Датчики Холла: принцип работы, типы, применение, как проверить. Датчик холла это что

Датчики Холла являются одними из самых известных датчиков для смартфонов, которые мы используем повсеместно. Возможно, вы даже не подозреваете, что за такой простой вещью скрывается огромное научное открытие.

Датчики Холла. Виды и применения. Работа и подключения

Это датчик тока, основанный на эффекте Холла (датчик Холла). Каковы последствия и как можно сделать такие датчики в домашних условиях? Чтобы лучше понять эффект Холла, необходимо рассмотреть эксперименты физиков, которые дали ему название.

• Цифровые датчики. Работают на определение магнитного поля. Если индукция доходит до определенного предела, то датчик дает сигнал на присутствие магнитного поля. Если предел не достигнут, то сигнал равен нулю. Слабая индукция и малая чувствительность датчика не дает сигнал наличия поля. Недостатком такого типа датчика является то, что у него есть зона нечувствительности порогов.

Цифровые датчики Холла делятся на униполярные и биполярные:

-Монополярные датчики Hall работают при наличии поля любой полярности и отключаются при уменьшении индукции. -Биполярные датчики Холла реагируют на изменение полярности поля. Одна полярность включает датчик, а другая — выключает.

• Аналоговый вид датчиков Холла изменяет индукцию поля в разность потенциалов. Значение датчика зависит от полярности и его силы. Нужно учитывать, на каком расстоянии находится датчик.

Применение

Датчики Холла являются частью многих устройств. Они широко используются для измерения напряженности поля магнитной индукции, в электродвигателях и ионных ракетных двигателях. Датчики Холла широко используются в современных автомобильных системах зажигания.

Они также используются в переключателях приближения, герконах, для измерения тока и уровня жидкости и в других приложениях. Их главное преимущество в том, что они работают без физического контакта.

Как проверить на автомобиле исправность датчика Холла

Дома — это самая распространенная проблема, с которой сталкиваются водители. Самое простое решение — заменить его на исправный датчик. Если после замены система зажигания продолжает работать, необходимо заменить датчик.

Если нет альтернативы тестируемому датчику, можно собрать простое устройство, которое может имитировать датчик Холла. От распределителя зажигания отходит один провод и тройной разъем. Эти компоненты функционируют так же, как и датчик.

Они контролируются с помощью обычного мультиметра. Если датчик неисправен, контроллер покажет напряжение менее 0,4 вольт. Датчик также управляет свечами зажигания при подключенном зажигании. Перед этим подключите конец кабеля к выходу коммутатора.

Инспектор требуется в случае неисправности устройства вне автомобиля. Процедура тестирования зависит от устройства, на котором установлен датчик.

Датчики Холла в смартфонах

Мобильные устройства содержат несколько модулей. К ним относятся вспомогательные датчики, одним из которых является датчик Холла. В современных коммуникационных устройствах эти датчики представляют собой измерительные элементы, которые измеряют напряженность магнитного поля и его изменения. Они названы в честь ученого Холла.

Для чего установлен датчик Холла в смартфоне

Этот сенсорный элемент имеет множество функций. Одним из них является измерение и бесконтактный контроль магнитной индукции устройства. Дорогие модели смартфонов оснащены магнитометрами, работа которых основана на датчиках Холла.

Во многих мобильных телефонах этот датчик реализован не полностью. Этот датчик в основном используется для решения следующих задач

• Цифровой компас. Применяется для программ навигации и повышения скорости позиционирования.
• Оптимизация взаимодействия устройства с разными аксессуарами, магнитными чехлами.
• Применение датчика в раскладных моделях телефонов, для включения и отключения экрана при движении крышки.

Примером работы магнитных датчиков Холла в чехлах и смартфонах является автоматическая блокировка экрана при открытии или закрытии чехла. Датчик реагирует на движение магнита и усиление магнитного поля.

Принцип действия

Вам понадобится плата и батарея постоянного тока. Подсоедините пластину к батарее. От положительного заряда к отрицательному начинается ток, вызванный движением заряженных частиц. В физике эти частицы, или электроны, летят против движения тока. Затем к пластине подносят два магнита с противоположными полюсами так, чтобы линия индукции проходила через ее поперечное сечение.

Однако датчики на основе эффекта Холла являются самыми дешевыми, самыми маленькими и самыми практичными. Как упоминалось выше, небольшие датчики Холла используются в клавиатурах. Трудно представить себе клавиатуру со сверхпроводящими датчиками, прикрепленными к нижней части клавиш.

Типы и сфера применения

Элементы, в которых применяется эффект Холла, могут быть разными, но их можно разделить на два основных типа.

