Memahami Sensor Efek Hall

Efek Hall dinamai Edwin Hall, yang menemukan pada tahun 1879 bahwa ketika medan magnet melewati pelat konduktif pembawa arus dalam arah tegak lurus terhadap bidang pelat, potensial tegangan muncul di pelat. Gaya Lorentz, yang digambarkan di panel atas, adalah prinsip fisik yang mendasari efek Hall. Ketika sebuah elektron bergerak ke arah yang tegak lurus terhadap medan magnet yang diterapkan, B, ia dikenai gaya yang disebut gaya Lorentz, yang normal untuk medan yang diterapkan dan aliran arus.

Sensor efek Hall (atau hanya sensor Hall) adalah jenis sensor yang menggunakan efek Hall untuk mendeteksi keberadaan dan amplitudo medan magnet. Tegangan keluaran sensor Hall sebanding dengan kekuatan medan. Dalam artikel ini, Anda akan mempelajari definisi, aplikasi, diagram, prinsip kerja, kelebihan, dan kekurangan sensor efek Hall.

Apa itu sensor efek hall?

Sensor magnetik adalah bentuk sensor Efek Hall. Sensor Hall Effect adalah transduser yang merespons perubahan medan magnet dengan memvariasikan tegangan outputnya. Ini adalah perangkat elektronik yang mendeteksi efek Hall dan mengubah temuannya menjadi data elektronik, yang kemudian dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan sirkuit, mengukur medan magnet yang berfluktuasi, diproses oleh komputer terintegrasi, atau ditampilkan pada antarmuka .

Ketika magnet ditempatkan tegak lurus terhadap konduktor pembawa arus, elektron dalam konduktor didorong ke satu sisi, menghasilkan perbedaan potensial dalam muatan (yaitu tegangan). Kehadiran dan amplitudo medan magnet di dekat konduktor dengan demikian ditunjukkan oleh efek Hall.

Aplikasi sensor efek hall

Berikut ini adalah aplikasi umum dari sensor efek hall:

• Sensor hall digunakan dalam aplikasi seperti penginderaan jarak, lokasi, deteksi kecepatan, dan penginderaan arus.
• Sensor hall sering digunakan untuk mengukur kecepatan roda dan poros, seperti untuk takometer atau mengatur waktu penyalaan mesin pembakaran internal.
• Mereka digunakan untuk mendeteksi posisi magnet permanen di motor listrik DC brushless.
• Deteksi elemen bergerak sebagai pengganti sakelar batas mekanis adalah aplikasi umum. Pengindeksan gerakan rotasi atau translasi adalah penggunaan umum lainnya.

Diagram sensor efek hall:

prinsip kerja

Dalam kerja sensor efek Hall, bahan semikonduktor tipe-p persegi panjang tipis seperti galium arsenide (GaAs), indium antimonide (InSb), atau indium arsenide (InAs) melewatkan arus kontinu melalui dirinya sendiri untuk membentuk Sensor Efek Hall. Garis fluks magnet memberikan gaya pada bahan semikonduktor ketika perangkat ditempatkan dalam medan magnet, membelokkan pembawa muatan, elektron, dan lubang, ke kedua sisi pelat semikonduktor. Gaya magnet yang dihadapi pembawa muatan saat melewati bahan semikonduktor menyebabkan mereka bergerak.

Penumpukan pembawa muatan menciptakan perbedaan potensial antara kedua sisi bahan semikonduktor saat elektron dan lubang bermigrasi ke samping. Adanya medan magnet luar yang tegak lurus terhadap bahan semikonduktor kemudian mempengaruhi lewatnya elektron yang melaluinya, dan pengaruh ini lebih tinggi pada bahan yang berbentuk segi empat datar. Efek Hall adalah hasil dari penggunaan medan magnet untuk menghasilkan tegangan terukur.

Garis fluks magnet harus tegak lurus (90o) terhadap aliran arus dan polaritas yang benar, seringkali kutub selatan, untuk menghasilkan perbedaan potensial di seluruh perangkat. Efek Hall mengungkapkan jenis kutub magnet serta jumlah medan magnet. Kutub selatan, misalnya, menyebabkan perangkat menghasilkan output tegangan, sedangkan kutub utara tidak berdampak. Ketika tidak ada medan magnet, sensor dan sakelar Efek Hall dimaksudkan untuk berada dalam "OFF" (status sirkuit terbuka). Saat terkena medan magnet dengan kekuatan dan polaritas yang sesuai, mereka menjadi "ON" (kondisi sirkuit tertutup).

Tonton video di bawah untuk mempelajari lebih lanjut tentang sensor efek hall:

Keuntungan dan kerugian dari sensor efek hall

Keuntungan:

Berikut adalah manfaat sensor efek hall dalam berbagai aplikasinya:

• Jika dibandingkan dengan sakelar elektromagnetik, harganya cukup murah.
• Layak untuk beroperasi pada frekuensi tinggi.
• Ini dapat digunakan untuk berbagai tujuan, termasuk sensor perpindahan, posisi, dan kedekatan.
• Kuat dan tahan lama, serta dapat bertahan dalam kondisi yang keras.
• Karena tahan terhadap kontaminasi kelembaban, mereka ideal untuk berbagai aplikasi.
• Tidak ada kesulitan dengan pantulan kontak.

Kekurangan:

Satu-satunya kelemahan dari sensor efek Hall adalah karena ketidaksejajaran kontak di elemen Hall dan efek piezo-resistif, sensor menjadi lemah.

Kesimpulan

Sensor efek hall (atau hanya sensor Hall) adalah jenis sensor yang menggunakan efek Hall untuk mendeteksi keberadaan dan amplitudo medan magnet. Tegangan keluaran sensor Hall sebanding dengan kekuatan medan. Itu saja untuk artikel ini, yang membahas definisi, aplikasi, diagram, cara kerja, kelebihan, dan kekurangan sensor efek hall.

Saya harap Anda belajar banyak dari membaca, jika demikian, silakan berbagi dengan siswa lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa!