Датчик Холла: что это, как работает, где применяется, схема

Устройство датчика положения (датчик на основе эффекта Холла). Конструктивные особенности, назначение и принцип работы. Как самому проверить датчик на авто.

Описание и применение

Контроллер, в основе которого лежит действие эффекта Холла, относится к датчикам магнитного типа. Они выдают электрический сигнал в зависимости от изменения магнитного поля вокруг них.

Эффект Холла состоит в появлении напряжения в проводнике при прохождении через него электрического тока. Электрический ток меняет магнитное поле, за ним меняется индукция этого поля, в итоге создается разность потенциалов.

Регистр Холла работает следующим образом:

  • вокруг него создается магнитное поле, активирующее контроллер;
  • при внесении в поле какого-либо объекта, оно выходит за первоначальные границы; датчик этот процесс фиксирует и генерирует напряжение, пропорциональное изменению.

Напряжение называется напряжением Холла.

На основе датчика Холла собирают контроллеры приближения, движения, переключатели и другие полезные в быту и промышленности устройства.

Датчик Холла

Принцип работы датчика Холла

Нужно, чтобы выходной ток датчика был достаточен для принимающего прибора в целях уменьшения влияния помех, искажающих передаваемую информацию. Осталось отсоединить клеммы датчика Холла и открутить его.

Итак, как же работает датчик Холла? Так как при работе двигателя на датчик будет воздействовать высокая температура и пластмасса может вытечь, а это приведет к более серьёзной поломке.

Сопротивления R1, R2 задают выходной ток импульсного датчика. Таким образом, будет наблюдаться разница плотности электронов на противоположных концах пластины.

В исправном устройстве напряжение будет изменяться от 0,4 В до 11 В.

Разделить системы зажигания по принципу работы можно на три ступени системы : Контактная.

Радиодетали в схеме Параметры импульсного датчика во многом обуславливают примененные компоненты его электрической схемы. Если вернуть обогреватель в вертикальное положение, то обогреватель снова включится.

Есть и более простой способ: подвижные контакты и элементы просто намагничивают.
Простая проверка датчика Холла! A simple Hall sensor check!

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino (любой версии) (купить на AliExpress).
  2. Датчик Холла (любой, но только цифровой) (купить на AliExpress).
  3. Резистор 1 кОм (купить на AliExpress).
  4. Резистор 10 кОм (купить на AliExpress).
  5. Светодиод (купить на AliExpress).
  6. Соединительные провода.

Датчик Холла — что это такое в автомобиле?

Датчик используют на машинах с бесконтактной основой, ставшей очередной вехой в эволюции устройств, применяемых для включения системы подачи горючего. Именно бесконтактный измеритель — ее главная особенность. Также система отличается контактным зажиганием. Принцип работы датчика Холла — фиксация перемен, происходящих в магнитном поле, путем изменения напряжения мотора, генерируемого на выходе.

Прибор заменяет собой контакты, используется для контроля величины напряжения. Благодаря ему при перегрузках в бортовой сети происходит деактивация двигательной системы. При перегреве контроллера включается температурная защита. Металлический экран датчика имеет прорези, на которых формируется магнитное поле. Благодаря этому в пластине появляется напряжение. Из-за того, что прорези чередуются, оно является пониженным.

Поломка прибора приводит к возникновению неисправностей инжектора.

Устройство датчика Холла: принцип работы, применение, принципиальная схема, подключение

помогите найти датчик холла

мужики помогите найти датчик холла , да такой чтобы у него минимальное напряжение питания было 3.3 вольта ну или с разбегом от и до . но 3.3 вольта должно уложиться в этот разбег. датчик должен быть трех контактный. датчик нужен для замены оптического датчика на авто аппаратуре спектрум dx3s.
написал к вам в ветку потому что у вас чаще данная штуковина встречаеться.
прошу кидать ссылки на русскоязычные сайты.
заранее благодарен.!!!

