Czujniki Halla – zasada działania

Czujnik Halla (hallotron) wykorzystuje efekt Halla do wykrywania pola magnetycznego. W praktyce jest to półprzewodnikowy sensor, który w obecności pola generuje niewielkie napięcie (tzw. napięcie Halla). Im silniejsze pole magnetyczne prostopadłe do powierzchni czujnika, tym większe napięcie powstaje w układzie. Dzięki temu czujniki hallotronowe potrafią zamienić informacje zakodowane magnetycznie na sygnał elektryczny, co umożliwia bezkontaktowe wykrywanie magnesów lub nawet pomiar prądu elektrycznego płynącego przez przewód (który wytwarza pole magnetyczne wokół siebie).

Rodzaje czujników Halla

W ofercie dostępne są dwa główne rodzaje sensorów Halla. Pierwszy to analogowe czujniki Halla, które na wyjściu podają sygnał analogowy (napięcie) zależny od natężenia pola magnetycznego. Przykładem jest hallotron SS49E w obudowie TO-92 – taki element pozwala np. zmierzyć siłę pola lub wykryć obecność magnesu z możliwością oceny odległości (im bliżej magnes, tym wyższe napięcie na wyjściu). Drugi typ to cyfrowe czujniki Halla, działające jak przełączniki magnetyczne. Mają one wbudowany komparator progowy i zmieniają stan wyjścia (np. z LOW na HIGH) po przekroczeniu pewnej wartości indukcji magnetycznej. Typowym przykładem jest czujnik NJK-5002C w cylindrycznej obudowie z gwintem – wykrywa on obecność obiektu ferromagnetycznego lub magnesu w odległości kilku milimetrów, zamykając lub otwierając obwód (działa właśnie jak czujnik zbliżeniowy oparty na efekcie Halla).

Istnieją także gotowe moduły z czujnikiem Halla do mikrokontrolerów (Arduino, Raspberry Pi itp.), zawierające na płytce hallotron oraz pomocnicze elementy – np. diodę LED sygnalizującą wykrycie pola czy układ wzmacniający sygnał. Dzięki nim można łatwo dodać funkcję detekcji pola magnetycznego w swoim projekcie bez zagłębiania się w szczegóły elektroniki analogowej.

Zastosowania czujników hallotronowych

Czujniki Halla są wykorzystywane w wielu dziedzinach. W motoryzacji służą m.in. do pomiaru prędkości obrotowej kół (np. w systemach ABS) oraz do synchronizacji zapłonu w silnikach spalinowych (czujnik położenia wału korbowego w układach zapłonowych bezstykowych). W elektronice użytkowej spotkamy je w laptopach i smartfonach – odpowiadają np. za wykrywanie zamknięcia pokrywy notebooka albo orientacji (obrót) ekranu telefonu. Hobbystów zainteresuje fakt, że hallotrony świetnie sprawdzają się w projektach DIY jako czujniki obrotów (w połączeniu z magnesem przyczepionym do obracającej się części pozwalają zbudować licznik obrotów do pojazdów RC czy roweru) oraz jako czujniki krańcowe w urządzeniach mechanicznych. W połączeniu z magnesem zamocowanym na ruchomym elemencie sensor Halla może wykrywać osiągnięcie określonej pozycji bez fizycznego kontaktu.

Ciekawym zastosowaniem są też mierniki natężenia prądu oparte o efekt Halla – specjalizowane układy (np. popularne moduły ACS712) mierzą pole magnetyczne wokół przewodu z prądem, umożliwiając pomiar prądu bez rozłączania obwodu. Takie elementy również zaliczają się do rodziny czujników Halla i często są wykorzystywane w projektach Arduino do monitorowania poboru prądu przez silniki itp.

Czujniki Halla w ofercie Elektroweb

W sklepie Elektroweb.pl znajdziesz różnorodne czujniki Halla dostosowane do potrzeb majsterkowiczów. Dostępne są zarówno proste hallotrony w formie małych elementów do montażu (idealne do wlutowania w płytkę prototypową lub bezpośrednio w układ), jak i czujniki zbliżeniowe Halla w obudowach ułatwiających montaż w urządzeniach. Przykładem takiego gotowego sensora jest model NJK-5002C z gwintem M12, który można stabilnie zamocować i podłączyć przewodami do układu sterującego. Ofertę uzupełniają wygodne moduły sensorów magnetycznych kompatybilne z Arduino – zawierają one czujnik Halla oraz wyprowadzenia pinów, co upraszcza prototypowanie i integrację. Niezależnie od tego, czy budujesz licznik obrotów, alarm magnetyczny, czy eksperymentujesz z efektem Halla, w kategorii czujników Halla znajdziesz odpowiednie podzespoły do swojego projektu.