Sensor Magnetic Hall tersebar luas dalam kondisi modern dan digunakan tidak hanya pada produk khusus, tetapi juga pada peralatan rumah tangga biasa. Sebagian besar pengguna bahkan tidak curiga elemen sensitif apa yang berfungsi di ponsel mereka, misalnya, dan apa mereka dapat dipasang tidak hanya di peralatan elektronik, tetapi juga di kendaraan (di dalam mobil atau) sepeda motor). Pada artikel ini, kita akan melihat struktur, prinsip operasi, dan tujuan dari sensor Hall.
Isi:
- Prinsip operasi dan jenis
- Referensi sejarah
- Klasifikasi
- Perangkat dan contoh penggunaan
- Aplikasi dalam sistem pengapian dan mesin cuci
- Di lingkungan rumah tangga
Prinsip operasi dan jenis
Penggunaan sensor di berbagai perangkat (dalam tablet, khususnya) dijelaskan oleh kemampuannya untuk bereaksi terhadap perubahan medan dan mati ketika penutup magnetik kasing ditutup. Berkat properti ini, mereka juga dipasang di mesin cuci, memungkinkan Anda untuk mengontrol kecepatan putaran drum. Secara sederhana, di sini sensor Hall digunakan sebagai tachometer.
Referensi sejarah
Untuk memahami cara kerja elemen ini, diperlukan sedikit sejarah. Pada tahun 1879, fisikawan Amerika Hall menemukan fenomena menarik yang terkait dengan perilaku konduktor dengan arus dalam medan magnet. Pengujian menunjukkan bahwa jika arus dilewatkan melalui pelat tembaga yang ditempatkan di antara magnet, maka perbedaan potensial muncul pada permukaan lateralnya. Muncul pertanyaan alami: bagaimana cara memeriksa tegangan ini di rumah?
Ternyata dalam prakteknya bisa mengukur dengan multimeter atau perangkat lain dalam batas yang sesuai. Hal yang sama dapat dilakukan dengan penguji yang sesuai atau perangkat serupa.
Menghubungkan meteran menegaskan bahwa elektron yang bergerak di bawah pengaruh medan magnet dibelokkan ke samping (tegak lurus dengan arah gerakannya).
Penting! Besarnya deviasi atau beda potensial ini sebanding dengan "kekuatan" magnet dan kekuatan arus yang melalui pelat.
Atas dasar ini, Hall menyimpulkan bahwa konduktor semacam itu adalah cara yang baik untuk mengukur medan magnet. Pengoperasian elemen sensitif khusus yang disebut sensor Hall didasarkan pada efek ini. Setelah mengetahui cara kerjanya di setiap perangkat tertentu, Anda dapat yakin dengan asimilasi akhir dari prinsip operasinya.
Klasifikasi
Penting untuk memahami apa itu sensor Hall, dan berdasarkan prinsip apa mereka biasanya diklasifikasikan. Menurut kekhasan pekerjaan dan apa yang dibutuhkan untuk atau dengan tujuan, sensor Hall dapat memiliki berbagai desain. Salah satu varietasnya adalah perangkat analog yang menghasilkan sinyal kontinu pada output.
Berbeda dengan mereka, elemen digital hanya memiliki dua status diskrit ("nol" dan "satu"). Jenis perangkat ini bisa unipolar atau bipolar. Yang pertama dipicu ketika bidang polaritas apa pun terdeteksi dan mati ketika menghilang. Artinya, sensor digital unipolar hanya bereaksi terhadap tidak adanya atau adanya tegangan magnet. Fitur yang dipertimbangkan dari masing-masing subspesies juga membantu untuk memahami apa itu - sensor Hall.
Sensor unipolar beralih ke "kesatuan" hanya ketika medan mencapai tingkat ambang batas dan tidak dapat menentukan keberadaannya pada tegangan lemah. Properti ini merupakan kelemahan signifikan dari perangkat tersebut, yang secara signifikan membatasi ruang lingkup aplikasinya. Sensor bipolar dipicu dengan mempertimbangkan polaritas medan magnet, salah satunya menyalakannya dan yang lainnya mematikannya.
Penunjukan grafis konvensional perangkat kelas ini ditunjukkan pada foto di bawah ini:
Perangkat dan contoh penggunaan
Sistem paling sederhana dengan sensor Hall mencakup elemen-elemen berikut:
- Magnet permanen (fungsinya untuk menciptakan medan magnet).
- Rotor bergerak dengan bilah atau gigi.
