Saiba como funciona a pinagem do sensor de efeito Hall

A pergunta número um que me fazem é: o que é um sensor de efeito Hall? Se você tiver tempo para ler este longo artigo sobre como mudar sua vida, leve em consideração um componente eletrônico muito importante usado em automação e robótica, mecânica e elétrica componentes.

Pinagem do Sensor de Efeito Hall

O que é a pinagem do sensor de efeito Hall?

Esses são os tipos de transdutores que podem detectar a mudança na intensidade do campo magnético ao seu redor. O efeito Hall é um fenômeno que ocorre quando os elétrons são forçados a se mover de um lado do material para o outro pela presença do campo magnético. Este movimento cria uma eletricidade atual que flui através do material.

Quando um ímã é aproximado de uma extremidade do sensor, mais elétrons são empurrados por uma extremidade do que pela outra. Isso cria um desequilíbrio entre cargas positivas e negativas dentro do dispositivo, o que faz com que os níveis de tensão em ambas as extremidades do sensor mudem dependendo de quão próximos ou distantes um do outro eles ficam.

Sensor de efeito Hall em uma PCB

Como funciona o sensor de efeito Hall em uma PCB?

Os sensores de efeito Hall são frequentemente utilizados em sistemas que precisam de medições precisas de localização, velocidade ou força. Eles são usados para detectar a presença ou ausência de campo magnético. O sensor é formado por duas partes: um imã permanente e uma bobina condutora de corrente. Quando posicionado próximo a um ímã, os campos magnéticos criam uma mudança na resistência elétrica da bobina. Essa alteração pode ser medida por um circuito externo e usada para determinar se há ou não um campo magnético presente.

Os sensores de efeito Hall são particularmente úteis em aplicações onde mudanças muito pequenas devem ser detectadas. Por exemplo, eles são comumente usados em unidades de disco rígido para monitor posição da cabeça ao ler ou gravar dados de discos.

Como usar o sensor de efeito Hall?

Existem muitas maneiras de usar esses sensores em seus projetos. Você pode usá-los para detectar se há ou não um ímã presente perto do sensor ou se ele está próximo o suficiente para afetar o sinal de saída do sensor. O sinal de saída pode ser um nível de tensão analógico ou pode ser digital sinais como estados baixo/alto ou sinais 1/0.

Para usar esses sensores, você precisará conectá-los à placa de circuito do seu projeto. Você pode usar fios soldados diretamente nos pads da placa ou pode optar por usar jumpers que se conectam entre os pinos da placa e componentes externos, como LEDs.

Onde usar o sensor de efeito Hall?

Eles são comumente usados em aplicações como poder sistemas de gestão, sistemas anti-roubo de veículos e outros sistemas de segurança. Outra aplicação comum é detectar quando as teclas foram pressionadas nos teclados e os mouses foram movidos.

Eles vêm em muitas formas e tamanhos, mas todos funcionam da mesma maneira. A eletricidade da bateria do seu carro flui através do sensor e produz um campo magnético ao seu redor. Esse campo magnético interage com um ímã dentro do sensor e cria um campo elétrico que move os elétrons dentro dele.

Aplicação do Sensor de Efeito Hall

Tipos de Pinagem do Sensor de Efeito Hall por Pino

Sensores de efeito Hall são um dos tipos mais comuns de sensores usados em robótica e outras aplicações. Este artigo discutirá cada tipo de sensor de efeito Hall pinagem por pino.

3 Pin

Pinagem do sensor de efeito Hall de 3 pinos

Este sensor de efeito hall é um dispositivo simples que usa três pinos: VCC, GND e Output. VCC é a alimentação positiva Voltagem enquanto GND é o terminal de terra. O pino de saída é o pino que realiza o sinal do sensor quando detecta um campo magnético próximo a ele.

4 Pin

Pinagem do sensor de efeito Hall de 4 pinos

Este sensor de efeito hall também é conhecido como sensor de quadratura porque possui duas saídas em vez de uma para cada sinal de entrada (como um sinal analógico). Isso significa que existem duas saídas separadas para cada sinal de entrada; um é positivo e o outro é negativo. A saída positiva sempre mudará primeiro quando um objeto se aproximar do sensor para que você possa usar essa informação para determinar sua posição em relação ao corpo do seu dispositivo.

