Датчик холла в электронной книге что это

Обновлено: 06.07.2024

Нужны ли «читалкам» сенсорный экран и Wi-Fi? Стоит ли из-за них покупать новую электронную книгу? Чтобы ответить на эти вопросы, мы сравнили между собой две бюджетные модели от ONYX BOOX — известного производителя устройств для чтения электронных книг — Bering 3 и Vasco Da Gama 3.

Вопрос, вынесенный в заголовок отнюдь не праздный. Три года назад я купил себе и отцу по бюджетной электронной книге Onyx Boox Bering 3. Модель оказалось удачной, нареканий к ней особых нет. Кроме одного момента, но о нем позже. Все это время книги использовались в самых разных условиях: городская квартира, деревенский дом, общественный транспорт, командировки, пляжи. Книгу я даже читал, сидя в горячих бассейнах купальни Геллерта в Будапешта. Но это не рекомендуется: повышенная влажность вредит электронным гаджетам.

У бюджетной модели отсутствовал чехол, поэтому экран во многих местах потерся: книгу я часто бросал в рюкзак вместе с фотоаппаратом и другими гаджетами. Качество изображения ухудшилось не сильно, но лучше так не делать. Зато я выяснил, что у букридера крепкий корпус. Все кнопки также пережили трехлетнее испытание временем и чтением.

Есть мнение, что электронные книги эволюционируют очень медленно. Это так. В мире смартфонов жесткая конкуренция и каждый месяц выходит новый «убийца» всех флагманов, где устанавливаются новые, более мощные процессоры, больше памяти, больше фотокамер и мегапикселей, и так далее. Улучшается практически каждый значимый компонент.

А что можно улучшить в электронной книге?

Процессор и память? Да, это даст некоторый прирост в производительности. Но ставить туда какой-нибудь мощный процессор Snapdragon 855 или 12 Гб ОЗУ нет смысла. Во-первых, эти комплектующие стоят дорого. Во-вторых, и это главное, их производительность будет избыточна.

Смартфон — это мультифункциональное устройство, которое дает пользователю множество самых разных возможностей и функций. Электронная книга служит для чтения. Это ее основной функционал и добавлять к этому другой не нужно. Для букридеров подойдет «железо» начального уровня, но нужен хороший экран. Последнее важнее всего. Именно с этой точки зрения мы и будем сравнивать две бюджетные модели Bering 3 и Vasco Da Gama 3: посмотрим, насколько удобнее ими стало пользоваться.

Тем не менее, букридеры год от года улучшаются. В премиальном сегменте быстрее, в бюджетном — медленнее. К примеру, в ONYX BOOX Vasco Da Gama 3 мы обнаружили как минимум четыре важных отличия от одного из своих предшественников (Bering 3):

1) сенсорный экран
2) улучшенный экран
3) поддержка Wi-Fi
4) производительность

Беринг (1681–1741) — российский мореплаватель датского происхождения. Открыл Берингов пролив (между Чукоткой и Аляской). Достиг Северной Америки, открыл ряд Алеутских островов.
Васка да Гама (1460/1469–1524) — португальский мореплаватель эпохи Великих географических открытий. Первым прошел европейским путем из Европы в Индию, основал ряд колонии на этом азиатском полуострове.

Первый раунд — Bering 3 vs Vasco Da Gama 3

«Беринг 3» вышел весной 2016 года. «Васко да Гама 3» — осенью 2018 года. Внешне они почти не отличаются, но после того, как попользуешься «португальцем», в сторону «русского датчанина» даже не хочется смотреть. Так бывает. Только сегодня ты с удовольствием пользовался старым привычным гаджетом, а как только получил более новую и крутую модель, старая сразу же становится неинтересной.

Оба ридера относятся к бюджетному сегменту. Поэтому ждать от них чего-то особенного не стоит. Во-первых, здесь не самое быстрое «железо» и экран диагональю 6 дюймов. Во-вторых, у них скудная комплектация. У обоих нет чехла (он пригодится, если вы не относитесь к аккуратным пользователям гаджетов). Покупать лучше «умный» чехол. В Vasco Da Gama 3 можно активировать датчик Холла, после чего при закрытии обложки книга будет засыпать, при открытии — просыпаться.

В комплекте вы найдете USB-кабель, инструкцию и гарантийный талон. Зарядного устройства нет, но подойдет любой с силой тока от 1 А. В таком случае на полную зарядку у вас уйдет около 3 часов. Заряжать букридеры нужно редко: в среднем один-два раза в месяц (в зависимости от сценария использования). Можете использовать зарядные устройства с большей силой тока. Электронная книга все равно будет заряжаться с нужной силой тока.

Что раздражало в «Беринге 3»?