- Batang khusus yang terbuat dari bahan magnet (magnetic core).
- Kotak plastik.
Selain itu, karakteristik teknis sensor menyediakan penggunaan sirkuit mikro yang terlibat dalam proses pengukuran.
Dimungkinkan untuk memahami prinsip pengoperasian perangkat ini jika Anda membiasakan diri dengan diagram terperinci untuk menyalakan sensor Hall di area pengukuran. Diagram koneksi dan inti dari operasi sensor dapat disajikan sebagai berikut:
- Di celah yang dibentuk oleh bagian dari sirkuit magnetik, bilah rotor logam bergerak.
- Ketika mereka berputar, fluks magnet secara berkala didorong.
- Sirkuit mikro bawaan menyediakan penentuan indeks induksi nol (pada saat-saat ini, tegangan pada outputnya maksimum).
- Frekuensi semburan tersebut, dihitung dengan sirkuit mikro yang sama, digunakan untuk menilai kecepatan rotasi objek yang dikendalikan (poros motor di sepeda motor, misalnya).
Agar proses ini berjalan normal, ketika sensor dihubungkan ke rangkaian pengukuran, pinout sampel ini harus diperhitungkan (bisa berbeda).
Meringkas skema yang dipertimbangkan, harus diasumsikan bahwa sensor kelas ini mampu mengukur kecepatan putaran poros engkol dari setiap kendaraan yang bergerak. Fleksibilitas sensor, yang tidak mengecualikan kemungkinan pemasangannya di skuter, misalnya, memungkinkan untuk menggunakan sensor Hall tidak hanya pada perangkat teknis yang kompleks, tetapi juga pada peralatan rumah tangga biasa.
Aplikasi dalam sistem pengapian dan mesin cuci
Saat menggunakan sensor Hall pada sistem pengapian mobil, dapat digunakan untuk merekam momen pembukaan distributor. Dalam hal ini, ia berfungsi sebagai konverter analog, yang menentukan instan gangguan catu daya on-board. Penggunaannya dalam modul kerja mesin cuci didasarkan pada prinsip yang sama, yang memungkinkan untuk menentukan peningkatan berat cucian dengan kecepatan putaran drum.
Sensor hall dipasang di beberapa sampel alat ukur. Paling sering, mereka dilengkapi dengan klem non-kontak yang digunakan untuk mengukur arus dalam konduktor. Perangkat internal bereaksi terhadap perubahan medan elektromagnetik yang dihasilkan di sekitar kabel daya. Selain itu, ini sesuai dengan pegangan throttle e-bike, memungkinkan Anda untuk mengontrol sudut rotasinya.
Di lingkungan rumah tangga
Di papan ketik komputer, perangkat ini menyediakan cara tanpa kontak untuk membaca informasi. Sensor, yang merupakan bagian dari pendingin PC rumah tangga, mampu mengontrol polaritas belitan rotor, yaitu, untuk mengubah arah putarannya.
Saat menggunakan elemen seperti itu di ponsel cerdas, khususnya, ini memastikan bahwa perangkat dimatikan ketika ditempatkan dalam kasing dengan pengikat "magnetik".
Mempertimbangkan bidang penerapan sensor Hall dengan kata-kata sederhana, kita dapat mengatakan bahwa penggunaannya di bidang teknis praktis tidak terbatas. Di perancang elektronik Arduino, misalnya, ada satu set dengan sensor seperti itu, yang memungkinkan untuk menggambarkan efek Hall dalam praktik.
Ini bukan satu-satunya kasus penggunaan pendidikan untuk membantu pengguna pemula memahami cara menghubungkan dan menggunakan sensor medan.
Sebagai kesimpulan, kami mencatat bahwa kelemahan sensor Hall termasuk kepekaannya terhadap interferensi elektromagnetik, yang sering terjadi di sirkuit kerja. Selain itu, penggunaan modul elektronik yang kompleks dalam desain perangkat sampai batas tertentu mempengaruhi keandalannya, agak menguranginya. Kerugian sensor ini tidak dianggap sebagai cacatnya, tetapi hanya diperhitungkan saat bekerja dengan peralatan.
Sekarang Anda tahu apa itu sensor Hall, cara kerjanya, dan mengapa Anda membutuhkannya. Semoga informasi yang diberikan bermanfaat dan menarik!
Bahan terkait:
- Apa itu sel beban dan bagaimana cara kerjanya
- Untuk apa limit switch?
- Apa perbedaan antara arus bolak-balik dan arus searah?
