מהו חיישן הול ואיפה משתמשים בו?
עקרון הפעולה והסוגים
השימוש בחיישנים במכשירים שונים (בטאבלט, בפרט) מוסבר על ידי יכולתם להגיב לשינויי שדה ולכבות כאשר הכיסוי המגנטי של התיק נסגר. בשל מאפיין זה, הם מותקנים במכונות כביסה, ומאפשרים לך לשלוט במהירות הסיבוב של התוף. במילים פשוטות - כאן חיישן ההיכל משמש כמגדל טכומטר.
רקע היסטורי
כדי להבין את עקרון הפעולה של אלמנט זה, תזדקק לטיול קטן בהיסטוריה. בשנת 1879 גילה הפיזיקאי האמריקני הול תופעה מעניינת הקשורה להתנהגות של מוליך עם זרם בשדה מגנטי. הבדיקה הראתה שאם זרם מועבר דרך צלחת נחושת הממוקמת בין המגנטים, מופיע הפרש פוטנציאלי על פניו הצדדיים. עולה שאלה הגיונית: איך בודקים מתח זה בבית?
התברר שבפועל זה יכול להיות למדוד עם מודד או כל מכשיר אחר שיש לו את הגבולות המתאימים. אותו הדבר ניתן לעשות עם כל בודק מתאים או מכשיר דומה.
חיבור המונה מאשר כי האלקטרונים הנעים מוסטים לצד בהשפעת השדה המגנטי (בניצב לכיוון תנועתם).
חשוב! גודל הסטייה או ההבדל הפוטנציאלי הזה פרופורציונלי ל"כוח "המגנטים והזרם דרך הצלחת.
על בסיס זה, הסיק הול כי מוליך כזה הוא כלי טוב למדידת השדה המגנטי. הפעלת אלמנט רגיש מיוחד שנקרא חיישן הול מבוסס על אפקט זה. לאחר שהבנתם כיצד זה עובד בכל מכשיר ספציפי, תוכלו להיות בטוחים בהטמעה הסופית של עיקרון ההפעלה שלו.
סיווג
חשוב להבין מהם חיישני הול ואיזה עיקרון הם בדרך כלל מסווגים. על פי מאפייני העבודה ומדוע היא נדרשת או למטרה המיועדת שלה, חיישן ההיכל יכול להיות בעל עיצובים שונים. אחד הזנים הוא מכשירים אנלוגיים המפיקים אות רציף ביציאה.
לעומת זאת, לאלמנט דיגיטלי יש רק שני מצבים נפרדים ("אפס" ו"אחד "). מכשיר מסוג זה יכול להיות חד קוטבי או להיות בעל דו קוטבי.הראשון מהם פועל כאשר מתגלה שדה של כל קוטביות ומכבה כאשר הוא נעלם. כלומר, חיישן דיגיטלי חד קוטבי מגיב רק להיעדר או נוכחות של מתח מגנטי. התכונות הנחשבות של כל אחת מתת-המינים עוזרות גם להבין מה זה - חיישן הול.
חיישנים חד-קוטביים עוברים ל"יחידה "רק כאשר השדה מגיע לרמת הסף ואינם מסוגלים לקבוע את נוכחותו במתחים חלשים. המאפיין המצוין הוא מינוס משמעותי של מכשירים כאלה, מה שמגביל משמעותית את היקף היישום שלהם. החיישן הדו קוטבי מופעל תוך התחשבות בקוטביות השדה המגנטי, שאחד מהם מדליק אותו והשני מכבה אותו.
הייעוד הגרפי הקונבנציונאלי של מכשירים משכבה זו מוצג בתמונה למטה:
דוגמאות למכשירים ושימוש
המערכת הפשוטה ביותר עם חיישן הול כוללת את האלמנטים הבאים:
- מגנט קבוע (תפקידו ליצור שדה מגנטי).
- רוטור הניתן להזזה עם להבים או שיניים.
- מוט מיוחד העשוי מחומר מגנטי (ליבת מגנטית).
- מארז פלסטיק.
בנוסף, המאפיין הטכני של החיישן מספק לשימוש במעגלי מיקרו המעורבים בתהליך המדידה.