Скорость работы. Нажимаешь на кнопку и ждешь. Пусть доли секунды. Но после современных смартфонов, это раздражало. Пожалуй, это была главная претензия к этой бюджетной модели. Когда ты читаешь роман, это неважно, так как страницы перелистываются быстро. Но если ты читаешь сборник коротких рассказов, приходится терять время на путешествие по настройкам и меню: закрыть книгу, открыть библиотеку, выбрать книгу, открыть книгу.

В «Васко да Гама 3» эту проблему практически решили. Во-первых, не нужно бегать по меню с помощью маленьких кнопок джойстика. Здесь установлен сенсорный экран с хорошим временем отклика. Два-три клика — и ты начинаешь чтение или попадаешь в любое меню настроек.
Во-вторых, здесь стоит более производительное железо. Вместо двухъядерного процессора с частотой 1 ГГц используется четырехъядерный с частотой 1,2 ГГц. Из-за этого книга стала работать быстрее, хотя тут есть куда расти. При этом объем ОЗУ и ПЗУ не изменился. Он по-прежнему составляет 512 Мб и 8 Гб, соответственно. Этого достаточно, хотя вдвое больший объем не был бы лишним. Но это повысило бы цену.

Сделаем ремарку по поводу памяти. По умолчанию на «Васко да Гама» доступно 4,94 Гб. Этого достаточно для популярных текстовых форматов FB2 и EPUB. Сюда поместится около полутысячи книг-романов или сборников произведений авторов. Чтобы прочитать этот объем, вам понадобится больше 10 лет. Это к вопросу, много или мало 8 Гб для букридера. В любом случае, вы можете установить в книгу карту памяти, в разы увеличив вместимость электронной библиотеки. PDF и DJVU весят больше, но их не очень удобно читать на 6-дюймовом экране. Плюс они хуже обрабатываются процессором и плохо масштабируются.

Также в Onyx Boox Vasco Da Gama 3 есть вход USB 2.0 и установлена операционная система Android 4.4 (в «Беринге» стояла Android 4.2). Несмотря на то, что сегодня в смартфонах ставят Android 8 и Android 9, бюджетным букридерам достаточно «четверки». Не стоит забывать, что электронной книге не нужны дополнительные приложения и возможности.

Емкость аккумулятора не изменилась — 3 000 мАч. Телефон с таким объемом батареи живет максимум день или два. Электронной книге даже при интенсивном использовании хватит этого объема на несколько недель. Все зависит от сценария использования. Кто-то читает много, кто-то редко.

У электронной книги есть четыре преимущества перед смартфонами:

— комфортность чтения. Глаза устают меньше, ниже негативное влияние на зрение. Хотя все равно нужно делать перерывы и не читать слишком много.
— текст прекрасно виден при любых условиях. Попробуйте в солнечную погоду разглядеть что-нибудь на смартфоне. Экран электронной книги хорош как при ярком солнце, так и в темноте (есть подсветка).
— время работы без подзарядки. Как мы уже писали выше, даже при активном использовании ваш гаджет проживет без подзарядки несколько недель. Можно брать книги в туристические поездки и командировки, и забыть проблемы с зарядкой.
— библиотека в кармане. Если подключить карту памяти, вы сможете носить с собой десятки тысяч книг. Столько ни один человек за свою жизнь не прочитает, но все равно приятно.

Насколько лучше стал экран в Vasco da Gama?

1. Вместо E Ink Pearl HD здесь установлен E Ink Carta. Разрешение не изменилось — 758x1024 точки, число оттенков серого то же — 16. Зато повысилась контрастность (с 12:1 до 15:1). Экран стал более светлым и получил антибликовый слой. Читать стало приятнее.
2. Встроенная система подсветки MOON Light+ получила новую возможность: регулировку цветового оттенка по теплым и холодным тонам. Можно выбрать один из трех вариантов, а можно откорректировать оттенок подложки как вам больше нравится. Считается, что в темноте синие оттенки экранов смартфона мешают заснуть. В таком случае днем можно больше холодных тонов, при недостаточном освещении — теплых.
3. Появившаяся поддержка функции SNOW Field избавит вас от большей части артефактов, появляющихся при частичной перерисовке. Благодаря этому при чтении простых текстов от полной перерисовки можно совсем отказаться.

Кстати, 6-дюймовый экран в электронной книге больше по площади, чем смартфон с аналогичной диагональю. Все из-за пропорций, которые в букридере близки к книжным. Правда, 6-дюймовые электронные книги по площади в два раза меньше, чем среднестатистическая книга. Но ее в карман не положишь, а букридер — можно.

Vasco da Gama понимает все распространенные текстовые и графические форматы:
Форматы книг: TXT, HTML, RTF, FB2, FB2.zip, FB3, MOBI, CHM, PDB, DOC, DOCX, PRC, EPUB, PDF, DjVu
Форматы изображений: JPG, PNG, GIF, BMP
Другие форматы: CBR, CBZ

Сенсорное управление

Только из-за этой фичи можно купить новую книгу. Она реально упрощает работу с настройками, библиотекой и чтением. Листать книги можно тапом, свайпом, либо по старинке кнопками. Размер текста (или масштаб изображения) меняется простым сведением и разведением двух пальцев. Пометки в тексте и выделение стало делать гораздо проще. Кстати, не забудьте, что кнопки и жесты можно настраивать.