  • МОТОРИСТ вне форума

    Регистрация 15.01.2010 Адрес Самара Возраст 31 Сообщений 2,604

    ну что неужели нет таких в природе.?

  • Алеша Татаров вне форума

    Регистрация 01.09.2009 Адрес Калининград Возраст 66 Сообщений 4,288

  • МОТОРИСТ вне форума

    Регистрация 15.01.2010 Адрес Самара Возраст 31 Сообщений 2,604

    не смешно я уже запарился по поисковикам лазить

  • UB0AAC вне форума

    Регистрация 11.02.2012 Адрес Красноярск Возраст 31 Сообщений 1,805

  • МОТОРИСТ вне форума

    Регистрация 15.01.2010 Адрес Самара Возраст 31 Сообщений 2,604

  • Alibaba вне форума

    Регистрация 24.04.2012 Адрес Novosibirsk Возраст 58 Сообщений 1,096

    я бы взял из старого дисковода

  • МОТОРИСТ вне форума

    Регистрация 15.01.2010 Адрес Самара Возраст 31 Сообщений 2,604

    а можно поподробнее где он там находится. ?

  • biver72 вне форума

    Регистрация 15.05.2011 Адрес Находка МСК+7 Возраст 49 Сообщений 891 Записей в дневнике7

    Цитата

    Сообщение от

    Alibaba Посмотреть сообщение

    я бы взял из старого дисковода

    Или из видеомагнитофона. Находится рядом или под самым большим маховиком.

    Забиваете написаные не нём буквы и цифры сюда: datasheetcatalog.com/
    Получаете параметры и распиновку. (Я сто раз так делал )

  • МОТОРИСТ вне форума

    Регистрация 15.01.2010 Адрес Самара Возраст 31 Сообщений 2,604

    блин мужики СПАСИБО ВАМ ВСЕМ ОГРОМНОЕ.!!!

  • Alibaba вне форума

    Регистрация 24.04.2012 Адрес Novosibirsk Возраст 58 Сообщений 1,096

    самый простой случай. берете вентилятор от блока питания писи или с охлаждения, там стоит трехногий уже с усилителем, как транзистор стоит на окружности, чтоб магнит его …распайку ног я не помню, но ее легко определить + – и сигнал по плате

  • МОТОРИСТ вне форума

    Регистрация 15.01.2010 Адрес Самара Возраст 31 Сообщений 2,604

    спасибо большое

    блин научили вы меня на мою голову))) пошел я старый комп ковырять.

  • Похожие темы

    1. Ответов:

      Последнее сообщение: 08.05.2013, 16:33

    2. Ответов:

      14

      Последнее сообщение: 03.11.2012, 01:56

    3. Ответов:

      2

      Последнее сообщение: 10.08.2012, 23:28

    4. Ответов:

      8

      Последнее сообщение: 17.07.2012, 12:02

    5. Ответов:

      1

      Последнее сообщение: 11.05.2012, 23:34

    Ваши права

    • Вы не можете создавать новые темы
    • Вы не можете отвечать в темах
    • Вы не можете прикреплять вложения
    • Вы не можете редактировать свои сообщения

    Правила форума

    • forum.rcdesign.ru

    Кратко о принципе работы

    В основу принципа действия датчика зажигания положен эффект Холла, получивший свое название в честь американского физика, открывшего это явление в 1879 году. Подав постоянное напряжение на края прямоугольной пластины (А и В на рис. 1) и поместив ее в магнитное поле, Эдвин Холл обнаружил разность потенциалов на двух других краях (С и D).

    Демонстрация эффекта ХоллаРис .1. Демонстрация эффекта Холла

    В соответствии с законами электродинамики, сила Лоренца воздействует на носители заряда, что и приводит к разности потенциалов. Величина напряжения Uхолла довольно мала, в пределах от 10 мкВ до 100 мВ, она зависит как от силы тока, так и напряженности электромагнитного поля.

