O que é um sensor Hall e onde é usado?
Princípio de operação e tipos
O uso de sensores em vários dispositivos (no tablet, em particular) é explicado por sua capacidade de responder a alterações de campo e desligar quando a tampa magnética do gabinete é fechada. Devido a essa propriedade, eles são instalados em máquinas de lavar, permitindo controlar a velocidade de rotação do tambor. Em termos simples - aqui o sensor Hall é usado como um tacômetro.
Referência histórica
Para entender o princípio de operação desse elemento, você precisará de uma pequena excursão na história. Em 1879, o físico americano Hall descobriu um fenômeno interessante relacionado ao comportamento de um condutor com corrente em um campo magnético. O teste mostrou que, se uma corrente é passada através de uma placa de cobre colocada entre os ímãs, uma diferença de potencial aparece em suas faces laterais. Surge uma questão lógica: como verificar essa tensão em casa?
Verificou-se que, na prática, pode ser medir com um multímetro ou qualquer outro dispositivo que tenha os limites apropriados. O mesmo pode ser feito com qualquer testador adequado ou instrumento similar.
A conexão do medidor confirma que os elétrons em movimento são desviados para o lado sob a influência de um campo magnético (perpendicular à direção do seu movimento).
Importante! A magnitude desse desvio ou diferença de potencial é proporcional à "potência" dos ímãs e à corrente através da placa.
Com base nisso, Hall concluiu que esse condutor é uma boa ferramenta para medir o campo magnético. A operação de um elemento sensível especial chamado sensor Hall baseia-se nesse efeito. Depois de descobrir como funciona em cada dispositivo específico, você pode ter certeza da assimilação final de seu princípio de operação.
Classificação
É importante entender o que são os sensores Hall e por que princípio eles geralmente são classificados. De acordo com as características do trabalho e por que é necessário ou para a finalidade a que se destina, o sensor Hall pode ter vários designs. Uma das variedades são os dispositivos analógicos que produzem um sinal contínuo na saída.
Por outro lado, um elemento digital possui apenas dois estados discretos ("zero" e "unidade"). Este tipo de dispositivo pode ser unipolar ou ter um tipo bipolar.O primeiro deles funciona quando um campo de qualquer polaridade é detectado e desliga quando desaparece. Ou seja, um sensor digital unipolar responde apenas à ausência ou presença de tensão magnética. As características consideradas de cada uma das subespécies também ajudam a entender o que é - um sensor Hall.
Os sensores unipolares mudam para a "unidade" somente quando o campo atinge o nível limite e não conseguem determinar sua presença em tensões fracas. A propriedade indicada é uma subtração significativa de tais dispositivos, limitando significativamente o escopo de sua aplicação. O sensor bipolar é acionado levando em consideração a polaridade do campo magnético, um dos quais o liga e o outro o desliga.
A designação gráfica convencional dos dispositivos desta classe é mostrada na foto abaixo:
Exemplos de dispositivos e uso
O sistema mais simples com um sensor Hall inclui os seguintes elementos:
- Ímã permanente (sua função é criar um campo magnético).
- Rotor móvel com lâminas ou dentes.
- Uma haste especial feita de material magnético (núcleo magnético).
- Caixa de plástico.
Além disso, a característica técnica do sensor prevê o uso de microcircuitos envolvidos no processo de medição.
É possível entender o princípio de operação deste dispositivo se você se familiarizar com o diagrama detalhado da inclusão do sensor Hall na zona de medição. O diagrama de conexão e a essência do sensor podem ser representados da seguinte forma:
- No espaço formado pelas metades do circuito magnético, as pás do rotor de metal se movem.
- Quando eles rodam, ocorre desvio periódico do fluxo magnético.
- O microcircuito integrado fornece a determinação de um índice de indução zero (nesses momentos, a tensão em sua saída é máxima).
- A frequência dessas explosões, calculada pelo mesmo chip, é usada para julgar a velocidade de rotação de um objeto controlado (um eixo de motor em uma motocicleta, por exemplo).
Para que esse processo prossiga normalmente, quando o sensor é incluído no circuito de medição, a pinagem dessa amostra deve ser levada em consideração (pode ser diferente).
Resumindo o esquema considerado, deve-se presumir que os sensores dessa classe são capazes de medir a velocidade de rotação do virabrequim de qualquer veículo em movimento. A universalidade do sensor, que não exclui a possibilidade de instalá-lo em uma scooter, por exemplo, permite que você use o sensor Hall não apenas em dispositivos técnicos complexos, mas também em aparelhos domésticos comuns.
Aplicação no sistema de ignição e máquinas de lavar
Ao usar o sensor Hall no sistema de ignição do veículo, ele pode ser usado para fixar o momento de abrir o distribuidor. Nesse caso, funciona como um conversor analógico, que determina os momentos de interrupção da fonte de alimentação a bordo. Seu uso nos módulos operacionais da lavadora de roupas é baseado no mesmo princípio, que permite determinar o aumento do peso da roupa pela velocidade de rotação do tambor.
Os sensores de salão são instalados em algumas amostras de equipamentos de medição. Na maioria das vezes, eles são equipados com braçadeiras sem contato usadas para medir a corrente nos condutores. O dispositivo embutido responde a alterações no campo eletromagnético gerado ao redor do cabo de alimentação. Além disso, é adequado para o manuseio de gás de uma bicicleta elétrica, permitindo controlar o ângulo de rotação.
Em condições domésticas
Nos teclados de computador, esses dispositivos fornecem uma maneira sem contato de obter informações. O sensor, que faz parte do resfriador do PC doméstico, é capaz de controlar a polaridade dos enrolamentos do rotor, ou seja, alterar a direção de sua rotação.
Ao usar esse elemento em um smartphone, em particular, ele desliga o dispositivo ao colocá-lo em um estojo com um prendedor “magnético”.
Considerando a aplicação dos sensores Hall em palavras simples, podemos dizer que seu uso no campo técnico é praticamente ilimitado.No construtor eletrônico do Arduino, por exemplo, existe um kit com esse sensor, que permite na prática ilustrar o efeito Hall.
Este não é o único exemplo de seu uso para fins educacionais, ajudando usuários iniciantes a entender como conectar e usar sensores de estrutura de campo.
Concluindo, notamos que as desvantagens dos sensores de Hall incluem sua sensibilidade à interferência eletromagnética, que geralmente ocorre em circuitos operacionais. Além disso, o uso de módulos eletrônicos complexos no design do dispositivo afeta em certa medida sua confiabilidade, reduzindo-o levemente. Essas desvantagens do sensor não são consideradas seus defeitos, mas são simplesmente levadas em consideração ao trabalhar com o equipamento.
Agora você sabe o que é um sensor Hall, como funciona e por que você precisa. Esperamos que as informações fornecidas sejam úteis e interessantes!
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