Меню

Датчик Холла

Датчик дождя, датчик уровня жидкости, датчик температуры — он же термометр. Вроде бы все ясно: датчик дождя показывает наличие дождя, датчик уровня жидкости — показывает, как ни странно, уровень жидкости; термометр — от греч. — тепло и измерять, показывает температуру.  Но  вот что за странное название: датчик Холла?

 

Дело было еще в 19-ом веке. Американский физик Эдвин Холл обнаружил странную вещь… Он взял пластинку золота и стал пропускать через неё постоянный ток.  На рисунке эту пластинку я отметил с гранями ABCD.

Так вот, когда он пропускал постоянный ток через грани D и B, и поднес перпендикулярно пластинке постоянный магнит, знаете что он обнаружил?  Разность потенциалов на гранях А и C!  Или проще сказать, напряжение, измеряемое в Вольтах ;-). Этот эффект и назвали в честь этого ученого.

Как только чухнули эту фишку, стали делать радиоэлементы с этим эффектом. Чтобы не заморачиваться с названием, назвали в честь того, кто открыл этот эффект  —  в честь Холла. Поэтому радиоэлементы, основанные на эффекте Холла, называют датчиками Холла. 

О чего же зависит напряжение на гранях А и С? В основном от магнитного поля, создаваемым либо постоянным магнитом, либо электромагнитом; толщиной пластинки, а также силой тока, протекающего через саму пластинку. Благодаря этим параметрам с помощью датчика Холла были построены приборы, позволяющие замерять силу тока в проводнике, например, токоизмерительные клещи, не касаясь самого провода, а также приборы, с помощью которых можно замерять напряженность магнитного поля. Датчики холла, используемые в этих приборах называют линейными, так как напряжение Холла прямо пропорционально измеряемым параметрам.

Разработчики на этом не остановились. Как только наступила  эра цифровой элек троники в один корпус вместе с датчиком холла стали помещать различные логические элементы. В результате промышленность стала выпускать датчики холла для цифровой электроники. В основном такие датчики делятся на три вида:

Униполярные. Реагируют только на один магнитный полюс. На противоположный магнитный полюс не обращают никакого внимания. То есть подносим например южный полюс магнита, датчик сработал. На северный магнитный полюс ему наплевать.

Биполярные. Здесь уже интереснее. Подносим магнит одним полюсом — датчик сработал и продолжает работать даже тогда, когда мы убираем магнит от датчика.  Для того, чтобы его выключить, нам надо подать на него другую полярность магнита.

Омниполярные. Этим датчикам по барабану на какой полюс включаться и выключаться. Пусть будет хоть южный или северный.

Давайте рассмотрим работу цифрового биполярного датчика Холла марки SS41. Выглядит наш подопечный вот так:

А вот здесь можно скачать даташит на этот датчик: (нажмите сюда). Итак, на первую ножку подаем плюс, на вторую — минус, а с третьей ножки уже снимаем сигнал логической единицы или нуля.

Для этого давайте соберем простейшую схемку: простой светодиод на 3 Вольта, токоограничительный резистор на 1КилоОм и, конечно же, сам датчик Холла.

Теперь цепляемся к нашей схеме от Блока питания, выставив на нем 5 Вольт. Минус на средний вывод, а плюс — на первый.

У меня под рукой оказался вот такой магнитик:

Чтобы не перепутать полюса, я пометил бумажным ценником один из полюсов магнита. Какой именно — я не знаю, так как не имею компаса, с помощью которого можно было бы узнать северный и южный полюс.

Как только я поднес магнитик «красным» полюсом к датчику холла, то у меня светодиодик сразу перестал гореть

Переворачиваю магнитик другим полюсом и вуаля!

Если магнитик не переворачивать, то есть не менять полюса, то у нас светодиод также останется потухшим, потому как датчик у нас биполярный.

А вот и видос:

Как вы видите на видео,  мы с помощью магнитика управляем датчиком Холла. Датчик Холла выдает нам два состояния сигнала: сигнал есть — единичка, сигнала нет — ноль. То есть светодиод горит — единичка, светодиод потух — ноль. Поэтому датчики Холла с логическими элементами в одном корпусе очень полюбила цифровая электроника. Их можно подцепить к микроконтроллерам и другим логическим элементам.

В настоящее время они используются очень широко. Даже не надо далеко ходить. Стоит закрыть крышку своего ноутбука и  мы сразу увидим что экран ноута потух. Да да, во всем виноват датчик Холла! Стоит он на материнке, а на крышке ноута вмонтирован маленький магнитик. И как только мы закрываем крышку, магнитик со своим магнитным полем действует на датчик Холла, и экран тухнет ;-). То же самое касается и мобильных телефонов, типа раскладушка или слайдер. Также больше применение датчики Холла нашли в современных электродвигателях и в автомобилях, как датчики положения. 

Чем же так хороши датчики Холла? Если соблюдать нормальные рабочие значения напряжения и тока, то теоретически  датчика хватит на бесконечное число включений-выключений. Там нету электромеханического контакта, который бы изнашивался, в отличие от геркона. Используйте на здоровье датчики Холла в своих электронных безделушках 😉



comments powered by HyperComments