Pinos encontrados na pinagem do sensor de efeito Hall

Os pinos encontrados no sensor de efeito Hall podem variar dependendo do tipo de sensor que você está usando, mas geralmente incluem o seguinte:

Pinos do Sensor de Efeito Hall

VCC

Este pino é usado para conectar o terminal positivo da sua fonte de alimentação ou outra fonte de tensão para o seu circuito. Deve ser conectado ao terminal positivo do seu fonte de energia ou outra fonte de tensão para o seu circuito.

GND

Este pino é usado para conectar o fio terra do seu circuito ou fonte de energia. Ele deve ser conectado ao terminal negativo de sua fonte de alimentação ou outro ponto de aterramento em seu circuito.

Pino de saída digital

Este pino é aquele que detecta a presença de um ímã. Este é um pino baixo ativo, o que significa que ele estará em um estado alto quando não houver ímã presente e em um estado baixo quando houver. É um terminal de coletor aberto e possui um resistor pull-up interno, portanto, nenhum resistor pull-up externo pode ser usado.

Pino de Saída Analógica

Isso produz uma tensão proporcional à intensidade do campo magnético detectada pelo sensor de efeito Hall. É usado para ler o valor de um sensor de efeito Hall. O nível de tensão é proporcional à força do ímã e pode ser lido pelo Arduino ou outro AVR microcontrolador.

Tipos de Sensor de Efeito Hall

Existem vários tipos de sensores de efeito Hall, cada um com seu próprio conjunto de propriedades e aplicações. Alguns exemplos são:

Sensor Digital de Efeito Hall

Este é um dispositivo que mede o campo magnético e o converte em um sinal digital. Pode ser usado em robótica, placas de circuito e outros dispositivos eletrônicos.

A3144

Projetado para uso em aplicações de detecção de posição rotativa. Isso pode ser usado para detectar a posição de um ímã montado em um eixo rotativo. A saída transita entre os estados alto e baixo conforme o ímã passa pela bobina de captação do sensor. Desta forma, o sensor atua como um codificador magnético, fornecendo uma indicação do ângulo do eixo. O A3144 fornece sinais de saída que são diretamente proporcionais à velocidade na qual o eixo gira.

OH090U

Um dispositivo ativo que converte o campo magnético em um sinal de tensão. É usado para detectar a posição rotacional de um objeto e é frequentemente usado em motores elétricos e máquinas mecânicas. Ele fornece leituras precisas com alta sensibilidade e baixo ruído.

A3143

Um dispositivo de três terminais que detecta a presença de um campo magnético. É um dispositivo extremamente sensível e pode ser usado em uma variedade de aplicações, incluindo detecção de proximidade, detecção de posição e detecção de corrente.

US1881

Um dispositivo minúsculo e muito leve que gera uma tensão proporcional ao campo magnético aplicado a ele. A tensão de saída muda à medida que a direção do campo magnético é alterada em torno do eixo do sensor. Esta unidade pode ser usada em muitas aplicações, como televisores, câmeras, celulares, etc.

A3141

Um sensor de efeito hall que utiliza um imã para provocar uma alteração nas características elétricas do dispositivo, permitindo a detecção de campos magnéticos AC ou DC. É particularmente adequado para aplicações que envolvem movimento linear.

A3142

Um tipo de proximidade interruptor sensor que pode detectar a presença de um campo magnético. O sensor possui dois canais de saída: normalmente aberto e normalmente fechado. O Sensor de Efeito Hall A3142 pode ser usado como interruptor de inclinação, interruptor de porta e muitas outras funções.

Sensor Analógico de Efeito Hall

Existem quatro tipos de sensores analógicos de efeito Hall. Cada tipo tem suas próprias vantagens e desvantagens, por isso é importante escolher o mais adequado para sua aplicação.

A1301

Oferece uma solução de detecção robusta e de alta precisão para industrial ambientes. Este sensor tem uma extensão total de saída de 3V a 20V DC e é adequado para detecção precisa de posição em medição de proximidade, carga e força.

