Co to jest czujnik Halla?
Czujnik Halla jest małym urządzeniem, zamontowanym na płytce drukowanej, które może mierzyć pole magnetyczne. Jest on zaprojektowany zgodnie z zasadami efektu Halla, w którym pole magnetyczne prostopadłe do prądu elektrycznego w obwodzie wytwarza napięcie po drugiej stronie. Czujnik może mieć postać pojedynczego układu scalonego wraz z komponentami kompensującymi zmiany temperatury. Wzmacniacz sygnału jest również potrzebny do uzyskania dokładnych pomiarów. Dostępne są analogowe i cyfrowe czujniki efektu Halla, oba stosowane w komputerowych, samochodowych i przemysłowych systemach sterowania.
W analogowym czujniku Halla napięcie na wyjściu jest zawsze bezpośrednio związane z polem magnetycznym, które może być dodatnie lub ujemne. Napięcie rośnie wraz z natężeniem pola magnetycznego, a jeśli żadne pole nie jest włączone, wówczas napięcie zerowe reprezentuje wartość mocy przechodzącej. Wyjście czujnika w porównaniu z wejściem opisuje funkcja transferu, która uwzględnia dane wyjściowe bez pól magnetycznych, czułości i zakresu wyjściowego.
W przypadku cyfrowego czujnika efektu Halla wyjście jest definiowane tylko przez stany włączenia i wyłączenia. Czujnik analogowy można przekształcić w cyfrowy za pomocą określonego obwodu, obwodu wyzwalającego Schmitta. Stany zmieniają się tylko po osiągnięciu z góry określonego poziomu; w przeciwnym razie moc wyjściowa nie wzrośnie ani nie zmniejszy się, chyba że pole magnetyczne zmieni się wystarczająco znacząco. Ponadto czujniki cyfrowe mogą być zasilane przez zasilacze, które są regulowane lub nieregulowane, w zależności od tego, do czego są używane.
Mały pakiet układów scalonych jest wszystkim, czego potrzeba, aby pomieścić czujnik Halla wraz z powiązaną z nim elektroniką. Rzeczywiste czujniki są prawie zbyt małe, aby je zobaczyć i można je umieścić w dowolnym miejscu na płytce drukowanej. Jednocześnie mogą tolerować wstrząsy, wibracje i ekstremalne zakresy temperatur, dlatego czujniki z efektem Halla mogą być używane do wykrywania prędkości w przemysłowych systemach sterowania. Mogą także wykrywać siłę i kierunek pola magnetycznego, umożliwiając wykrywanie kierunku. Możliwe jest również użycie jako czujnika położenia.
Elektronika z czujnikiem Halla wchodzi w skład samochodowych układów hamulcowych i zapłonowych. Posiadają je również telefony komórkowe i inne urządzenia przenośne, aby usprawnić różne funkcje i aplikacje wymagające wyczuwania pozycji, ruchu i prędkości. Czujniki z efektem Halla kosztują również mniej niż podobne czujniki, więc elektronika może być pozyskiwana i rozwijana ekonomicznie.