Есть ли толк от Wi-Fi?

В электронную книгу встроен браузер. С помощью него вы можете открывать любые сайты. Но не забывайте — у вас разрешение 758x1024 и 16 оттенков серого. Сайты с большим количеством изображений и баннеров будут открываться медленно.
Разработчики указывают, что Wi-Fi нужен не для веб-серфинга, а для прямого подключения к сетевым библиотекам (так называемым OPDS-каталогам). Благодаря этому вам больше не нужно будет скачивать книги сначала в компьютер, а потом в книгу. Единственный момент: в России OPDS-каталоги, выкладывающие бесплатные «пиратские» книги провайдеры блокируют.
Заодно через Wi-Fi можно обновлять прошивку.

Так стоит ли менять старую электронную книгу на новую?

Да, стоит. Электронные книги (в бюджетном сегменте) совершили небольшой, но очень важный скачок вперед.

Первое: сенсорное управление очень упрощает и облегчает чтение.
Второе: улучшенный экран. Он стал лучше на порядок. Фотографии не передают разницу в полной мере.
Третье: скорость работы. Она теперь уже не раздражает.
Четвертое: Wi-Fi. Захотелось новую книгу? Подключаешься по Wi-Fi к OPDS-каталогу, скачиваешь и читаешь. Не нужно использовать гаджеты-посредники.

Более дорогие электронные книги дают больший уровень комфорта. Но это уже другая цена. А ONYX BOOX Vasco da Gama 3 можно купить за 9 тысяч рублей.

Эффект Холла

Дело было еще в 19-ом веке. Американский физик Эдвин Холл обнаружил очень странный эффект. Он взял пластинку золота и стал пропускать через неё постоянный ток. На рисунке эту пластинку я пометил гранями ABCD.

Он пропускал постоянный ток через грани D и B. Потом поднес перпендикулярно пластинке постоянный магнит и обнаружил напряжение на гранях А и C! Этот эффект и был назван в честь этого великого ученого. Основной физический принцип данного эффекта был основан на силе Лоренца. Поэтому радиоэлементы, основанные на эффекте Холла, стали называть датчиками Холла.

Но здесь один маленький нюанс. Дело в том, что напряжение Холла даже при самой большой напряженности магнитного поля будет какие-то микровольты. Согласитесь, это очень мало. Поэтому, помимо самой пластинки в датчик Холла устанавливают усилители постоянного тока, логические схемы переключения, регулятор напряжения а также триггер Шмитта. В самом простом переключающем датчике Холла все это выглядит примерно вот так:

Линейные (аналоговые) датчики Холла

В линейных датчиках напряжение Холла (напряжение на гранях А и С) будет зависеть от напряженности магнитного поля. Или простыми словами, чем ближе мы поднесем магнит к датчику, тем больше будет напряжение Холла. Это и есть прямолинейная зависимость.

В линейных датчиках Холла выходное напряжение берется сразу с операционного усилителя. То есть в линейных датчиках вы не увидите триггер Шмитта, а также выходного переключающего транзистора. То есть все это будет выглядеть примерно вот так:

О чего же зависит напряжение на гранях А и С? В основном от магнитного поля, создаваемым либо постоянным магнитом, либо электромагнитом; толщиной пластинки, а также силой тока, протекающего через саму пластинку.

Теоретически, если подавать ну очень сильный магнитный поток на датчик Холла, то напряжение Холла будет бесконечно большим? Как бы не так). Выходное напряжение будет лимитировано напряжением питания. То есть график будет выглядеть примерно вот так:

Как вы видите, до какого-то момента у нас идет линейная зависимость выходного напряжения датчика от плотности магнитного потока. Дальнейшее увеличение магнитного потока бесполезно, так как оно достигло напряжения насыщения, которое ограничено напряжением питанием самого датчика Холла.

Благодаря этим параметрам с помощью датчика Холла были построены приборы, позволяющие замерять силу тока в проводнике, не касаясь самого провода, например, токовые клещи.

Существуют также приборы, с помощью которых можно замерять напряженность магнитного поля. Датчики Холла, используемые в этих приборах, называют линейными, так как напряжение на датчике Холла прямо пропорционально плотности магнитного потока.

Линейные датчики, как я уже сказал, могут быть использованы в токовых клещах. Они позволяют измерять силу тока, начиная от 250 мА и до нескольких тысяч Ампер. Самым большим преимуществом в таких токовых клещах является отсутствие механического контакта с измеряемой цепью. Иными словами, токовые измерители на эффекте Холла намного безопаснее, чем измерители на основе шунта и амперметра, особенно при большой силе тока в цепи, которую нередко можно встретить в промышленных установках.

