Scopri come funziona il pinout del sensore ad effetto Hall

La domanda numero uno che mi viene posta è: cos'è un sensore ad effetto Hall? Se hai tempo di leggere questo lungo articolo su come cambiare la tua vita, prende in considerazione un componente elettronico molto importante utilizzato in automazione e robotica, meccanica ed elettrica componenti.

Piedinatura del sensore ad effetto Hall

Che cos'è il pinout del sensore ad effetto Hall?

Questi sono il tipo di trasduttori in grado di rilevare la variazione dell'intensità del campo magnetico intorno a loro. L'effetto Hall è un fenomeno che si verifica quando gli elettroni sono costretti a spostarsi da un lato all'altro del materiale dalla presenza del campo magnetico. Questo movimento crea un elettrico corrente che scorre attraverso il materiale.

Quando un magnete viene avvicinato a un'estremità del sensore, vengono spinti più elettroni attraverso un'estremità che attraverso un'altra. Ciò crea uno squilibrio tra cariche positive e negative all'interno del dispositivo, che fa cambiare i livelli di tensione su entrambe le estremità del sensore a seconda di quanto si avvicinano o si allontanano l'uno dall'altro.

Sensore ad effetto Hall in un PCB

Come funziona il sensore ad effetto Hall in un PCB?

I sensori ad effetto Hall sono spesso utilizzati in sistemi che richiedono misurazioni accurate di posizione, velocità o forza. Sono utilizzati per rilevare la presenza o l'assenza di campo magnetico. Il sensore è composto da due parti: un magnete permanente e una bobina che conduce corrente. Quando sono posizionati vicino a un magnete, i campi magnetici creano un cambiamento nella resistenza elettrica della bobina. Questo cambiamento può essere misurato da un circuito esterno e utilizzato per determinare se è presente o meno un campo magnetico.

I sensori ad effetto Hall sono particolarmente utili in applicazioni in cui devono essere rilevati cambiamenti molto piccoli. Ad esempio, sono comunemente usati nelle unità disco rigido per monitore posizione della testina durante la lettura o la scrittura di dati da dischi.

Come utilizzare il sensore ad effetto Hall?

Ci sono molti modi in cui puoi utilizzare questi sensori nei tuoi progetti. È possibile utilizzarli per rilevare se è presente o meno un magnete vicino al sensore o se è abbastanza vicino da avere un effetto sul segnale di uscita del sensore. Il segnale di uscita può essere un livello di tensione analogico o potrebbe esserlo digitale segnali come stati basso/alto o segnali 1/0.

Per utilizzare questi sensori, dovrai collegarli al circuito stampato del tuo progetto. È possibile utilizzare fili saldati direttamente ai pad sulla scheda, oppure si può scegliere invece di utilizzare cavi jumper che si collegano tra i pin sulla scheda e componenti esterni come LED.

Dove utilizzare il sensore ad effetto Hall?

Sono comunemente usati in applicazioni come energia sistemi di gestione, sistemi antifurto per veicoli e altri sistemi di sicurezza. Un'altra applicazione comune è rilevare quando i tasti sono stati premuti sulle tastiere e i mouse sono stati spostati.

Sono disponibili in molte forme e dimensioni, ma funzionano tutti allo stesso modo. L'elettricità della batteria della tua auto scorre attraverso il sensore e produce un campo magnetico attorno ad esso. Questo campo magnetico interagisce con un magnete all'interno del sensore e crea un campo elettrico che muove gli elettroni al suo interno.

Applicazione del sensore ad effetto Hall

Tipi di piedinatura del sensore ad effetto Hall per pin

I sensori ad effetto Hall sono uno dei tipi più comuni di sensori utilizzati nella robotica e in altre applicazioni. Questo articolo discuterà ogni tipo di piedinatura del sensore ad effetto Hall per pin.

3 Pin

Pinout del sensore ad effetto Hall a 3 pin

Questo sensore ad effetto hall è un semplice dispositivo che utilizza tre pin: VCC, GND e Output. VCC è l'offerta positiva voltaggio mentre GND è il terminale di terra. Il pin di uscita è il pin che esegue il segnale dal sensore quando rileva un campo magnetico vicino ad esso.

4 Pin

Pinout del sensore ad effetto Hall a 4 pin

Questo sensore ad effetto hall è anche noto come sensore di quadratura perché ha due uscite invece di una per ogni segnale di ingresso (come un segnale analogico). Ciò significa che ci sono due uscite separate per ogni segnale di ingresso; uno è positivo e uno è negativo. L'uscita positiva cambierà sempre per prima quando un oggetto si avvicina al sensore, quindi puoi utilizzare queste informazioni per determinare la sua posizione rispetto al corpo del tuo dispositivo.

