шест волти;
  • трећа се користи као информативна.

Поред тога, сензор се користи за надгледање тренутног преоптерећења. Када дође до преоптерећења, сензор се загрева и топлотна заштита се искључује.

Због неправилности у раду сензора настају различите кварове, које утичу на покретање мотора, појаву трзаја током рада или га једноставно заустављате. Најлакше је проверити функционалност сензора у аутомобилу ротирањем радилице и брегастог вратила. Током нормалног рада, ЛЕД који се налази на контролној табли треба да трепће.

У недостатку ЛЕД на плочи, могуће је сами да извршите учвршћење. Да бисте то учинили, потребни су вам отпорник од једног килограма, ЛЕД и жице. Отпорник је серијски повезан са ЛЕД-ом, а завоји на жицама направљени су од дизајна. Појачала се искључује, а жице су повезане са ЛЕД и отпорником, након чега се брегасто вратило ротира. Као резултат, ЛЕД треба да трепће.

За тачне резултате боље је проверити ходни сензор мултиметером. Требат ће вам било који тестер с могућношћу мјерења напона. Са радним сензором, напон на његовим терминалима биће до 11 волти. Прво се мери присуство потребних напона на контактном блоку разводника. Обично постоје три напона једнака 12 волти, а на једном контакту не би требало бити напона.

Паљење се укључује. Позитивна сонда је инсталирана на излазу терминала сензора, а негативна сонда на жици са нултом напоном. Напон је око 11 волти. Код вађења радилице напон треба да се мења, док највиша вредност не сме да падне испод девет волти, а најнижа не више од 0, 5 В.

Конвертор у паметном телефону

Имајући мале димензије, Халлови сензори нашли су своју примену у електронским уређајима. Кориштењем његових својстава на паметним телефонима побољшава се позиционирање, брже се покреће ГПС, а трајање батерије је дуже. Користећи способност сензора да реагује на магнетно поље, претварач се користи и у телефонима и рачунарима на преклопима. Сензор заузима локацију на предњој страни уређаја, што повећава његов одговор на промену магнетног поља.

Због присуства сензора, екран лаптопа се аутоматски укључује када га отворите или се искључи када га затворите. Такође уз телефон - „преклопна шкољка“. У паметним телефонима ова се функција имплементира помоћу корица за књиге. Сензор бележи величину магнетног поља која потиче од минијатурног магнета монтираног на средини поклопца. Када отворите поклопац, снага магнетног тока слаби и уређај се укључује на позадинско осветљење.

Важно је напоменути да употреба магнета нема негативан ефекат на гадгет, а сам Халл сензор у принципу користи регистрацију магнетног флукса. Он региструје снагу магнетног поља и не упоређује његову снагу. Конвертор Халл у мобилним уређајима такође има следеће функције:

  • помаже у оријентацији на земаљском хоризонту;
  • пружа компас уређаја;
  • Укључује и искључује екран током дељења са магнетом.

Оријентација екрана је функција која се користи на било ком модерном телефону. С другачијим положајем гаџета у простору, слика на екрану ће увек бити тачна, а не наопако. Такву функцију можете искључити и за то у подешавањима паметног телефона узастопно бирате: подешавања, закључани екран, напредне функције, паметни режим. Ако у подешавањима нема неке ставке, мораћете да одвојите претварач из круга.

Поред тога, посебна микро-склопка, која прима сигнал из Халл конвертера, доводи до корекције слике. То се манифестује приликом фотографисања или приликом промене доба дана. Учествујући у раду ГПС навигације, уређај помаже да се повећа тачност позиционирања.

Да бисте знали како да проверите Халл сензор у телефону, не требају вам посебне вештине. Да бисте то учинили, понесите било који магнет на кућиште или екран уређаја. Када ради, екран ће се испразнити; ако се магнет уклони, он ће се упалити.

Уређај у кућанским апаратима

Врло често се у кућном уређају који користи мотор (на пример, машина за прање веша) користи Халлов сензор за израчунавање броја обртаја. Има облик прстена са две жице и причвршћен је на ротор електромотора. Његов рад је организован на следећи начин: услед ротације осовине, на сензор се поставља напон, чија јачина зависи од брзине обртања ротора. Што су обртаји већи, већа је и потенцијална разлика. Електронска јединица анализира вриједност напона и поставља потребну брзину ротације.

Да бисте проверили претварач, потребно је да узмете мултиметар и назовете отпор сензора. Нормална вриједност радног уређаја је око 60 охма. Ако нема мултиметра, можете узети једноставан волтметар и измерити напон на месту где је сам сензор повезан.

Образац за практично понављање

Једноставна шема помоћу Халл сензора, која се користи за регистровање отварања врата, није тешка за самостално састављање. Предност употребе сензора је у томе што његов рад не захтева механички контакт, као што је трске. Сензор се налази на оквиру врата, а магнет на вратима. Круг је заснован на сензору МХ 183 и чипу ЦД 4093 . Извор напајања је девет волти.

Када је изложен магнетном току, транзисторска склопка је у активном стању. Сигнал са сензора иде на улаз микроцирке и забрањује рад његовог генератора. ЛЕД1 је укључен. Ако се врата отворе, магнетна сила која делује на сензор слаби или нестаје, а генератор се покреће у микро кругу и ЛЕД се гаси. Отпорник Р1 дизајниран је да заштити Халл конвертор од преокрета напона. Халл сензор пронашао је своју примену у многим областима и незаобилазно је средство људи у свакодневном животу. Захваљујући њему постоје такозвани "паметни" уређаји.

Категорија:

Технологија