1. З чого все починалося
2. Лінійні датчики Холла
3. Цифрові датчики Холла
4. Як перевірити датчик Холла
5. Застосування датчиків Холла
6. Застосування лінійних датчиків Холла

Датчик дощу, датчик рівня рідини, датчик температури - він же термометр. Начебто все ясно: датчик дощу показує наявність дощу, датчик рівня рідини показує, як не дивно, рівень рідини; термометр - від грец. - тепло і вимірювати, показує температуру. Але ось що за дивна назва: датчик Холла?

З чого все починалося

Справа була ще в 19-му столітті. Американський фізик Едвін Холл виявив дуже дивну річ ... Він взяв пластинку золота і став пропускати через неї постійний струм. На малюнку цю платівку я зазначив з гранями ABCD.

Так ось, коли він пропускав постійний струм через межі D і B, підніс перпендикулярно платівці постійний магніт і знаєте що виявив? Різниця потенціалів на гранях А і C! Або простіше сказати, напруга. Цей ефект і назвали на честь цього вченого.

Як тільки він зробили це відкриття, незабаром стали робити радіоелементи на цьому ефекті. Щоб не морочитися з назвою, назвали на честь того, хто відкрив цей ефект - на честь Холла. Тому радіоелементи, засновані на ефекті Холла, називають датчиками Холла.

Лінійні датчики Холла

Про чого ж залежить напруга на гранях А і С? В основному від магнітного поля, що створюється або постійним магнітом, або електромагнітом; товщиною пластинки, а також силою струму, що протікає через саму платівку. Завдяки цим параметрам за допомогою датчика Холла були побудовані прилади, що дозволяють заміряти силу струму в провіднику, не торкаючись самого проводоа, наприклад, струмові кліщі

а також прилади, за допомогою яких можна заміряти напруженість магнітного поля. Датчики Холла, використовувані в цих приладах називають лінійними, так як напруга на датчику Холла прямо пропорційно вимірюється параметрами магнітного поля.

Лінійні датчики, як я вже сказав, можуть бути використані в струмових кліщах. Вони дозволяють вимірювати силу струму, починаючи від 250 мА і до декількох тисяч Ампер. Найбільшою перевагою в таких струмових кліщах є відсутність механічного контакту з вимірюваної ланцюгом. Іншими словами, струмові вимірювачі на ефекті Холла набагато безпечніше, ніж вимірювачі на основі шунта і амперметра, особливо при великій силі струму в ланцюзі, яку нерідко можна зустріти в промислових установках.

Цифрові датчики Холла

Розробники на цьому не зупинилися. Як тільки настала ера цифровий елек тронік в один корпус разом з датчиком Холла стали поміщати різні логічні елементи. Виглядає все це приблизно ось так:

В результаті промисловість стала випускати датчики Холла для цифрової електроніки. В основному такі датчики діляться на три види:

Уніполярні. Реагують тільки на один магнітний полюс. На протилежний магнітний полюс не звертають ніякої уваги. Тобто підносимо наприклад південний полюс магніту, датчик спрацював. На північний магнітний полюс йому наплювати.

Біполярні. Тут вже цікавіше. Підносимо магніт одним полюсом - датчик спрацював і продовжує працювати навіть тоді, коли ми прибираємо магніт від датчика. Для того, щоб його вимкнути, нам треба подати на нього іншу полярність магніту.

Омніполярние. Цим датчикам по барабану на який полюс включатися і вимикатися. Нехай буде хоч південний або північний.

Як перевірити датчик Холла

Давайте розглянемо роботу цифрового біполярного датчика Холла марки SS41. Виглядає наш підопічний ось так:

А ось тут можна скачати даташит на цей датчик: (натисніть сюди) . Отже, на першу ніжку подаємо плюс, на другу - мінус, а з третьої ніжки вже знімаємо сигнал логічної одиниці або нуля.

Для цього давайте зберемо найпростішу схемку: простий світлодіод на 3 Вольта, токоогранічительний резистор на 1КілоОм і, звичайно ж, сам датчик Холла.

Тепер чіпляємося до нашої схеми від блоку живлення , Виставивши на ньому 5 Вольт. Мінус на середній висновок, а плюс - на перший.

У мене під рукою виявився ось такий магнітик:

Щоб не переплутати полюса, я помітив паперовим цінником один з полюсів магніту. Який саме - я не знаю, бо не маю компаса, за допомогою якого можна було б взнати північний і південний полюс.

Як тільки я підніс магніт "червоним" полюсом до датчика холу, то у мене світлодіод відразу перестав горіти

Перевертаю магніт іншим полюсом і вуаля!

Якщо магнітик не перевертається, тобто не міняти полюса, то у нас світлодіод також залишиться згаслим, тому як датчик у нас біполярний.

А ось і відео роботи

Як ви бачите на відео, ми з допомогою магніту управляємо датчиком Холла. Датчик Холла видає нам два стану сигналу: сигнал є - одиничка, сигналу немає - нуль. Тобто світлодіод горить - одиничка, світлодіод погас - нуль. Тому датчики Холла з логічними елементами в одному корпусі дуже полюбила цифрова електроніка. Їх можна підчепити до мікроконтролерів і іншим логічним елементам.

Застосування датчиків Холла

В даний час область застосування датчиків Холла дуже обширна і з кожним роком стає все ширше і ширше. Ось основні застосування:

Застосування лінійних датчиків Холла

• датчики струму
• тахометри
• датчики вібрації
• детектори ферромагнетиков
• датчики кута повороту
• безконтактні потенціометри
• безколекторні двигуни постійного струму
• датчики витрати
• датчики положення

Застосування цифрових датчиків Холла

• датчики частоти обертання
• пристрою синхронізації
• датчики систем запалювання автомобілів
• датчики положення
• лічильники імпульсів
• датчики положення клапанів
• блокування дверей
• вимірювачі витрати
• безконтактні реле
• детектори наближення
• датчики паперу (в принтерах)

висновок

Чим же так гарні датчики Холла? Якщо дотримуватися нормальні робочі значення напруги і струму, то теоретично датчика вистачить на нескінченне число включень-виключень. Там немає електромеханічного контакту, який би зношувався, на відміну від геркона і електромагнітного реле . Використовуйте на здоров'я датчики Холла в своїх електронних пристроях.