• Аналоговые, использующие принцип преобразования магнитной индукции в напряжение. То есть, полярность, и величина напряжения напрямую зависят от характеристик магнитного поля. На текущий момент этот тип приборов, в основном, применяется в измерительной технике (например, в качестве, датчиков тока, вибрации, угла поворота). Датчики тока, использующие эффект Холла, могут измерять как переменный, так и постоянный ток
• Цифровые. В отличие от предыдущего типа датчик имеет всего два устойчивых положения, сигнализирующих о наличии или отсутствии магнитного поля. То есть, срабатывание происходит в том случае, когда интенсивность магнитного поля достигла определенной величины. Именно этот тип устройств применяется в автомобильной технике в качестве датчика скорости, фазы, положения распределительного, а также коленчатого вала и т.д.

Обратите внимание, что цифровой тип включает следующие варианты.

• униполярный – срабатывание происходит при определенной силе поля, и после ее снижения датчик переходит в изначальное состояние;
• биполярный – данный тип реагирует на полярность магнитного поля, то есть один полюс производит включение прибора, а противоположный – выключение.

Как правило, большинство датчиков представляют собой компоненты с тремя выводами, два из которых управляются биполярным или монополярным источником питания, а третий является сигнальным.

Пример использования аналогового элемента

В качестве примера рассмотрим датчик тока на основе эффекта Холла.

Упрощенная схема датчика тока с эффектом Холла

Примечание:.

• А – проводник.
• В – незамкнутое магнитопроводное кольцо.
• С – аналоговый датчик Холла.
• D – усилитель сигнала.

Принцип работы этого устройства очень прост. Ток, протекающий через проводник, создает электромагнитное поле, датчик измеряет его величину и полярность и выдает соответствующее напряжение U_DTкоторый подается на усилитель, а затем на экран. https://www.youtube.com/watch?v=fmLs9WsKx3I

Назначение ДХ в системе зажигания автомобиля

Теперь, когда мы поняли принцип работы компонента Холла, давайте рассмотрим, как этот датчик можно использовать в бесконтактной системе зажигания для модельного ряда автомобилей ВАЗ. Для этого см. рисунок 5.

Рис. 5. Начало работы датчика Холла

Примечание:.

• А – датчик.
• B – магнит.
• С – пластина из магнитопроводящего материала (количество выступов соответствует числу цилиндров).

Алгоритм для такой схемы следующий.

• При вращении вала прерывателя-распределителя (движущемуся синхронно коленвалу) один из выступов магнитопроводящей пластины занимает позицию между датчиком и магнитом.
• В результате этого действия изменяется напряженность магнитного поля, что вызывает срабатывание ДХ. Он посылает электрический импульс коммутатору, управляющему катушкой зажигания.
• В Катушке генерируется напряжение, необходимое для формирования искры.

Это выглядит очень просто, но в какой-то момент должна появиться искра. Если искра появляется рано или поздно, это может привести к неисправности двигателя или его полной остановке.

Внешний вид датчика Холла на ВАЗ2110

Если электронный датчик вышел из строя, его необходимо разобрать и проверить. В качестве примера для проверки возьмем биполярный цифровой датчик, используемый в электронных измерительных приборах. Сначала объясним, как строятся такие элементы.

Как это работает?

В Интернете можно найти множество видеороликов, объясняющих естественные принципы, лежащие в основе эффекта Холла. Однако, чтобы понять это, вам не нужно видео. Это относительно просто. Представьте себе трубу размером и формой с банкноту. Левая и правая стороны подключены к источнику постоянного тока, который проходит через проводник. Если проводник не поврежден, то напряжения в верхней и нижней частях проводника будут близки к нулю при отсутствии влияния магнитного поля.

Однако если в системе появляется магнитное поле в направлении, перпендикулярном потоку тока, то на электроны и дырки в проводнике действуют силы Лоренца. Частицы начинают отклоняться. В результате электроны концентрируются на одной стороне проводника и совсем не концентрируются на другой стороне.

С помощью мультиметра можно измерить напряжение в верхней и нижней части проводника. Когда магнитное поле снимается, напряжение снова становится почти нулевым.

В устройствах, использующих эффект Холла, добавляется отдельная схема, обычно с усилителем напряжения Холла. Иногда имеется регулятор поляризационного напряжения. Датчики с цифровым выходом могут иметь компаратор и выходной транзистор.

Все датчики — разные

Существует два основных типа датчиков Холла. Цифровые датчики делятся на униполярные и биполярные. Имеются также аналоговые датчики.