Цифровые датчики Холла

Как только наступила эра цифровой элек троники, в один корпус вместе с датчиком Холла стали помещать различные логические элементы. Самый простой датчик Холла на триггере Шмитта мы уже рассмотрели выше и он выглядит вот так:

По сути такой датчик имеет только два состояние на выходе. Либо сигнал есть (логическая единица), либо его нет (логический ноль). Гистерезис на триггере Шмитта просто устраняет частые переключения, поэтому в цифровых датчиках Холла он используется всегда.

В результате промышленность стала выпускать датчики Холла для цифровой электроники. В основном такие датчики делятся на три вида:

Униполярные

Реагируют только на один магнитный полюс. На противоположный магнитный полюс не обращают никакого внимания. К примеру, подносим южный полюс магнита и датчик сработает. На северный магнитный полюс он реагировать не будет.

Биполярные

Как проверить датчик Холла

Давайте рассмотрим работу цифрового биполярного датчика Холла марки SS41. Выглядит наш подопечный вот так:

Для этого соберем простейшую схему: светодиод на 3 Вольта, токоограничительный резистор на 1КилоОм и сам датчик Холла.

У меня под рукой оказался вот такой магнитик:

Переворачиваю магнит другим полюсом, подношу его к датчику Холла и вуаля!

Если магнит не переворачивать, то есть не менять полюса, то светодиод также останется потухшим, потому что датчик биполярный.

А вот и видео работы

Применение датчиков Холла

В настоящее время область применения датчиков Холла очень обширна и с каждым годом становится все шире и шире. Вот основные применения:

Применение линейных датчиков

датчики тока
тахометры
датчики вибрации
детекторы ферромагнетиков
датчики угла поворота
бесконтактные потенциометры
бесколлекторные двигатели постоянного тока
датчики расхода
датчики положения

Применение цифровых датчиков

датчики частоты вращения
устройства синхронизации
датчики систем зажигания автомобилей
датчики положения
счетчики импульсов
датчики положения клапанов
блокировка дверей
измерители расхода
бесконтактные реле
детекторы приближения
датчики бумаги (в принтерах)

Заключение

Чем же так хороши датчики Холла? Если соблюдать нормальные рабочие значения напряжения и тока, то теоретически датчика хватит на бесконечное число включений-выключений. Они не имеют электромеханического контакта, который бы изнашивался, в отличие от геркона и электромагнитного реле. В настоящее время они уже почти полностью заменили герконы.

Датчик Холла (тока, фаз) фиксирует колебания магнитных полей, особенно, возникающих с токами, и их напряженность, что затребовано в чрезвычайно большом спектре приборов для мониторинга положения их узлов. В смартфоне датчики тока обеспечивают работу компаса, «умных» чехлов. В автомобилях измеряют угол распредвалов, коленвалов, момент искрения зажигания, параметры вращения колес, приближение к объектам. Все чаще фазные сенсоры устанавливают вместо геркона. Рассмотрим, что такое датчик Холла, как устроен и типы с описанием где используются.

Основные сведения

Начнем с базовой информации: где находится датчик Холла, что это такое, для чего он нужен. «Голый» датчик — это небольшой измеритель (сенсор, обнаружитель), почти всегда черный (цвет зависит от предпочтений производителя), размером в несколько миллиметров. Автомобильные изделия имеют сравнительно большой пластиковый защитный короб, «фишку» с кабелем с разъемом подключения.

Сенсор фаз осуществляет мониторинг магнитных полей, их параметров (напряженности), при этом выдает заданные алгоритмы работы (смыкание контактов и пр.).

Рассматриваемым сенсорам присвоили наименование от фамилии ученого Холла, открывшего, что разность потенциалов (холловского напряжения) возникает, если в поле помещают объекты с постоянными токами.

Автомобильный сенсор тока находится в трамблере — узле для подключения свечей, он скрыт пластиковой фишкой с тремя проводами и разъемом под них. На иных приборах он может размещаться где угодно. Обычно на печатных платах — это крошечная черная коробочка стандартно на 3, реже — на 4 ножках. Линейные Hall sensor напоминают микросхему. Изделие также определяют по маркировке, обозначения есть в справочниках радиодеталей, (распространенные S41, 41F, U18, 3144, 44E, 49E).

При токовом течении в одном направлении электроны отклоняются в проводниках, размещенных перпендикулярно к полю. Участки их имеют неравномерную плотность частиц, это и есть разность потенциалов, фиксируемая датчиком Холла. Становится возможным анализ напряжения под прямым углом к току.

Есть также Hall effect sensor упрощенный как, например, в смартфонах: только с функцией подтверждения наличия магнитных явлений, напряженность не анализируется. На базе узла, включающего датчик и магнитомер, телефон снабжается опцией компаса.

Как функционирует

Принцип работы, использования датчика Холла:

Электроны при прохождении тока движутся по сенсору прямолинейно.
При воздействии поля частицы с зарядом отклоняются силой Лоренца по изогнутой траектории.
Отрицательно заряженные элементы, они же электроны, притягиваются на 1 сторону Hall sensor, а плюсовые (дырки) — к иной.
Описанное накопление по разным сегментам создает разное напряжение, это и есть разность потенциалов. Пропорциональность возникшего напряжения к электротоку и напряженности поля прямая. Эти окончательные явления и отслеживаются сенсором, принцип используется для определения положения подконтрольных им обслуживаемых объектов.

Где применяются

Датчики фаз начали устанавливаться в конструкции около 75 лет после их изобретения, когда появились доступные технологии создания полупроводниковых пленочных материалов.

Характерные области применение датчиков Холла:

первая область, где началось использование — машиностроение, для замеров углов распредвалов, коленвалов, фиксации искрения на узлах зажигания;
переключатели (бесконтактного типа), анализаторы уровня веществ, скорости вращения лопастей, приспособления дистанционного обнаружения токов;
сканирование магнитных обозначений;
как замена герконам (автоматические выключатели, смыкающие контакты посредством магнита). В этой сфере описываемые устройства наиболее распространенные из-за многочисленности приборов: микроэлектроника, техника от наушников до манипуляторов, клавиатур, в лифтах, охранном оснащении (двери, запорные элементы).

В смартфоне

Датчик холла в смартфоне применяются для таких целей:

как часть компаса, магнитомера;
для мониторинга закрытия/открытия чехла с магнитной защелкой отслеживанием ослабления/повышения поля;

Опишем, для чего нужен датчик холла в смартфоне на обложке. При отдалении магнита с обнаружителя идет импульс на активацию табло, когда ближе — на отключение. Разновидность таких чехлов — отдельный вид изделия, именуемый обычно Smart Case. Есть и дополнительные функции, принцип действия их такой: если применяется обложка без окошек около дисплея, то посредством обнаружителя отключается экран, когда он закрыт, при открытии — автоматическая активация. При наличии окошек инициируется переключение содержимого на табло. На видимой области — часы и пр., на всем дисплее — вся информация.

Не все смартфоны имею описанное усовершенствование, а также не всегда производители указывают его в перечне опций, поэтому нужно уточнять этот параметр. Но если в рекомендуемых аксессуарах есть отметка о таковых подходящих из категории Smart Case, то данная опция присутствует.

Типы датчиков Холла

Разновидности рассмотрим для удобства таблицей:

Где и зачем используются аналоговые приборы:

в ABS (антиблокировочных тормозных приспособлениях);
управление мотором (защита, индикация);
приборы обнаружения питания, вибрации, черных металлов в детекторах;
мониторинг движения (приближения/отдаления, например, при парковке);
замеры параметров потока веществ, конструкций;
при регулировке напряжения;
датчики фаз, находящиеся на токоизмерительных клещах (Tong Testers), участвуют в замерах.

датчик Холла отвечает в автомобиле за мониторинг положения коленвалов для угла зажигания свечей, клапанов;
в оптике контролирует положение объектива;
определение размещения сидений в машине, состояния ремней и подушек безопасности;
беспроводная связь, мобильные компьютеры (смартфоны, планшеты, ноутбуки);
в приборах для определения давления;
сенсоры в системе «парктроник», подобные устройства для фиксации приближения/отдаления;
для анализа параметров потока.

Достоинства и недостатки

Плюсы:

универсальность (одновременно определяют положение, направление и так далее);
износостойкость. Нет движущихся узлов, это твердотельные прочные устройства, что обеспечивает чрезвычайную долговечность;
почти полная независимость от необходимости обслуживания;
датчик тока на эффекте Холла работает при вибрациях, в пыльных, влажных, агрессивных условиях, при высоких температурах.

Минусы:

у стандартных приборов максимум расстояния до замеряемого тока около 10 см. Но все зависит от магнита: если он мощный и создает широкое поле, то дистанция увеличивается;
характерная «болезнь» — точность, поскольку есть зависимость от магнитного поля, и другие внешние подобные явления могут вносить искажения. Это же касается высоких температур, так как они меняют сопротивление проводников, соответственно, и подвижность носителей заряда, но тут страдает чувствительность. Впрочем, такое встречается редко или влияние ничтожное, в целом не особо влияет на работу.

В автомобилях

На транспорт датчики Холла стали ставить с 70–80 годов прошлого столетия, когда начали внедрять электрозажигание вместо контактного. Принцип функционирования: вал мотора вращается с прохождением его крыльчатки по корпусным прорезям, что фиксирует обнаружитель, посылающий команду коммутатору, который и отпирает транзистор, подающий напряжение на элемент зажигания с обмоткой. Последний создает высокий вольтаж для свечи.