A1302

Um preço médio pré-amplificador para detectar objetos metálicos nas proximidades. Ele foi projetado para ser usado como sensor de proximidade ou de toque ou como dispositivo de controle indutivo.

ASC712

Este sensor de efeito hall mede mudanças na tensão através de um entreferro devido à corrente de indução. O sensor tem sensibilidade a mudanças na direção do fluxo do fluxo magnético e pode detectar campos no sentido horário ou anti-horário ao redor da linha central do sensor.

SS495B

Sensor magnético sem contato com alta precisão. O sensor de efeito hall é composto de um ímã permanente, material magnetorresistivo anisotrópico (AMR) e Hall IC. A tecnologia AMR integrada dá ao SS495B uma velocidade de comutação mais rápida e melhor precisão do que os sensores de hall tradicionais.

Aplicações do Sensor de Efeito Hall

A tecnologia do sensor de efeito Hall é usada em muitas aplicações. Daremos uma olhada na grande variedade de sensores de efeito hall e suas aplicações.

sensores de proximidade

Sensores de proximidade são dispositivos eletromagnéticos que detectam a presença de um item próximo. Quando expostos a um campo magnético, eles criam uma corrente elétrica em uma bobina de fio e medem a quantidade de corrente gerada. Sensores de efeito Hall são utilizados em interruptores de proximidade, que ligam quando detectam um item próximo.

Contadores de pulso

Estes são um dos usos mais comuns dos sensores de efeito Hall. Um contador de pulsos conta o número de pulsos que ocorrem dentro de um determinado período de tempo. Ele usa um oscilador para gerar um sinal de onda quadrada e um sensor de efeito Hall para contar o número de vezes que o sinal passa por zero volts.

Detectores de porta

São dispositivos que detectam a abertura e o fechamento de uma porta e também podem ser usados para detectar a presença de pessoas que estão passando pelo vão da porta.

O sensor de efeito Hall consiste em um pequeno imã, que é preso a uma peça de metal. À medida que o ímã passa pelo campo magnético de um eletroímã, ele cria uma corrente elétrica na placa de metal. Essa corrente é então medida por um circuito eletrônico e usada para determinar se alguém entrou ou saiu da porta.

Detectores de fluido

Detectores de fluido são usados para detectar a presença de líquido. A aplicação mais comum de um detector de fluido é em um tanque de combustível ou linha de combustível de um automóvel, onde um sensor de efeito Hall detecta se há água no sistema de combustível. O sensor Hall Effect funciona medindo a força dos campos magnéticos e converte essa informação em um sinal elétrico.

Sistema de freio antibloqueio

ABS em automóveis

Esses sensores também são encontrados em ABS, ou sistemas de freio antitravamento, em automóveis. O ABS evita o bloqueio das rodas durante a travagem modulando a força de travagem em cada roda. O Hall Effect Sensor é responsável por detectar quando as rodas começaram a travar e informar os demais componentes dessa informação.

Prós e contras do sensor de efeito Hall em seu PCB

Há ocasiões em que ter um sensor de efeito hall em seu PCB pode ser uma dor. Vamos conhecer suas vantagens e desvantagens.

Prós

Os sensores são muito duráveis e confiáveis e não requerem nenhuma manutenção ou calibração. Os sensores podem ser configurados antecipadamente para fornecer o sinal de saída desejado em um ângulo de rotação específico.

O sensor de efeito hall também oferece operação de alta velocidade. Os sensores podem operar em altas velocidades e podem ser usados para fins de monitoramento em muitas aplicações, como robótica e sistemas de segurança de máquinas.

Desvantagens

Os sensores de efeito Hall podem fornecer apenas informações de posição relativa, portanto, não são tão precisos quanto outros tipos de sensores de proximidade. Eles estão limitados a detectar apenas um lado de um campo magnético, o que pode torná-los menos confiáveis do que outros sensores de proximidade. Seu sinal de saída também não é tão forte, o que pode causar problemas com interferência de outros componentes da placa.

Conclusão

Para resumir a introdução anterior aos sensores de efeito hall, é um circuito integrado usado para monitorar campos magnéticos. Não requer uma segunda fonte de energia além da que vem com ele. Como resultado, ele tem a capacidade de quantificar com precisão a intensidade de um campo magnético em sua proximidade.