Использование датчиков Холла в проекте требует детального понимания их основных функций. Датчики имеют ограниченный диапазон частот, а некоторые из них очень дороги. Например, устройство Melexis имеет частоту 250 кГц, что гораздо выше, чем у большинства аналогичных систем. Он работает только при напряжении 5 В и токе 15 мА.

В листе данных примера показано, что существует две версии этого датчика — 7,5 мТл (милли-тесла) и 20 мТл. Также доступна версия 60 мТ.

Датчики Холла могут быть интегрированы в электронные схемы. Например, ESP32 имеет собственный датчик Холла, как показано на видео выше.

Датчики Холла являются частью многих устройств. Они широко используются для измерения напряженности поля магнитной индукции, в электродвигателях и ионных ракетных двигателях. Датчики Холла широко используются в современных автомобильных системах зажигания.

Как работает магнитный чехол

Рынок наводнен всевозможными чехлами для смартфонов, но особенно большим спросом пользуются магнитные раздвижные чехлы, которые автоматически выключают или включают экран смартфона, как, например, смарт-чехол для iPad. Как это работает. Экран блокируется или активируется, когда датчик Холла смартфона реагирует на магнит, спрятанный рядом с крышкой корпуса. При открытии крышки корпуса экран загорается, так как сила излучения снижается.

Обычные корпуса SamsungGalaxy точно работают с датчиком помещения

Комнатный датчик очень удобно работает с корпусами, в которых есть небольшое гнездо для управления плеером или ответа на звонки. Это позволяет использовать некоторые функции без необходимости открывать чехол, например, читать уведомления из чатов Telegram или отслеживать время. Как это работает? В зависимости от наличия или отсутствия высокого магнитного поля смартфон может либо оставить экран активным, либо подсветить только необходимую область экрана. Кстати, магниты, прикрепленные к самому чехлу, не повреждают смартфон.

Как проверить датчик Холла в смартфоне

Почти все современные смартфоны оснащены этим датчиком. Если вы сомневаетесь, поддерживает ли ваш телефон эту функцию, посетите веб-сайт производителя для получения документации по модели или проверьте раздел ‘Sensors’ с помощью утилиты AIDA64.

SmartCase для iPad — отличное применение для датчиков Холла

При покупке смартфона спросите, имеется ли в наличии магнитный чехол для смартфона. Если да, то в вашем телефоне определенно есть датчик Холла. Еще один способ вручную проверить наличие датчика — взять небольшой магнит и поднести его к экрану смартфона. Когда вы приближаетесь к экрану, экран тускнеет, а когда вы убираете магнит, экран начинает светиться.

Датчики Холла являются одними из самых известных датчиков для смартфонов, которые мы используем повсеместно. Возможно, вы даже не подозреваете, что за такой простой вещью скрывается огромное научное открытие.

Представление новостей, статей и публикаций

Свободное общение и обсуждение материала

Прошлая неделя принесла не только новости о грядущих крутых телефонах, но и несколько необычных решений крупных производителей программного обеспечения и гаджетов. Например, компания Microsoft узнала, что может выпустить новый смартфон с собственной операционной системой, несмотря на то, что предыдущие попытки были неудачными. Мы также узнали, что Honor готовит новый крутой телефон на MWC 2022, а Samsung готовится поразить нас своей моделью Galaxy S22. Однако об этой конфигурации уже можно многое сказать. Давайте подведем итоги этой недели и обобщим все, что может повлиять на будущее мобильной индустрии.

В последнее время мы видим, как Xiaomi в сознании многих пользователей попадает в концепцию превосходного экономичного смартфона. За годы существования этих устройств на рынке китайцы стали признаваться в качестве своеобразного эталона в центральной части. Говоря иначе, не стоит забывать, что у Samsung также есть своя серия Galaxy A. Он регулярно обновляется, год за годом, принося новые крутые возможности, которые заслуживают нашего внимания. Сегодня я предлагаю вам поговорить о предстоящем Samsung Galaxy A73 и обсудить, стоит ли ждать этот смартфон. Забегая вперед, могу сказать, что это будет интересный смартфон.

Подумайте об этом: смартфоны существуют уже давно. Целые поколения выросли на них и не знают, каково это — жить без телеграмм, тик-так и YouTube. За это время изменились и привычки пользователей. Многие люди не задумывались о том, как ухаживать за своими мобильными телефонами, но сегодня они обсуждают это больше. К сожалению, правила ухода за устройствами постоянно меняются — по мере развития технологий. Времени на обновление знаний нет, а дорогие гаджеты встречаются все реже и реже. Давайте обсудим привычки, которые убивают смартфоны, и рассмотрим способы борьбы с ними.