Конструкция

Коробочка, «фишка» с тремя контактами, три жилы и разъем подключения – это классическое устройство автомобильных Hall effect sensor. На разных моделях отличаются лишь мелочи. Такую конструкцию, учитывая нюансы обслуживаемых объектов, можно рассматривать как общий образец.

Датчик холла, устройство, схема:

«масса» (автомобильный корпус), это «–» или рабочий ноль;
«+», работающие исправные изделия имеют там около 6 В;
контакт для транспортировки импульса коммутатору.

Есть такие достоинства датчиков тока для зажиганий электронного типа:

нет постоянно подгорающего объемного контактного узла;
на свече выше 30 кВ против 15 кВ, что намного лучше;
сенсоры ставят на тормозные, антиблокировочные системы, тахометры, поэтому есть немаловажные дополнительные плюсы: повышается производительность ДВС, ускоряются и работают эффективнее все системы машины. Как следствие, возрастает удобство эксплуатации, безопасность.

Подключение больших электронагрузок

На выходе мощность датчика Холла очень низкая (10–20 мА), вследствие этого он напрямую контролировать высокие электронагрузки не может. Проблему решают достаточно просто: подключение делают с добавлением к устройству NPN-транзистора, через него стекает ток к выходу. Указанная деталь выступает приемником, когда она насыщенная, то активируется как переключатель. Транзистор заземляет выходной контакт, таким образом, замыкая его при повышении плотности потока выставленных значений для «вкл.».

Есть различные конфигурации транзисторного переключателя, но главное – устройством обеспечивается 2-тактный выход, позволяющий потреблять нужный ток для контроля больших нагрузок.

Поломки датчика тока

Частые поломки и признаки неисправности датчика Холла:

не стартует мотор, перебои с запуском;
нестабильные холостые;
при высоких оборотах дергание (частый признак), ТС глохнет.

Неисправный сенсор может замыкать на корпус, провоцируя проблемы с зажиганием.

Недостаток диагностики состоит в том, что перечисленные симптомы могут быть характерными и при поломках других узлов. Обстоятельство отчасти сглаживается методами не слишком сложными, под силу пользователям с элементарными познаниями в технике.

Проверка датчика Холла

Есть несколько вариантов, как проверить датчик Холла, как проанализировать функциональность. Выбирают самый доступный способ или подходящий под сложившиеся условия — все методы действенные

Надо знать, как датчик Холла выглядит, проверка также подразумевает, знание, как устроена распиновка.

Имитация наличия

Процедура самая быстрая, подходит, когда питание на электрозажигании есть, но искры нет.

С трамблера убирают 3-штекерную колодку.
Включают зажигание автомобиля.
Соединяют (замыкают кусочком проводка) контакты (клеммы) 3 и 2. Первый — это «–», второй — «+», для сигнала.
Двигают проводками, быстро соединяя/разъединяя их с контактами. Есть искра — датчик сломан. Высоковольтный провод держат у массы.

Проверка мультиметром

Проверка датчика холла мультиметром популярная, дает возможность определить, исправна ли сама цепь питания в изделии.

Как проверить тестером датчик холла на ВАЗ:

Перевести тестер на анализ напряжения (вольтметр) с диапазоном от 0 до 15 В.
Поставить четвертую передачу, домкратом колесо чуть-чуть приподнять (достаточно для прокручивания).
Тестер подсоединить к сенсору, крутить колесо и следить за дисплеем.
Замерить параметры на выходе: исправный экземпляр имеет их в диапазоне 0,4–11 В.

Для проверки, нет ли обрыва на цепи, ставят на тестере режим «прозвонки». Один щуп к контакту на фишке, второй — к соответствующей ножке сенсора. Данным способом проверяют только жилы кабеля, а не само внутреннее устройство сенсора. Обрыва нет — зуммер (если есть такая опция) и скачок цифр близко к нулю (0,001 и тому подобное); есть обрыв — 1.

Варианты схем проверки мультиметром и вольтметром:

Замена рабочим экземпляром

Можно поставить рабочее изделие, если есть запасное, или одолжить его. Если проблема осталась, то старый экземпляр сломан, но желательно в поломке удостовериться полностью и вставить его еще раз, предварительно почистив контакты.

Сложный метод

Данная процедура как проверить датчик Холла сложнее предыдущих, но, если есть средние познания в электротехнике применить ее просто. Суть: проверить, есть ли сопротивление.

Для реализации необходимо сделать несложный узел. Собирают схему со светодиодом, резистором (1 кОм), батарейкой «крона» (9 В). Для понимания достаточно графической схемы:

Датчик Холла машины своими руками со вспомогательным приспособлением проверяют так:

ножка диода снабжается сопротивлением (припаивают резистор), к нему — 2 провода, желательно подлиннее. Снимают крышку распределителя, отщелкивают трамблер, штекерную коробочку. Делают анализ электроцепи: щупы тестера (подойдет и вольтметр) — к 1 и 3 клемме, далее — зажигание. Исправность — на дисплее 10–12 В;
аналогично, на те же выводы подключают сооруженную конструкцию. При правильной полярности появится свет, если нет — переставляют жилы;
проводок на клемме 1 не беспокоим; конец с 3 кидаем на свободную 2;
крутим распредвал (вручную, стартером): моргание света — все в порядке, если нет — надо менять измеритель Холла.

На большинстве автомобилей датчики Холла проверяются максимально похоже, как описано.

Замена

Рассмотрим, как эталонную процедуру замены датчика холла ВАЗ. Процесс элементарный даже для начинающих автолюбителей.

Порядок как заменить датчик Холла:

Снимают трамблер, демонтируют его крышку.
Совмещают метки механизма газораспределения, коленвала.
Демонтируют крепежи гаечным ключом. При этом рекомендовано пометить, запомнить (сфотографировать на смартфон) расположение трамблера.
Фиксаторы, стопоры в корпусе также демонтируют.
Вынимают вал из трамблера.
Отсоединяют клеммные контакты, откручивают монтажные болты, через щель вытаскивают обнаружитель.
Подключить датчик исправный — действия в обратном порядке.

Схема подключения в автомобиле как таковая отсутствует, так как датчик имеет кабель питания со штекером, то есть распиновка уже есть, а фишка снабжена «защитой от дурака», ключами (выступами), делающими невозможным неправильную установку. На коробочке обнаружителя есть отверстия под болты для посадочного места.

В других устройствах Hall effect sensor припаивается согласно расположению ножек и контактов под них на плате. Если взять «голый» датчик, впрочем, и если есть корпус, расположение контактов аналогичное. Нужную ножку для припаивания на плату определяют просто, как на нижеуказанной схеме.

Ремонт

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

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.

Датчики – преобразователи одной физической величины в другую (обычно, в электрическую) широко распространены в бытовой и промышленной технике. Без них очень трудно, а то и невозможно, измерять, оцифровывать и обрабатывать такие технологические параметры, как давление и расход (газа или жидкости), температуру, уровень, напряженность магнитного или электрического полей и т.д. Одним из широко распространенных датчиков является датчик Холла – они используется как в быту (начиная со смартфонов или ноутбуков), так и в самой сложной промышленной технике.

Этот эффект открыт в 1879 году американским физиком Эдвином Холлом и назван его именем. Суть явления состоит в том, что если взять металлическую пластину и пропустить через неё электрический ток (в направлении АВ на рисунке), а потом подействовать на пластину магнитным полем, например, создаваемым постоянным магнитом, то в направлении, перпендикулярном прохождению тока (CD на рисунке), возникнет разность потенциалов.

Этот эффект возникает за счет силы Лоренца, воздействующей на движущиеся заряды и смещающей их в направлении, перпендикулярном направлению движения. В итоге на краях пластины возникает разность потенциалов, которую можно измерить или применить для срабатывания исполнительных механизмов (предварительно усилив). Эта разность зависит:

от силы протекающего тока;
от напряженности магнитного поля;
от концентрации свободных носителей заряда в проводнике.

Явление названо в честь его открывателя – эффектом Холла.

Виды и устройство датчиков Холла

Открытому ещё в позапрошлом веке эффекту нашлось практическое применение. На его основе строят датчики магнитного поля. Их достоинство состоит в том, что они не имеют подвижных и трущихся элементов (в отличие от герконов), поэтому их надежность намного выше. По принципу чувствительности промышленные датчики Холла делятся на:

униполярные (реагируют только на один магнитный полюс – северный или южный);
биполярные (включаются при воздействии магнитного поля одной полярности, выключаются при воздействии магнитного поля противоположной полярности);
омниполярные – реагируют на любые полюсы магнитов.

Разность потенциалов, создаваемая при воздействии магнитного поля на движущиеся заряды, составляет единицы, в лучшем случае десятки микровольт. Для практического применения этого мало, разность потенциалов надо усилить. Эти усилители встраивают прямо в корпус датчиков, и по типу усилителя устройства делятся на два класса.

Аналоговые. В них напряжение на выходе датчика пропорционально магнитному полю (зависит от силы магнита и расстояния от него). Построены на базе операционного усилителя и служат для измерения магнитных полей.
Цифровые. После усилителя установлен компаратор или триггер Шмитта. Напряжение на выходе при достижении магнитной индукции определенного порога скачком изменяется от нуля до высокого уровня (обычно до уровня напряжения питания). Такие датчики используют для построения магнитных реле или генераторов импульсов. Усиленный сигнал от пластины подается на пороговое устройство. При достижении установленного уровня датчик срабатывает. Уровень срабатывания можно настроить изменением расстояния от датчика до источника магнитного поля.

Применение датчиков Холла

Самое распространенное применение датчика Холла в быту – бесконтактные системы зажигания автомобиля. Их преимущество – отсутствие механических контактных групп. Это означает отсутствие износа, подгорания контактов, риска механической поломки.

Система распределения содержит пластину с выступами, приводимую во вращение от коленвала двигателя, постоянный магнит и собственно датчик Холла. При вращении пластины выступы в строго определенный момент, определяемый положением коленвала, попадают в зазор между датчиком и магнитом, изменяя параметры магнитного поля. Датчик формирует импульсы, синхронизированные с вращением коленчатого вала, которые регулируют подачу напряжения на высоковольтную катушку в необходимые моменты времени. Также датчики магнитного поля в автомобиле служат для распознавания положения коленвала.

Другое использование магниточувствительных датчиков – определение положения роторов электродвигателей. Релейный элемент крепится на статоре мотора и срабатывает при прохождении полюса. На этом принципе можно построить счетчик оборотов или измеритель частоты вращения.

Устройства, построенные на эффекте Холла, применяются в ноутбуках или мобильных устройствах – как индикатор закрытого положения крышки. При срабатывании датчика компьютер переходит в режим сна или выключается. А в смартфонах одна из функций датчика, реагирующего на магнитное поле Земли – организация работы электронного компаса.

Аналоговые датчики Холла применяются в измерительных приборах – там, где надо оценить уровень магнитного поля. Незаменимы они при бесконтактном измерении силы тока в проводнике. Как известно, при прохождении тока по проводнику, вокруг него возникает магнитное поле. Его напряженность зависит от силы тока. Если ток переменный, то поле можно измерить другими способами (например, трансформатором тока), а вот при постоянном токе без датчика Холла не обойтись. На таком принципе работают токоизмерительные клещи постоянного тока.

Самое же экзотическое применение эффекта Холла – построение на его принципе двигателей ионных ракет.

Как проверить датчика Холла на работоспособность

Для проверки датчика можно собрать несложную схему, для которой, кроме самого датчика, понадобятся:

источник питания на нужное напряжение; сопротивлением около 1 кОм;
светодиод;
магнит.

Если светодиода нет, то вместо него (и токоограничивающего резистора) можно использовать мультиметр (цифровой или стрелочный) в режиме измерения напряжения.

К источнику питания особых требований не предъявляется – токи в схеме совсем небольшие. Его напряжение должно быть в пределах напряжения питания проверяемого датчика. Светодиод подключается анодом к плюсу источника напряжения, катодом к выходу проверяемого устройства, так как датчик обычно выполняется с открытым коллектором (но лучше проверить по даташиту).

Порядок проверки зависит от типа тестируемого устройства.

Чтобы проверить униполярный цифровой датчик, надо поднести к нему магнит одним полюсом. Светодиод должен загореться (отклониться стрелка стрелочного вольтметра или измениться скачком показания цифрового тестера). При удалении магнита на значительное расстояние схема должна прийти в исходное положение. Если датчик не сработал, надо перевернуть магнит другим полюсом и повторить процедуру. Если светодиод вспыхнул, значит, датчик исправен. Если успеха добиться не удалось ни в одном положении магнита, устройство к работе непригодно.
Биполярный цифровой датчик проверяется по похожей методике, только светодиод загорается при одном положении магнита, и не гаснет при удалении источника магнитного поля. На дальнейшие манипуляции тем же полюсом схема реагировать не должна. Если перевернуть магнит и поднести его к датчику в противоположной полярности, то светодиод должен погаснуть. Это говорит об исправности проверяемого устройства. Если схема работает не так, значит, датчик вышел из строя.
Омниполярный цифровой датчик Холла проверяется таким же образом, как и униполярный, но срабатывать магниточувствительное устройство должно при любом положении магнита.

Аналоговые датчики проверяются по той же методике, что и цифровые, но напряжение на выходе должно меняться не скачком, а плавно по мере возрастания магнитной силы (например, приближения постоянного магнита или увеличения тока в обмотке электромагнита).

С практической стороны интересен вопрос, как проверить датчик Холла, установленный в системе бесконтактного зажигания автомобиля. Для этого надо снять разъем с датчика и собрать указанную схему прямо на штырьках.

Здесь также светодиод можно заменить мультиметром. Проворачивая коленвал автомобиля вручную, можно наблюдать периодические вспышки LED или изменения выходного напряжения от нуля до приблизительно напряжения бортсети авто. Альтернативный способ проверки в гаражных условиях – временная замена устройства на заведомо исправный запасной датчик.

Датчик Холла нашел широкое применение в бытовой и промышленной технике. Проверить его на исправность несложно, если есть понимание принципа его работы.

Что такое герконовый датчик и где он применяется?

Что такое термистор, их разновидности, принцип работы и способы проверки на работоспособность

Что такое компаратор напряжения и для чего он нужен

Как работает микросхема TL431, схемы включения, описание характеристик и проверка на работоспособность

Как подключить и настроить датчик движения для управления освещением: электрические схемы подключения и настройка датчика

Читайте также: