Memahami Efek Hall dan Cara Kerja Sensor Efek Hall

Dalam tutorial ini kita akan mempelajari apa itu Efek Hall dan cara kerja Sensor Efek Hall. Anda dapat menonton video berikut atau membaca tutorial tulisan di bawahnya.

Ringkasan

Efek Hall adalah metode paling umum untuk mengukur medan magnet dan sensor Efek Hall sangat populer serta memiliki banyak aplikasi kontemporer. Misalnya, mereka dapat ditemukan di kendaraan sebagai sensor kecepatan roda serta sensor posisi poros kerangka atau poros noken asam. Selain itu, mereka sering digunakan sebagai saklar, kompas MEMS, sensor dekat, dan sebagainya. Sekarang kita akan melalui beberapa sensor ini dan melihat cara kerjanya, tetapi pertama mari kita jelaskan apa itu Efek Hall.

Apa Itu Efek Hall?

Ini adalah eksperimen yang menjelaskan Efek Hall: Jika kita memiliki plat konduktif tipis, seperti diilustrasikan, dan kita mengatur arus untuk mengalir melaluinya, pemegang muatan akan mengalir dalam garis lurus dari satu sisi ke sisi lain plat.

Sekarang jika kita mendekatkan beberapa medan magnet ke plat, kita akan mengganggu aliran lurus pemegang muatan karena gaya yang disebut Gaya Lorentz (Wikipedia). Dalam hal ini, elektron akan membelok ke satu sisi plat dan lubang positif ke sisi lain plat. Ini berarti jika kita memasang meter sekarang di antara dua sisi lain kita akan mendapat beberapa tegangan yang dapat diukur.

Jadi efek mendapatkan tegangan yang dapat diukur, seperti yang kita jelaskan di atas, disebut Efek Hall atas nama Edwin Hall yang menemukannya pada tahun 1879.

Sensor Efek Hall

Elemen Hall dasar dari sensor magnet Efek Hall sebagian besar hanya menyediakan tegangan yang sangat kecil hanya beberapa mikro volt per Gauss, oleh karena itu, perangkat ini biasanya diproduksi dengan penguat gain tinggi bawaan.

Ada dua jenis sensor Efek Hall, satu memberikan output analog dan yang lain output digital. Sensor analog terdiri dari pengatur tegangan, Elemen Hall, dan penguat. Dari skema rangkaian kita dapat melihat bahwa output sensor adalah analog dan proporsional dengan output Elemen Hall atau kekuatan medan magnet. Jenis sensor ini cocok dan digunakan untuk mengukur dekat karena output linear kontinu mereka.

Di sisi lain, sensor output digital hanya memberikan dua status output, yaitu “ON” atau “OFF”. Jenis sensor ini memiliki elemen tambahan, seperti diilustrasikan dalam skema rangkaian. Itu adalah Schmitt Trigger yang memberikan histeresis atau dua tingkat ambang berbeda sehingga outputnya tinggi atau rendah. Untuk lebih banyak detail cara kerja Schmitt Trigger, Anda dapat memeriksa tutorial khusus saya untuk itu.

Contoh jenis sensor ini adalah saklar Efek Hall. Mereka sering digunakan sebagai saklar batas, misalnya dalam printer 3D dan Mesin CNC, serta untuk deteksi dan posisi dalam sistem otomatisasi industri.

Aplikasi kontemporer lainnya dari sensor ini adalah mengukur kecepatan roda/rotor atau RPM serta menentukan posisi poros kerangka atau poros noken asam dalam sistem mesin. Sensor ini terdiri dari Elemen Hall dan magnet permanen yang ditempatkan dekat cakram bergigi yang terpasang pada poros berputar.

Jarak antara sensor dan gigi cakram sangat kecil sehingga setiap kali gigi melewati sensor ia mengubah medan magnet di sekitarnya yang akan menyebabkan output sensor menjadi tinggi atau rendah. Jadi output sensor adalah sinyal gelombang persegi yang dapat dengan mudah digunakan untuk menghitung RPM poros berputar.