Pin trovati nel pinout del sensore ad effetto Hall

I pin trovati nel sensore ad effetto Hall possono variare a seconda del tipo di sensore che stai utilizzando, ma generalmente includono quanto segue:

Pin del sensore ad effetto Hall

VCC

Questo pin viene utilizzato per collegare il terminale positivo dell'alimentatore o un'altra fonte di tensione per il circuito. Dovrebbe essere collegato al terminale positivo del tuo Alimentazione elettrica o un'altra fonte di tensione per il tuo circuito.

GND

Questo pin viene utilizzato per collegare il filo di terra dal circuito o dalla fonte di alimentazione. Dovrebbe essere collegato al terminale negativo dell'alimentatore o a un altro punto di messa a terra del circuito.

Pin di uscita digitale

Questo pin è quello che rileva la presenza di un magnete. Questo è un pin basso attivo, il che significa che sarà in uno stato alto quando non è presente alcun magnete e in uno stato basso quando c'è. È un terminale a collettore aperto e dispone di un resistore di pull-up interno, quindi non è possibile utilizzare un resistore di pull-up esterno.

Pin di uscita analogica

Questo produce una tensione proporzionale all'intensità del campo magnetico rilevata dal sensore ad effetto Hall. Viene utilizzato per leggere il valore di un sensore ad effetto Hall. Il livello di tensione è proporzionale alla forza del magnete e può essere letto da Arduino o altri AVR microcontrollore.

Tipi di sensore ad effetto Hall

Esistono diversi tipi di sensori ad effetto hall, ciascuno con il proprio set di proprietà e applicazioni. Alcuni esempi sono:

Sensore digitale ad effetto Hall

Questo è un dispositivo che misura il campo magnetico e lo converte in un segnale digitale. Può essere utilizzato in robotica, circuiti stampati e altri dispositivi elettronici.

A3144

Progettato per l'uso in applicazioni di rilevamento della posizione rotante. Questo può essere utilizzato per rilevare la posizione di un magnete montato su un albero rotante. L'uscita passa dallo stato alto a quello basso mentre il magnete passa accanto alla bobina di raccolta del sensore. In questo modo, il sensore funge da codificatore magnetico, fornendo un'indicazione dell'angolo dell'albero. L'A3144 fornisce segnali di uscita direttamente proporzionali alla velocità di rotazione dell'albero.

OH090U

Un dispositivo attivo che converte il campo magnetico in un segnale di tensione. Viene utilizzato per rilevare la posizione rotazionale di un oggetto ed è spesso utilizzato nei motori elettrici e nelle macchine meccaniche. Fornisce letture accurate con alta sensibilità e basso rumore.

A3143

Un dispositivo a tre terminali che rileva la presenza di un campo magnetico. È un dispositivo estremamente sensibile e può essere utilizzato in una varietà di applicazioni tra cui il rilevamento di prossimità, il rilevamento della posizione e il rilevamento della corrente.

US1881

Un dispositivo minuscolo e molto leggero che emette una tensione proporzionale al campo magnetico applicato. La tensione di uscita cambia al variare della direzione del campo magnetico attorno all'asse del sensore. Questa unità può essere utilizzata in molte applicazioni come televisori, digitale telecamere, cellulari, ecc.

A3141

Un sensore ad effetto hall che utilizza un magnete per provocare un cambiamento nelle caratteristiche elettriche del dispositivo, consentendo il rilevamento di campi magnetici CA o CC. È particolarmente adatto per applicazioni che prevedono movimenti lineari.

A3142

Una specie di prossimità interruttore sensore in grado di rilevare la presenza di un campo magnetico. Il sensore ha due canali di uscita: normalmente aperto e normalmente chiuso. Il sensore ad effetto Hall A3142 può essere utilizzato come interruttore di inclinazione, interruttore porta e molte altre funzioni.

Sensore ad effetto Hall analogico

Esistono quattro tipi di sensori ad effetto hall analogici. Ogni tipo ha i suoi vantaggi e svantaggi, quindi è importante scegliere quello giusto per la tua applicazione.

A1301

Offre una soluzione di rilevamento robusta e ad alta precisione per ambienti difficili industriale ambienti. Questo sensore ha una gamma completa di uscita da 3 V a 20 V CC ed è adatto per il rilevamento accurato della posizione nella misurazione di prossimità, carico e forza.

A1302

Un prezzo medio preamplificatore per il rilevamento di oggetti metallici in prossimità. È progettato per essere utilizzato come sensore di prossimità o tattile o come dispositivo di controllo induttivo.

ASC712

Questo sensore ad effetto hall misura le variazioni di tensione attraverso un traferro dovute alla corrente di induzione. Il sensore ha una sensibilità ai cambiamenti nella direzione del flusso del flusso magnetico e può rilevare i campi in senso orario o antiorario attorno alla linea centrale del sensore.

SS495B

Sensore magnetico senza contatto ad alta precisione. Il sensore ad effetto Hall è costituito da un magnete permanente, materiale magnetoresistivo anisotropico (AMR) e Hall IC. La tecnologia AMR integrata offre all'SS495B una maggiore velocità di commutazione e una migliore precisione rispetto ai tradizionali sensori Hall.

Applicazioni dei sensori ad effetto Hall

La tecnologia dei sensori ad effetto Hall viene utilizzata in molte applicazioni. Daremo uno sguardo all'ampia varietà di sensori ad effetto hall e alla loro applicazione.

Sensori di prossimità

I sensori di prossimità sono dispositivi elettromagnetici che rilevano la presenza di un oggetto nelle vicinanze. Quando esposti a un campo magnetico, creano una corrente elettrica in una bobina di filo e quindi misurano la quantità di corrente generata. I sensori ad effetto Hall sono utilizzati negli interruttori di prossimità, che si accendono quando rilevano un oggetto vicino.

Contatori di impulsi

Questi sono uno degli usi più comuni dei sensori ad effetto hall. Un contatore di impulsi conta il numero di impulsi che si verificano entro un certo periodo di tempo. Utilizza un oscillatore per generare un segnale ad onda quadra e un sensore ad effetto Hall per contare il numero di volte che il segnale passa attraverso zero volt.

Rilevatori di porte

Sono dispositivi che rilevano l'apertura e la chiusura di una porta e possono essere utilizzati anche per rilevare la presenza di persone che stanno attraversando la porta.

Il sensore ad effetto Hall è costituito da un piccolo magnete fissato a un pezzo di metallo. Quando il magnete passa attraverso il campo magnetico di un elettromagnete, crea una corrente elettrica nella piastra metallica. Questa corrente viene quindi misurata da un circuito elettronico e utilizzata per determinare se qualcuno è entrato o meno dalla porta.

Rilevatori di fluidi

I rilevatori di fluidi vengono utilizzati per rilevare la presenza di liquidi. L'applicazione più comune di un rilevatore di fluidi è in un serbatoio di carburante o in un tubo del carburante di un'automobile, dove un sensore ad effetto Hall rileva se c'è acqua nel sistema di alimentazione. Il sensore ad effetto Hall funziona misurando l'intensità dei campi magnetici e converte queste informazioni in un segnale elettrico.

Sistema anti bloccaggio dei freni

ABS nel settore automobilistico

Questi sensori si trovano anche nell'ABS o nei sistemi di frenatura antibloccaggio automobili. L'ABS impedisce il bloccaggio delle ruote durante la frenata modulando la forza frenante su ciascuna ruota. Il sensore ad effetto Hall ha il compito di rilevare quando le ruote hanno iniziato a bloccarsi e di informare gli altri componenti di queste informazioni.

Pro e contro del sensore ad effetto Hall nel tuo PCB

Ci sono occasioni in cui avere un sensore ad effetto hall nel tuo PCB potrebbe essere un problema. Conosciamo i loro vantaggi e svantaggi.

Pro

I sensori sono molto durevoli e affidabili e non richiedono alcuna manutenzione o calibrazione. I sensori possono essere configurati in anticipo per fornire il segnale di uscita desiderato a uno specifico angolo di rotazione.

Il sensore ad effetto hall offre anche un funzionamento ad alta velocità. I sensori possono funzionare a velocità elevate e possono essere utilizzati per scopi di monitoraggio in molte applicazioni, come la robotica e i sistemi di sicurezza delle macchine.

Contro

I sensori ad effetto Hall possono fornire solo informazioni sulla posizione relativa, quindi non sono accurati come altri tipi di sensori di prossimità. Sono limitati a rilevare solo un lato di un campo magnetico, il che può renderli meno affidabili di altri sensori di prossimità. Anche il loro segnale di uscita non è così forte, il che può causare problemi con l'interferenza di altri componenti sulla scheda.

Conclusione

Per riassumere la precedente introduzione ai sensori ad effetto hall, si tratta di un circuito integrato utilizzato per monitorare i campi magnetici. Non richiede una seconda fonte di alimentazione oltre a quella in dotazione. Di conseguenza, ha la capacità di quantificare con precisione l'intensità di un campo magnetico nelle sue vicinanze.

Introduzione