Hallův jev objevil Edwin Hall v roce 1879, 20 let před objevem elektronu. V té době nikdo nevěděl, jak tento jev vysvětlit; Pro dopad na komerční aplikace nebylo příliš pozdě.
Objevování Hallova efektu Edwin Hall. Obrázek s laskavým svolením John Hopkins University.
Dnes se Hallův efekt používá ve všech typech elektrických systémů, obvykle ve formě snímačů Hall efektu. V rámci tohoto článku probereme konkrétní typ senzoru Hall efektu: unipolární senzor Hall efektu.
Hallův efekt: krátké shrnutí
Naše diskuze o unipolárním senzoru Hallova efektu vyžaduje v první řadě pochopit Hallův efekt v zásadě. Hallův jev je potenciální rozdíl mezi dvěma stranami vodivého materiálu při vystavení magnetickému poli.
Vizuální znázornění Hallova jevu. Obrázek s laskavým svolením Melexis
Na vyšší úrovni si možná pomyslíte: Když elektrony procházejí vodičem, pohybují se většinou po přímce. Nyní, pokud umístíte tento vodič do magnetického pole, jsou elektrony odkloněny od svých přímek pomocí Lorentzovy síly. Toto nerovnoměrné prostorové rozdělení elektronů způsobuje vývoj potenciálního rozdílu ve vodiči, který je využíván senzory Hallova jevu k detekci magnetických polí z různých důvodů.
Unipolární Hallovy snímače
Unipolární Hallův senzor používá Hallův efekt jako přepínač. Princip funkce je následující: Magnet, který vykazuje kladné magnetické pole (jižní pól) dostatečné energie (hustota magnetického toku), způsobí přepnutí zařízení do zapnutého stavu. Po povolení zůstane unipolární IC aktivní, dokud neodstraní magnetické pole a IC se nevrátí k deaktivaci.
Jednopólové drtiče, pracovní zóny atd. hustota magnetického toku. Obrázek s laskavým svolením Allegro Microsystems
Činnost těchto spínačů obvykle závisí na síle magnetického pole, směru pole a tolerancích zařízení. U většiny jističů s jedním pólem by pole mělo směřovat kolmo k ploše smečky.
Směr činnosti magnetického pole je důležitý pro činnost jednopólového spínače. Obrázek s laskavým svolením Stevena R. Stuve
Unipolární Hallovy snímače aplikací
Tato technologie našla domov v mnoha zařízeních pro snímání blízkosti. Klasickým příkladem použití této technologie je řadicí páka vozidla. Když řidič pohne rukojetí, pohne se také magnet pod paží. Při změně polohy jsou různé senzory vystaveny magnetickému poli a váš klíč je zapnutý. Jiní si nejsou blízcí. Řidič tak může ovládat provozní režim vozidla (tj. Jízdu, parkování, zpátečku, neutrál).
Unipolární snímače Hallova jevu na řadicí páce vozidla. Obrázek s laskavým svolením Allegro Microsystems
Mezi další aplikace patří detekce otevřeného a uzavřeného směru plovoucích notebooků nebo smartphonů.
Jednopólové Hallovy snímače v notebooku. Obrázek s laskavým svolením Digi-Key
Nový jednopólový dvojitý spínač
Společnosti dnes stále pracují na vývoji a zmenšení velikosti unipolárních přepínačů kvůli jejich široké škále aplikací. Společnost Diodes Incorporated právě tento měsíc uvedla na trh nový vysoce přesný unipolární přepínač s nízkým výkonem AH3188. Toto zařízení obsahuje duální unipolární výstup, což znamená, že AH1388 dokáže nezávisle detekovat severní a jižní pól.
AH1388 graf. Obrázek s laskavým svolením Diodes Incorporated
Zařízení požaduje vyšší přesnost umožňující menší magnety, což umožňuje kompaktnější, nižší výkon a flexibilní konstrukce. Produkt se zaměřuje na návrhy snímání blízkosti a je v současné době v plné produkci.
Použijte jej jako malý flexibilní přepínač
Unipolární Hallovy senzory jsou užitečnou technologií, která využívá Hallův efekt jako přepínače. Tato zařízení, která se obvykle nacházejí v aplikacích snímání blízkosti, poskytují návrhářům flexibilní řešení malého rozsahu. Vzhledem k tomu, že společnosti nadále vyvíjejí a zdokonalují technologii, je pravděpodobné, že tato zařízení budou i nadále široce dostupná.
