Què és un sensor Hall i on s’utilitza?
Principi de funcionament i tipus
L’ús de sensors en diversos dispositius (en particular a la tauleta) s’explica per la seva capacitat per respondre als canvis de camp i apagar-se quan es tanca la coberta magnètica del estoig. Degut a aquesta propietat, s’instal·len en rentadores, cosa que permet controlar la velocitat de gir del tambor. En termes simples, aquí el sensor Hall s’utilitza com a taquímetre.
Antecedents històrics
Per entendre el principi de funcionament d’aquest element, necessitareu una petita excursió a la història. El 1879, el físic americà Hall va descobrir un fenomen interessant relacionat amb el comportament d’un conductor amb corrent en un camp magnètic. La prova va demostrar que si es passa un corrent a través d’una placa de coure col·locada entre els imants, apareix una diferència de potencial a les seves cares laterals. Sorgeix una pregunta lògica: com comprovar aquest voltatge a casa?
Va resultar que a la pràctica pot ser mesura amb un multímetre o qualsevol altre dispositiu que tingui els límits adequats. El mateix es pot fer amb qualsevol tester adequat o instrument similar.
La connexió del mesurador confirma que els electrons en moviment es desvien cap al costat sota la influència del camp magnètic (perpendicular a la direcció del seu moviment).
Important! La magnitud d’aquesta desviació o diferència de potencial és proporcional a la “potència” dels imants i el corrent a través de la placa.
Sobre aquesta base, Hall va concloure que aquest conductor és una bona eina per mesurar el camp magnètic. El funcionament d’un element sensible especial anomenat sensor Hall es basa en aquest efecte. Després d’haver imaginat el seu funcionament en cada dispositiu específic, podeu estar segur de l’assimilació final del seu principi de funcionament.
Classificació
És important comprendre quins són els sensors Hall i segons quin principi se solen classificar. D’acord amb les característiques de l’obra i per què es necessita o per a la seva finalitat prevista, el sensor Hall pot tenir diversos dissenys. Una de les varietats són dispositius analògics que produeixen un senyal continu a la sortida.
En canvi, un element digital només té dos estats discrets (“zero” i “unitat”). Aquest tipus de dispositiu pot ser unipolar o tenir un tipus bipolar.El primer d’ells funciona quan es detecta un camp de qualsevol polaritat i s’apaga quan desapareix. És a dir, un sensor digital unipolar respon només a l’absència o presència de tensió magnètica. Les característiques considerades de cadascuna de les subespècies també ajuden a comprendre què es tracta: un sensor Hall.
Els sensors unipolars canvien a “unitat” només quan el camp arriba al nivell del llindar i no són capaços de determinar la seva presència a tensions febles. La propietat indicada és un significatiu menys d'aquests dispositius, limitant notablement l'abast de la seva aplicació. El sensor bipolar s’activa tenint en compte la polaritat del camp magnètic, un dels quals l’encén i l’altre l’apaga.
La designació gràfica convencional dels dispositius d'aquesta classe es mostra a la foto següent:
Exemples de dispositiu i ús
El sistema més senzill amb un sensor Hall inclou els següents elements:
- Imant permanent (la seva funció és crear un camp magnètic).
- Rotor mòbil amb fulles o dents.
- Una barra especial de material magnètic (nucli magnètic).
- Estoig de plàstic.
A més, la característica tècnica del sensor preveu l’ús de microcircuits implicats en el procés de mesurament.
És possible comprendre el principi de funcionament d’aquest dispositiu si us familiaritzeu amb el diagrama detallat de la inclusió del sensor Hall a la zona de mesurament. El diagrama de connexió i l'essència del sensor es poden representar de la manera següent:
- En el buit format per les meitats del circuit magnètic, les fulles del rotor metàl·lic es mouen.
- Quan giren, es produeix un sondeig periòdic del flux magnètic.
- El microcircuit integrat permet la determinació d’un índex d’inducció zero (en aquests moments la tensió a la sortida és màxima).
- La freqüència d'aquestes ràfegues, calculada pel mateix xip, s'utilitza per jutjar la velocitat de rotació d'un objecte controlat (per exemple, un eix del motor d'una moto).
Perquè aquest procés funcioni normalment, quan el sensor s’inclou al circuit de mesura, cal tenir en compte la pinça d’aquesta mostra (pot ser diferent).
Resumint l'esquema considerat, cal suposar que els sensors d'aquesta classe són capaços de mesurar la velocitat de gir del cigonyal de qualsevol vehicle en moviment. La universalitat del sensor, que no exclou la possibilitat d’instal·lar-lo en un scooter, per exemple, permet utilitzar el sensor Hall no només en dispositius tècnics complexos, sinó també en electrodomèstics ordinaris.
Aplicació al sistema d’encesa i rentadores
Si feu servir el sensor Hall al sistema d’encesa del vehicle, es pot utilitzar per fixar el moment d’obertura del distribuïdor. En aquest cas, funciona com a convertidor analògic, que determina els moments d’interrupció de l’alimentació a bord. La seva aplicació als mòduls de funcionament de la rentadora es basa en el mateix principi, que permet determinar l’augment del pes de la roba per la velocitat de gir del tambor.
Els sensors del vestíbul estan instal·lats en algunes mostres d'equips de mesura. Moltes vegades estan equipades amb pinces sense contacte que s’utilitzen per mesurar el corrent en conductors. El dispositiu integrat respon a canvis en el camp electromagnètic generat al voltant del cable d’alimentació. A més, és adequat per al mànec de gas d’una bicicleta elèctrica, permetent controlar l’angle de gir.
En condicions domèstiques
En els teclats d'ordinador, aquests dispositius ofereixen una forma de no rebre contacte de la informació. El sensor, que forma part del refrigerador de PC domèstic, és capaç de controlar la polaritat dels enrotllaments del rotor, és a dir, canviar el sentit de la seva rotació.
Quan s'utilitza aquest element en un telèfon intel·ligent, en particular, permet apagar el dispositiu quan es col·loca en un estoig amb un fixador "magnètic".
Considerant l’aplicació de sensors Hall en paraules simples, podem dir que el seu ús en l’àmbit tècnic és pràcticament il·limitat.Al constructor electrònic d’Arduino, per exemple, hi ha un kit amb un sensor que permet en la pràctica il·lustrar l’efecte Hall.
Aquest no és l'únic exemple del seu ús amb finalitats educatives, ajudant els usuaris novells a comprendre com connectar i utilitzar sensors d'estructura de camp.
En conclusió, observem que els inconvenients dels sensors Hall inclouen la seva sensibilitat a la interferència electromagnètica, que sovint es produeix en els circuits de funcionament. A més, l’ús de mòduls electrònics complexos en el disseny del dispositiu afecta en certa mesura la seva fiabilitat, reduint-lo lleugerament. Aquests desavantatges del sensor no es consideren com a defectes, sinó que es tenen en compte simplement quan es treballa amb l'equip.
Ara ja saps què és un sensor de Hall, com funciona i per què ho necessites. Esperem que la informació facilitada sigui útil i interessant!
Materials relacionats:
Carregant ...
