جدیدترین پروژه سنسور اثرهال

پروژه سنسور اثرهال که توانایی را به مهندسین می‌دهد که وجود یک میدان مغناطیسی را آشکار و اندازه بگیرند.

اثر هال ( Hall effect ) چیست؟

ادوین هربرت هال دانشمند آمریکایی تبار در سال 1879 میلادی که در داشنگاه جانزهاپکینز آمریکا کار می‌کرد. توانست به این نتیجه دست یابد که جسمی رسانا که جریان الکتریکی درون آن جریان دارد. اگر در میدانی مغناطیسی عمود سطح رسانا قرار بگیرد الکترون ها به دو طرف قطعه رسانا کشیده می‌شوند. این اکتشاف 18 سال قبل از کشف الکترون صورت گرفت. که به یکی از بزرگترین اکتشافات تجربی علم فیزیک مشهور است.

به این شکل توجه فرمایید.

جریان I bias از قطعه رسانای عبور می‌کند. قطعه رسانای آبی رنگ بین یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد. در اثر میدان مغناطیسی بارهای مثبت و منفی از یکدیگر جدا و به گوشه‌ها رانده می‌شوند. اگر دو سر رسانای آبی رنگ را ولت متر وصل کنیم. میدان مغناطیسی که قطعه رسانای را تحت تاثیر قرارداده است. باعث نشت الکترون‌ها از طرفین می‌گردد. این نشت الکترون توسط ولت متر نصب شده V hall قابل اندازه گیری می‌باشد.

سنسور اثر هال

سنسورهایی که اثر هال را می توانند تشخیص دهند دو دسته هستند.

سنسور های آنالوگ و سنسورهای دیجیتال، سنسورهای دیجیتال هم دارای دو مدل می‌باشند که در زیر به آن‌ها اشاره گردیده است.

• «تک قطبی» (Unipolar)
• «دوقطبی» (Bipolar)

سنسور آنالوگ با خروجی پیوسته به این شیوه کار می‌کنند.

دقیقا مشابه بخش تئوری که ولت متر توانایی اندازه‌گیری نشت الکترون را از قطعه داشت. المان هال نیز هنگامی که در معرض میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد. ولتاژی بسیار کوچک را نشت می‌دهد. تقویت کننده توان موجود در عکس مقدار این ولتاژ را افزایش می‌دهد. و خروجی این مدار تقویتت کننده ولتاژ آنالوگ را برای ما قابل مشاهده می‌کند. برای تبدیل این خروجی آنالوگ به دیجیتال می‌توان مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال استفاده نمود. اما مبدل اشمیت تریگر نسبت به بقیه مبدل‌ها بهتر عمل نموده است. که برای خروجی یک منطقی حد بالا و برای خروجی صفر منطقی حد پایین در نظر می‌گیرد.

سنسور دیجیتال اثر هال تک قطبی

این سنسورها توانایی خروجی بین 10 الی 20 میلی آمپر را دارا می‌باشند. سنسور اثر هال تک قطبی زمانی که در معرض بخش S یا جنوبی مغناطیس قرار می‌گیرد. خروجی یک منطقی را به کاربر می‌دهد. زمانی که قطب جنوبی آهن ربا از آن دور می‌شود. خروجی این سنسور صفر می‌گردد.

سنسور دیجیتال اثر هال دو قطبی

خروجی این سنسور هم همانند مدل تک قطبی آن است. تفاوت این دو سنسور در نحوه فعال سازی و غیر فعال سازی آن‌ها است. برای کار با سنسور اثر هال دو قطبی به هردو قطب آهن ربا نیازمندیم. برای فعال سازی این سنسور و دریافت یک منطقی باید قطب جنوبی یا S مغناطیسی به سنسور نزدیک گردد. برای صفر کردن یک منطقی در قسمت قبل باید قطب شمال مغناطیسی را به سنسور نزدیک کنیم.

کاربرد سنسور اثر هال

در بالا با بخش تئوریک اثر هال و سنسورهای آشکار ساز دیجیتال و آنالوگ آشنا شدیم. که چگونه میدان مغناطیسی را تشخیص می‌دهند. پروژه سنسور اثرهال می‌تواند در موارد زیر مورد استفاده قرار بگیرد.

• حسگر مجاورتی
• اندازه گیری جریان‌های ترانسفورماتورها از بیرون
• اندازه گیری دور موتور
• راه اندازی موتور های براشلس

«سنسور مجاورتی» (Proximity sensor) در صنعت بسیار پرکاربرد است. حرکت وضعی جلو و عقب همچنین طرفین بدون هیچ گونه تماسی قابل اندازه گیری است.

اندازه‌گیری جریان انواع ترانسفورماتور و یا جریان سیم حامل جریان نیز از کاربردهای این سنسور است. آمپر سنج‌های کلمپی از این تکنولوژی بهره می‌گیرند