    До середины прошлого века открытие не находило серьезного технического применения, пока не было налажено производство полупроводниковых элементов на основе кремния, сверхчистого германия, арсенида индия и т.д., обладающих необходимыми свойствами. Это открыло возможности для производства малогабаритных датчиков, позволяющих измерять как напряженность поля, так и силу тока, идущего по проводнику.

    Преимущества датчиков Холла

    Датчики эффекта Холла имеют следующие преимущества:

    • выполняют несколько функций, таких как определение положения, скорости, а также направления движения;
    • поскольку являются твердотельными устройствами, то абсолютно не подвержены износу из-за отсутствия движущихся частей;
    • почти не требуют обслуживания;
    • прочные;
    • невосприимчивы к вибрации, пыли и воде.

    Работа схемы

    Схема устройства представлена на следующем рисунке.

    Схема подключения датчика Холла к Arduino

    Как вы можете видеть, схема очень проста. Но, к сожалению начинающие радиолюбители иногда путают расположение контактов (распиновку) датчика Холла. Поместите датчик Холла перед собой таким образом, чтобы вы смотрели на ту его сторону, на которой есть буквы, тогда первый контакт слева будет Vcc (напряжение постоянного тока), затем будет контакт земли и затем сигнальный контакт.

    Поскольку, как мы уже говорили, мы будем использовать прерывания при работе с датчиком Холла, поэтому в нашей схеме его сигнальный контакт подключен к контакту 2 платы Arduino, который может быть использован в качестве входа для внешнего прерывания INT0. Светодиод подключен к контакту 3 и будет зажигаться всякий раз при обнаружении датчиком Холла магнита. Собранное устройство на макетной плате будет выглядеть примерно следующим образом.

    Внешний вид собранного устройства

    Недостатки датчиков Холла

    Датчики эффекта Холла имеют следующие недостатки:

    • Не способны измерять ток на расстоянии более 10 см. Единственное решение для преодоления этой проблемы заключается в использовании очень сильного магнита, который может генерировать широкое магнитное поле.
    • Точность измеренного значения всегда является проблемой, поскольку внешние магнитные поля могут влиять на значения.
    • Высокая температура оказывает влияние на сопротивление проводника. Это в свою очередь скажется на подвижности носителя заряда и чувствительности датчиков Холла.

    Объяснение программы для Arduino

    Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы рассмотрим его наиболее важные фрагменты.

    Мы задействуем в плате Arduino один контакт для ввода данных (к нему подключен датчик Холла) и один для вывода данных (к нему подключен светодиод). На контакте, к которому подключен датчик Холла, мы будем использовать прерывание. Поэтому внутри функции setup нам необходимо инициализировать эти контакты и сконфигурировать контакт 2 таким образом, чтобы на нем можно было использовать прерывания.

    voidsetup(){

      pinMode(LED,OUTPUT);//контакт, к которому подключен светодиод, в режим вывода данных

      pinMode(Hall_sensor,INPUT_PULLUP);//контакт, к которому подключен датчик Холла, в режим ввода данных с внутренним подтягивающим резистором

      attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(Hall_sensor),toggle,CHANGE);//контакт 2 будет контактом прерывания, при возникновении прерывания будет вызываться функция toggle

    }

    При обработке прерывания могут использоваться много параметров: Toggle (переключение), Change (изменение), Rise (высокий уровень), Fall (низкий уровень) и т.д. Мы в нашем проекте будем использовать изменение сигнала на выходе сигнального контакта датчика Холла.

    Поэтому внутри функции toggle мы будем использовать переменную “state” которое будет изменять свое состояние на 0 если ее текущее состояние 1, и на 1 если ее текущее состояние 0. В дальнейшем значение этой переменной можно, соответственно, использовать для включения и выключения светодиода.

    voidtoggle(){

      state=!state;

    }

    Наконец, внутри функции loop нам необходимо просто управлять состоянием светодиода. Как мы уже обсудили, состояние переменной state будет изменяться каждый раз когда датчик Холла будет обнаруживать рядом с собой магнит, поэтому состояние этой переменной мы будем использовать для управления состоянием светодиода.

    voidloop(){

      digitalWrite(LED,state);

    }

    Назначение ДХ в системе зажигания автомобиля

    Разобравшись с принципом действия элемента Холла, рассмотрим, как используется данный датчик в системе бесконтактного зажигания линейки автомобилей ВАЗ. Для этого обратимся к рисунку 5.