ניתן להבין את עקרון הפעולה של מכשיר זה אם אתה מכיר את התרשים המפורט של הכללת חיישן ההיכל באזור המדידה. ניתן לייצג את דיאגרמת החיבור ואת מהות החיישן באופן הבא:
- בפער שנוצר על ידי חצאי המעגל המגנטי נעים להבי הרוטור המתכתי.
- כאשר הם מסתובבים, מתרחש כוונון תקופתי של השטף המגנטי.
- המעגל המיקרו המשולב מאפשר לקבוע מדד אינדוקציה אפס (ברגעים אלו המתח ביציאתו הוא מקסימאלי).
- תדירות התפרצויות כאלה, המחושבת על ידי אותו שבב, משמשת לשיפוט מהירות הסיבוב של חפץ מבוקר (פיר מנוע באופנוע, למשל).
על מנת שתהליך זה יתנהל כרגיל, כאשר החיישן כלול במעגל המדידה, יש לקחת בחשבון את הצמד של מדגם זה (זה יכול להיות שונה).
בסיכום התוכנית הנחשבת, יש להניח שחיישנים ממעמד זה מסוגלים למדוד את מהירות הסיבוב של גל הארכובה של כל רכב שזז. האוניברסליות של החיישן, שאינה שוללת את אפשרות התקנתו בקלנועית, למשל, מאפשרת להשתמש בחיישן ה- Hall לא רק במכשירים טכניים מורכבים, אלא גם במכשירי חשמל ביתיים רגילים.
יישום במערכת ההצתה ומכונות הכביסה
כשמשתמשים בחיישן ה- Hall במערכת ההצתה של הרכב, ניתן להשתמש בו כדי לתקן את רגע פתיחת המפיץ. במקרה זה, זה עובד כממיר אנלוגי, שקובע את רגעי ההפרעה של ספק הכוח המשולב. השימוש בה במודולי ההפעלה של מכונת הכביסה מבוסס על אותו עיקרון, המאפשר קביעת העלייה במשקל הכביסה במהירות הסיבוב של התוף.
חיישני הול מותקנים בכמה דוגמאות של ציוד מדידה. לרוב הם מגיעים עם מהדקים ללא מגע המשמשים למדידת זרם במוליכים. המכשיר המובנה מגיב לשינויים בשדה האלקטרומגנטי שנוצר סביב כבל החשמל. בנוסף, הוא מתאים לידית הגז של אופניים חשמליים, ומאפשר לכם לשלוט בזווית הסיבוב.
בתנאים ביתיים
במקלדות מחשב, מכשירים אלה מספקים דרך ללא קשר לקחת מידע. החיישן, שהוא חלק מקרר המחשבים הביתי, מסוגל לשלוט על הקוטביות של פיתולי הרוטור, כלומר לשנות את כיוון הסיבוב שלו.
במיוחד כאשר משתמשים באלמנט כזה בסמארטפון, הוא מספק כיבוי המכשיר בעת הצבתו במקרה עם אטב "מגנטי".
בהתחשב ביישום חיישני הול במילים פשוטות, אנו יכולים לומר שהשימוש בו בתחום הטכני הוא כמעט בלתי מוגבל.בבנאי האלקטרוני של ארדואינו, למשל, יש ערכה עם חיישן כזה, המאפשרת בפועל להמחיש את אפקט ההיכל.
זו אינה הדוגמה היחידה לשימושו למטרות חינוכיות, ועוזרת למשתמשים מתחילים להבין כיצד לחבר ולהשתמש בחיישני מבנה שדה.
לסיכום, נציין כי החסרונות של חיישני הול כוללים את הרגישות שלהם להפרעות אלקטרומגנטיות, המתרחשת לעתים קרובות במעגלי הפעלה. בנוסף, השימוש במודולים אלקטרוניים מורכבים בעיצוב המכשיר משפיע במידה מסוימת על אמינותו, ומקטין אותו מעט. החסרונות הללו של החיישן אינם נחשבים לפגמים שלו, אלא נלקחים בחשבון רק כאשר עובדים עם הציוד.
עכשיו אתה יודע מה זה חיישן הול, איך הוא עובד ולמה אתה צריך אותו. אנו מקווים שהמידע שנמסר היה שימושי ומעניין!
חומרים קשורים:
טוען ...
