Dalam tutorial ini kita akan mempelajari apa itu Efek Hall dan bagaimana Sensor Efek Hall bekerja. Anda dapat menonton video berikut atau membaca tutorial tertulis di bawah ini.
Ringkasan
Efek Hall adalah metode yang paling umum untuk mengukur medan magnet dan sensor Efek Hall sangat populer dan memiliki banyak aplikasi kontemporer. Misalnya, mereka dapat ditemukan di kendaraan sebagai sensor kecepatan roda serta sensor posisi poros engkol atau poros bubungan. Juga mereka sering digunakan sebagai sakelar, kompas MEMS, sensor jarak dan sebagainya. Sekarang kita akan membahas beberapa sensor ini dan melihat cara kerjanya, tetapi pertama-tama mari kita jelaskan apa itu Efek Hall.
Apa itu Efek Hall?
Berikut eksperimen yang menjelaskan Efek Hall:Jika kita memiliki pelat konduktif tipis, seperti yang diilustrasikan, dan kita mengatur arus untuk mengalir melaluinya, pembawa muatan akan mengalir dalam garis lurus dari satu sisi ke sisi lain pelat.
Sekarang jika kita membawa beberapa medan magnet di dekat pelat, kita akan mengganggu aliran lurus pembawa muatan karena suatu gaya, yang disebut Gaya Lorentz (Wikipedia). Dalam kasus seperti itu elektron akan membelok ke satu sisi pelat dan lubang positif ke sisi lain pelat. Ini berarti jika kita menempatkan meteran sekarang di antara dua sisi lainnya, kita akan mendapatkan tegangan yang dapat diukur.
Jadi efek mendapatkan tegangan yang terukur, seperti yang kami jelaskan di atas, disebut Efek Hall setelah Edwin Hall yang menemukannya pada tahun 1879.
Sensor Efek Hall
Elemen Hall dasar dari sensor magnet Efek Hall sebagian besar memberikan tegangan yang sangat kecil, hanya beberapa mikro volt per Gauss, oleh karena itu, perangkat ini biasanya diproduksi dengan amplifier gain tinggi bawaan.
Ada dua jenis sensor Hall Effect, satu menyediakan analog dan yang lainnya output digital. Sensor analog terdiri dari pengatur tegangan, Elemen Hall dan penguat. Dari skema rangkaian kita dapat melihat bahwa keluaran sensor adalah analog dan sebanding dengan keluaran Elemen Hall atau kuat medan magnet. Jenis sensor ini cocok dan digunakan untuk mengukur kedekatan karena keluaran liniernya yang berkelanjutan.
Di sisi lain, sensor keluaran digital hanya menyediakan dua status keluaran, baik "ON" atau "OFF". Jenis sensor ini memiliki elemen tambahan, seperti yang diilustrasikan dalam skema rangkaian. Itulah Pemicu Schmitt yang memberikan histeresis atau dua tingkat ambang batas yang berbeda sehingga outputnya tinggi atau rendah. Untuk detail lebih lanjut cara kerja Pemicu Schmitt, Anda dapat memeriksa tutorial khusus saya untuk itu.
Contoh dari jenis sensor ini adalah sakelar Efek Hall. Mereka sering digunakan sebagai sakelar batas, misalnya pada printer 3D dan Mesin CNC, serta untuk pendeteksian dan pemosisian dalam sistem otomasi industri.
Aplikasi kontemporer lainnya dari sensor ini mengukur kecepatan roda/rotor atau RPM serta menentukan posisi poros engkol atau poros bubungan dalam sistem mesin. Sensor ini terdiri dari Elemen Hall dan magnet permanen yang ditempatkan di dekat piringan bergigi yang terpasang pada poros yang berputar.
Kesenjangan antara sensor dan gigi dari disk sangat kecil sehingga setiap kali gigi lewat di dekat sensor itu mengubah medan magnet di sekitarnya yang akan menyebabkan output sensor menjadi tinggi atau rendah. Jadi output dari sensor adalah sinyal gelombang persegi yang dapat dengan mudah digunakan untuk menghitung RPM dari poros yang berputar.