    Принцип устройства СБЗРис. 5. Принцип устройства СБЗ

    Обозначения:

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

    Алгоритм работы такой схемы выгладит следующим образом:

    • 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.

    Казалось бы, ничего сложного, но искра должна появиться именно в определенный момент. Если она сформируется раньше или позже, это вызовет сбой в работе двигателя, вплоть до его полной остановки.

    Внешний вид датчика Холла для СБЗ ВАЗ 2110Внешний вид датчика Холла для СБЗ ВАЗ 2110

    Какие функции выполняет в смартфоне

    Когда человек подносит смартфон близко к уху, экран телефона гаснет для предотвращения случайных нажатий. Как это удалось реализовать разработчикам? При помощи цифрового датчика приближения, основанного на эффекте Холла.

    Проверка электронного датчика

    При неправильной работе электронных датчиков, потребуется их демонтаж и проверка. Проведем проверку на примере биполярного цифрового датчика, использующегося в электронных измерительных приборах. Для начала расскажем, как устроен такой элемент:

    1. Первый его вывод является «+» или входом.
    2. Второй контакт является минусом.
    3. Третий контакт — импульсный выход.

    Биполярный датчик Холла

    Для проверки устройства потребуется собрать довольно простую схему. Нужными элементами для такой схемы будут:

    1. Светодиодная лампа 3 вольта.
    2. Резистор 1кОм в качестве токоограничителя.

    Далее необходимо собрать все элементы в единую схему:

    1. К первой ножке датчика припаять анод лампы.
    2. Катод лампы соединить с выводом резистора.
    3. Второй вывод резистора соединить с третьей ножкой датчика.

    Схема подключения датчика Холла

    Потом потребуется блок питания на 5 вольт. Надо будет подключить датчик к этому блоку питания следующим образом:

    1. «+» блока к «+» элемента.
    2. «минус» блока соединяется с центральной ножкой.

    Проверка магнитом датчика Холла

    Исправный прибор должен пропустить через себя определенную величину напряжения. При этом сам светодиод должен включится. Затем нужно взять постоянный магнит и подвести его к устройству. При одной полярности лампа должна продолжать гореть, а после смены полярности магнита (необходимо просто перевернуть его) лампа потухнет. Также можно сделать дополнительный тест и узнать, на каком расстоянии происходит отключение лампы.

    Как изготовить своими руками

    Чтобы сделать простейший ДХ своими руками, понадобится:

    1. Ферритовое кольцо.
    2. Проводник для тока.
    3. Элемент Холла (микросхема ACS 711, например).
    4. Дифференциальный усилитель.

    В кольце необходимо пропилить зазор, в котором расположится элемент Холла. Его потребуется подключить к дифференциальному усилителю, который представляет особой ОУ с отрицательной обратной связью.

    Если изменение индукции – это своеобразная «ошибка», то ОУ выступает в роли усилителя ошибки, как показано на принципиальной схеме подключения на рисунке 1.

    Принципиальная схема подключения элемента Холла.

    Рис. 1. Принципиальная схема подключения элемента Холла.

    Вместо усилителя можно установить микроконтроллер и через ограничительный резистор подключить его к выводу микросхемы ACS 711 в режиме АЦП. Тогда к другому выводу микроконтроллера можно подключить полевой транзистор и получится генератор импульсов, который можно использовать в режиме широтно-импульсной модуляции, например.

    Исходный код программы

    Код программы достаточно простой, надеюсь, он не вызовет у вас затруднений. Дополнительные пояснения к нему даны выше в статье.

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

    14

    15

    16

    17

    18

    constbyteledPin=13;

    constbyteinterruptPin=2;

    volatilebytestate=LOW;

    intval=0;

    voidsetup(){

    pinMode(ledPin,OUTPUT);

    pinMode(interruptPin,INPUT_PULLUP);

    attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin),test,CHANGE);

    Serial.begin(9600);

    }

    voidloop(){

    digitalWrite(ledPin,state);

    Serial.println(val/2);

    }

    voidtest(){

    state=!state;

    val++;

    }

    Как проверить работоспособность датчика Холла?

    Есть разные способы, позволяющие проверить исправность датчика СБЗ, кратко расскажем о них:

    1. Имитируем наличие ДХ. Это наиболее простой способ, позволяющий быстро провести проверку. Но его эффективности может идти речь только в том случае, если не формируется искра при наличии питания на основных узлах системы. Для тестирования следует выполнить следующие действия:
    • отключаем от трамблера трехпроводной штекер;
    • запускаем систему зажигания и одновременно с этим «коротим» проводом массу и сигнал с датчика (контакты 3 и 2, соответственно). При наличии искры на катушке зажигания, можно констатировать, что датчик СБЗ потерял работоспособность и ему необходима замена.

    Обратим внимание, что для выявления искрообразования высоковольтный проводок должен находиться рядом с массой.

    1. Применение мультиметра для проверки. Это способ наиболее известный, и приводится в руководстве к автомобилю. Нужно подключить щупы прибора, как продемонстрировано на рисунке 7, и произвести замеры напряжения.

    Схема подключения мультиметра для проверки ДХСхема подключения мультиметра для проверки ДХ

    На исправном датчике напряжение будет колебаться в диапазоне от 0,4 до 11 вольт (не забудьте перевести мультиметр в режим измерения постоянного тока). Следует заметить, что проверка осциллографом будет намного эффективней. Подключается он таким же образом, как и мультиметр. Пример осциллограммы рабочего ДХ приведен ниже.

    Осциллограмма исправного датчика Холла СБЗОсциллограмма исправного датчика Холла СБЗ

    1. Установка заведомо рабочего ДХ. Если в наличии имеется еще один однотипный датчик, или имеется возможность взять его на время, то данный вариант тоже имеет место на существование, особенно если первые два сделать затруднительно.

    Ест еще один вариант проверки, по принципу напоминающий второй способ. Он может быть полезен, если под рукой нет измерительных приборов. Для тестирования понадобиться резистор номиналом 1,0 кОм, светодиод, например, из фонарика зажигалки и несколько проводков. Из всего этого набора собираем прибор в соответствии с рисунком 9.

    Светоиндикаторный тестер для проверки ДХРис. 9. Светоиндикаторный тестер для проверки ДХ

    Тестирование осуществляем по следующему алгоритму:

    1. Проверяем питание на датчике. Для этой цели подключаем (соблюдая полярность) наш тестер к клеммам 1 и 3 ДХ. Включаем зажигание, если с питанием все нормально, светодиод загорится, в противном случае потребуется проверять цепь питания (предварительно убедившись в правильном подключении светодиода).
    2. Проверяем сам датчик. Для этого провод с первой клеммы «перебрасываем» на вторую (сигнал с ДХ). После этого начинаем крутить распредвал (руками или стартером). Моргание светодиода засвидетельствует исправность ДХ. В противном случае, на всякий случай проверяем соблюдение полярности при подключении светодиода, и если оно выполнено правильно, — меняем датчик на новый.

    Преимущества и недостатки

    К преимуществам ДХ можно отнести:

    1. Многофункциональность. Контроллеры Холла, как описано выше, могут играть роль десятков видов датчиков.
    2. Надежность. Не подвержены износу т.к. не имеют движущихся частей. На их работе не влияет ни влага, ни пыль (вибрация в меньшей степени).
    3. Простота. Практически не требует обслуживания.

    Среди недостатков ДХ выделяют:

    1. Низкий радиус действия. Обычно ДХ не работает на расстоянии больше 10 см. В противном случае придется использовать очень сильный магнит.
    2. Сложно обеспечить стабильность измерений. Из-за постоянно меняющегося магнитного поля точность измерений ДХ всегда будет немного колебаться.

    Главный недостаток ДХ – температурная нестабильность.

    Чем выше температура, тем быстрее движутся заряды в проводнике, тем чувствительнее датчик ко всем колебаниям магнитного поля.

    Ремонт

    В ремонте датчиков Холла смысла нет, так как затраты на это превысят его стоимость, которая в границах 3–5$.

    Датчик Холла

    Если ради интереса кто-то захочет заняться починкой, то это можно попробовать сделать для автомобильных изделий, но ремонт будет касаться не самой сердцевины сенсора, а «фишки» и кабеля: часто сгорает конденсатор, его и провода можно перепаять. Причина неисправности может крыться в закисших контактах, их зачищают.

    Ремонт детали: симптомы неисправности и процедура замены

    Замена датчика Холла – именно та операция, проведение которой может понадобиться в самый неподходящий момент. «Затроил» мотор, его плохой запуск, дал сбой карбюратор или инжектор, неисправен другой узел автомобиля – всё это может указывать на поломку именно «холловского» идентификатора. Увы, от этого не застраховаться, поэтому знать о возможных поломках детали и о том, как проводится установка Датчика Холла, желательно каждому автомобилисту.

    В первую очередь, обратим внимание на признаки неисправности датчика Холла, в качестве которых могут выступать:

    • плохой запуск или отказ в работе мотора;
    • перебои в его функционировании на холостых оборотах;
    • «дёрганье» машины на высоких оборотах;
    • самопроизвольное глушение двигателя, повторяющиеся многократно;
    • отказ функционирования от электроники инжектора, карбюратора или иных узлов автомобиля, работающих совместно с двигателем.

    Безусловно, отмеченная выше симптоматика может проявляться и при неисправности других узлов машины, но зачастую виной всему именно поломанный датчик Холла. Тем более никто не мешает проверить его собственноручно. Спросите – «Как проверить датчик Холла на правильность функционирования?». Крайне просто! Для этого достаточно:

    1. Снять датчик с автомобиля;
    2. Замкнуть его выходы под номером 2 и 3 (минус и контакт с коммутатором);
    3. Проверить – появилась ли искра или нет. Если она есть и стабильно хорошая, то датчик неисправен. В ином случае стоит поискать проблему в другой составляющей системы зажигания.

    Также имеется возможность проверки идентификатора Холла мультиметром. В этом случае нужно замерить напряжения на его выходах, которое в норме должно равняться от 0,4 до 11 Вольт. Естественно, при проверке датчика важно убедиться в исправности инжектора или карбюратора вашего автомобиля, ведь нередко проблемы с перебоями в работе мотора связаны именно с неисправностью элементов топливной системы.

    razbor-datchika-holla.jpg

    Если узел неисправен, то следует провести соответствующий ремонт. Отметим, что замена датчика Холла особых сложностей не представляет и проводится не более 10-15 минут при соблюдении следующего порядка процедуры:

    1. Первоочерёдно автомобиль глушится, клеммы АКБ отключаются и снимается трамблёр зажигания;
    2. Отсоединив последний, демонтируется его крышка. На этом же этапе желательно совместить метки ГРМ и коленвала;
    3. После этого снимают вал трамблёра, а затем и датчик Холла. Далее остаётся лишь поставить новый идентификатор и собрать автомобиль в обратном порядке.

    Внимание! Менять деталь важно исключительно на покупную. Стоит она недорого (не более 200-300 рублей для большинства марок автомобилей), поэтому говорить о сборке датчика Холла своими руками, наверное, бессмысленно.

    На этом, пожалуй, по сегодняшней теме повествование можно завершать. Надеемся, представленный материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы. Удачи на дорогах и в ремонте!

    No related posts.

    No related posts.

    Рейтинг
    ( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
    Загрузка ...