Принцип роботи та застосування датчика холу. Датчик Холла: що це таке, види та як його перевірити? Що буде, якщо датчик холу неправильно підключити

Сучасний смартфон може бути настільки багатофункціональним, що його власник не завжди в курсі всіх характеристик та можливостей свого апарату. Наприклад, ви знаєте, що таке датчик Холла у смартфоні? Як він працює і для чого потрібний? Пропонуємо вам дізнатися про цю характеристику більше!

Що означає датчик Холла у смартфоні?

Ми вже в курсі, навіщо гаджету модуль наближення чи гіроскоп. Але що таке датчик Холла у смартфоні? Це визначник положення, чия дія ґрунтується на ефекті Холла. Цей прилад фіксує як наявність магнітного поля, так і вимірює його напруженість.

Датчик і сам ефект названо на ім'я відомого фізика Е. Холла. Саме цей учений встановив, що при поміщенні в центр магнітного поля провідника-пластини, якою йде змінний струм, у ньому (поле) виявиться холівська напруга – поперечна різниця потенціалів.

В описаному випадку електрони у провіднику відхиляються строго перпендикулярно до напрямку самого магнітного поля. Звідси їхня щільність на різних частинах пластини буде відмінною. Ось цю різницю потенціалів і фіксує вимірник.

А що таке датчик Холла у смартфоні? Це ще простіший прилад - він покликаний визначати лише наявність магнітного поля, не вимірюючи його напруженість. Крім того, гаджет напевно забезпечений ще й магнітним датчиком, який дозволяє використовувати ваш смартфон як компас.

Де він застосовується?

Ми з вами встановили, що таке датчик Холла у смартфоні. Однак гаджети - це не єдина сфера застосування винаходу, що також відрізняється можливістю безконтактного керування будь-яким пристроєм.

Треба сказати, що ефект Холла було відкрито порівняно давно - 1879 року. А вперше застосували його на практиці лише через 75 років після цієї події. Корисний він виявився для автомобілів - датчик використовували для вимірювання кута розташування коленвала, розподільного валу. У старіших моделях машин датчик Холла визначав момент утворення іскри.

• безконтактні вимикачі;
• системи, призначені для читання магнітних кодів;
• пристрої, які використовуються для безконтактного визначення у провідниках сили струму;
• вимірювачі рівня рідини;
• іонних ракетних двигунів.

Крім того, було з'ясовано, що датчик Холла здатний замінювати керовані герметичні контакти - геркони. Вони мають широку сферу застосування: мікроелектроніка, сигналізації, клавіатури, ліфти, навушники.

Навіщо датчик Холла у смартфоні?

Ми з вами з'ясували, що цей прилад визначає наявність магнітного поля. Але тоді навіщо потрібен датчик Холла у смартфоні сьогодні? Все просто - він визначає, відкритий чи закритий "розумний" чохол із магнітною застібкою. Якщо магніт далеко (датчик не бачить його на певній відстані), то дається команда на включення дисплея. Якщо ж застібка близько (а отже, користувач закрив чохол), датчик датчик сигналізує системі, що екран потрібно перевести в сплячий режим.

Корисний цей вимірювач і для бамперів для смартфонів з віконцем на дисплеї. Так, наприклад, якщо ви зачинили чохол, то датчик Холла це фіксує. Він дає сигнал системі, що потрібно транслювати на екрані заставку, спеціально призначену для віконця. Найчастіше цей час, дата, важливі повідомлення. Прибрали дверцята чохла - команда від датчика на відображення на дисплеї повної інформації.

Інші функції у смартфонах

Взаємодія з магнітними кришками – це найпоширеніше застосування датчика у сучасних гаджетах. Однак треба зазначити, що він з успіхом використовувався в ранніх моделях смартфонів:

• Функція "цифровий компас" діяла завдяки датчику Холла. І сьогодні він використовується навігаційними програмами для загального поліпшення позиціонування та вищої точності визначення вектора руху.
• Активація/дезактивація підсвічування під час відкриття/закриття пристрою-"розкладачки". Тут дія схожа на сучасну ситуацію з магнітними кришками чохлів.

Чи є у моєму телефоні датчик Холла?

Щоб відповісти на запитання в підзаголовку, найпростіше звернутися до характеристики вашого гаджета на офіційному сайті виробника або в інструкції до девайсу. Однак не всі виробники вказують, чи оснащений конкретний пристрій датчиком Холла.

Але є простий спосіб перевірки. Якщо до моделі вашого смартфона випускаються "розумні" обкладинки або чохли (в т. ч. і з "віконцями"), що мають магнітну застібку, то, швидше за все, в апараті датчик Холла є.

Серед популярних сьогодні на ринку моделей цей модуль мають такі:

• Lenovo Vibe S1.
• Meizu Pro5.
• Meizu M2 Mini.
• LG Nexus 5X.
• Meizu M2 Note та ін.

На жаль, у сучасних смартфонах можливості датчика Холла сильно усічені. Це пояснюється мінімізацією товщини корпусу, бажанням виробника знизити витрату заряду батареї, відсутністю потреби в розширених за рахунок нього функціях. Сьогодні задач у датчика дві - взаємодія з "розумним" чохлом або обкладинкою та кишеньковий компас.

Багато автолюбителів цікавить питання, як перевірити датчик Холла. Їх інтерес не марний, адже за несправності даного елемента автомобіль неможливо буде завести за допомогою стартера.

Що є датчиком запалювання?

Під таким датчиком розуміють контрольний прилад, здатний реагувати зміни в магнітному полі за допомогою модифікації вихідної напруги ДВС. Несправності датчика Холла призводять до того, що інжектор перестає працювати. У найпростішій формі датчик запалювання, що діє на ефекті Холла, який дозволяє комутувати поруч розташовані контакти, визначати швидкість, позиціонувати та передавати командні поточні сигнали, функціонує як перетворювач аналогового типу, повертаючи електроживлення.

Електрична енергія в такому приладі включається через комутатор (по суті через провідник). Згодом він випромінює магнітне поле. За допомогою цього пристрою можна без переривання ланцюга зробити замір струму, коли транспортний засіб заглухне або замикається.. Також він має ряд важливих для автомобіля переваг:

• захищає машину від небезпечних ситуацій на дорозі, аварій;
• дає можливість підвищити продуктивність двигуна;
• прискорює функціонування систем ТЗ.

Як правило, датчик запалювання, що використовує ефект Холла, застосовується в автомобілях для оперативного запуску ДВЗ, гальмівної антиблокувальної системи та тахометра.

Як перевірити датчик Холла?

Рекомендується проводити перевірку за допомогою нескладного приладу, який кожен водій може зробити своїми руками. Йому знадобиться опір 1 ком і простий світлодіод. До його ніжки припаюється опір, до нього – два відрізки будь-якої зручної для роботи довжини гнучкого дроту, і пристрій готовий. Перевірка датчика Холла перед визначенням наявності електроживлення на ньому:

• кришка розподільника знімається;
• штекерна коробка з трамблера від'єднується;
• тестер підключається до 1 та 3 клеми, потім включається запалювання.

Якщо електричне проведення авто функціонує в нормальному режимі, тестер покаже напругу 10 і вище Вольт.

Після цього приєднуємо до тих самих клем сконструйований прилад - світлодіод загоряється, якщо полярність була обрана правильно. Інакше треба поміняти місцями кінці проводів. Наступна схема перевірки така:

• провід, накинутий на 1 клему, не чіпаємо, а на вільну 2 клему перекидаємо кінець з 3-ї;
• провертаємо (вручну або стартером) .

Якщо ви відзначаєте, що світлодіод моргає під час цього процесу, значить датчик запалення не потребує заміни. Також можлива перевірка датчика Холла мультиметром. Його приєднують до вихідного контакту запалювання, виставивши на пристрої режим вольтметра. Стрілка пристрою повинна рухатися в інтервалі 0,4-3 Вольти (показник справності датчика).

Думка експерта

Руслан Костянтинов

Експерт з автомобільної тематики. Закінчив ІжДТУ імені М.Т. Калашнікова за спеціальністю «Експлуатація транспортно-технологічних машин та комплексів». Досвід професійного ремонту автомобілів понад 10 років.

Несправності датчика Холла проявляються по-різному, навіть досвідчені фахівці не в змозі точно визначити поломку. Є низка симптомів, але вказують проблеми з датчиком вони побічно, т.к. ці ознаки бувають з різних причин:

• двигун не запускається;
• на холостому ході оберти плавають;
• під час руху при підвищенні оборотів автомобіль сіпається;
• глухне двигун без причини.

Якщо виникають подібні симптоми, необхідно, у тому числі перевірити і датчик Холла. Крім зазначеного у статті способу, існує ще кілька. Наприклад, найпростіший це попросити у когось справний датчик і просто замінити його на своєму автомобілі, якщо проблеми самоусунули, значить, датчик несправний.

Якщо під рукою є мультиметр провести перевірку найпростіше. Для цього необхідно на приладі виставити режим гри вимірювання напруги та протестувати показники на виході датчика, якщо він справний напруга змінюватиметься від 0,4 до 11 В.

Ще один поширений спосіб передбачає перевірку за відсутності іскроутворення (якщо живлення є в системі запалювання) і полягає в імітації датчика. З трамблера знімається колодка і вмикається запалювання. Далі за допомогою шматка дроту замикаються контакти 3 та 2 на колодці, якщо з'явиться іскра на центральному каналі котушки запалювання, отже, датчик Холла несправний та потребує заміни.

Заміна датчика: інструкція для автомобілістів

Для встановлення нового датчика запалювання потрібно правильно вийняти той, що вийшов із ладу. Робиться це так:

• кришка трамблера від'єднується;
• повертається так, щоб мітки на верхній частині газорозподільного пристрою та шківі колінвала знаходилися на однаковому рівні;
• на розподільнику запалювання помічається положення бігунка;
• знімається трамблер (за допомогою ключа на 13).

У сучасному автомобілі встановлено безліч датчиків, що сигналізують про різні процеси, що протікають усередині та зовні машини. Так, спідометр працює завдяки датчику, що вимірює частоту обертів коліс, лямбда-зонд – вимірює кількість кисню у відпрацьованих газах. Завдання датчика Холла - це участь у визначенні моменту запалювання, без якого нормальна робота двигуна була б неможлива.

Призначення та принцип роботи датчика Холла

Датчик Холла бере назву від прізвища винахідника, який у 1879 р. відкрив гальваномагнітне явище. Його суть полягає у виникненні різниці потенціалів при поміщенні провідника в магнітне поле, що викликає надходження на нього постійного електричного струму. Датчик використовує описаний вище ефект в умовах встановленого під напругою всередині приладу провідника, який впливає магнітне поле, що перетинає його поперек, і створює електрорушійну силу.

Принцип роботи пристрою ґрунтується на фіксації присутності або відсутності магнітного поля. При досягненні сили індукції певного значення датчик показує наявність поля. Якщо показник нижче встановленого значення, датчик вказує на його відсутність. Чутливість приладу визначається здатністю фіксувати магнітне поле різної індуктивності і може змінюватися в залежності від необхідних вимог.

Автомобільний датчик Холла призначений для вимірювання імпульсів, на підставі яких електроніка блоку керування запаленням дає команду утворення іскри в необхідний момент. Конструктивно прилад складається з наступних частин:

1. Постійний магніт.
2. Сталевий екран з кількома прорізаними отворами.
3. Напівпровідникові пластини.

З датчика виходить роз'єм, що містить 3 клеми:

1. Перший вихід з'єднується з "масою".
2. Другий призначений для підключення напруги 6 ст.
3. Третій подає перетворений імпульсний сигнал комутатор.

Найчастіше датчик розташовують на трамблері. Він визначає момент подачі іскри та використовується замість контактів. Існує цифрова модифікація датчика, яка буває біполярною та уніполярною. Перший тип спрацьовує при зміні полярності, а другий у разі поля.

Ознаки несправності датчика Холла

Несправності датчика Холла можуть мати різні ознаки, на підставі яких навіть досвідченому майстру не завжди вдається одразу виявити поломку. Найбільш типові симптоми поломки датчика такі:

1. Двигун погано запускається або взагалі не запускається.
2. При їзді автомобіля на високих оборотах, відбуваються посмикування через роботу двигуна.
3. Робота двигуна на холостому ході характерна ривками та перебоями.
4. Двигун глухне під час руху.

Перевірка

Справність датчика Холла можна перевірити такими способами:

1. Встановлення свідомо справного датчика на місце перевіряється. Якщо при запуску двигуна проблеми зникли, значить «рідний» датчик несправний, і потребує ремонту або заміни.
2. Вимірює тестером вихідної напруги датчика. Справний пристрій покаже напруги, що знаходяться в межах від 0,4 до 11 Ст.
3. Створенням імітації датчика зняттям із трамблера триштекерної колодки, з'єднанням проводами 3 та 6 виходу комутатора та включенням запалення. Іскра, що з'явилася, свідчить про поломку датчика.

Ремонт датчика Холла

Конструкція датчика Холла досить проста, і прилад рідко виходить із ладу. Але при його поломці автомобіль стає знерухомленим, і деталь вимагає термінової заміни. Оскільки датчик досить дорогий, особливо для іномарок, варто спробувати самостійно його відремонтувати. Для прикладу можна взяти прилад автомобіля Volkswagen, який встановлюють на різні моделі машин даного автовиробника.

Сама ненадійна частина датчика - логічний елемент S441А, що є чутливою частиною приладу, яка і виходить з ладу. Метою ремонту є заміна. Сама процедура складається з наступних етапів:

1. Купівля елементу, що вийшов з ладу, або його аналога.

2. Перевірка деталі на працездатність. З цією метою послідовно з'єднують світлодіод і резистор (1 або 2 ком) і кріплять до контактів "+" і "вихід". Величина струму повинна змінюватись від 3 до 30 В, а справність елемента перевіряється магнітом: при його впливі спрацьовує світлодіод.

3. Дрилем і свердлом по металу в центрі датчика Холла проробляють отвір, ножем «заподлицо» обрізають дроти, надфілем прокладають канавки від зробленого отвору до виходів віддалених дротів.

4. Розміщення активного елемента у виконаному вікні та перевірка його на працездатність. Так, при підключених контактах і проходженні шторки через прорізи світлодіод повинен загорятися, і при закритті магнітного потоку - гаснути.

5. Якщо схема відмовляється працювати, елемент перевертають і знову проводять перевірку (полярність розташування має значення).

6. Якщо перевірка пройшла успішно, розводять висновки елемента в канавках корпусу. У самому віконці підпаюють дроти, які йдуть до сполучного роз'єму старого датчика. Звертають увагу на правильну послідовність проводів та їх збіг з маркуванням роз'єму трамблера (+, 0, -).

7. Завершивши пайку, візуально та тестером перевіряють відсутність коротких замикань у датчику. При успішній перевірці закладають технологічний отвір термостійким клеєм.

8. Датчик ставлять на місце і перевіряють схему щодо відсутності коротких замикань: жодний з проводів не повинен дзвонитися на корпус.

Аналогічно відновлюються датчики багатьох автомобілів. Крім Volkswagen, ремонту піддаються прилади на Daewoo, AUDI, Mitsubishi, і т. д., тому що їх принцип дії у всіх випадках один і той же.

Заміна датчика Холла

Заміна датчика Холла - операція досить проста, яку може самостійно виконати навіть автолюбитель-початківець. Усі дії здійснюються у такому порядку:

1. Демонтаж трамблера.
2. Зняти кришку трамблера та поєднати мітки газорозподільного механізму з міткою колінчастого валу.
3. Зафіксувати положення трамблера, після чого за допомогою гайкового ключа відкрутити кріплення.
4. Витягти стопори та фіксатори.
5. Витягти вал з трамблера.
6. Від'єднати на датчику клеми та відкрутити його.
7. Обережно витягнути несправний прилад через щілину, що утворилася під час відтягування регулятора.
8. Установка нового датчика Холла здійснюється у зворотній послідовності.

Серед елементів радіоелектроніки, автоматики, а також вимірювальної техніки датчик Холла, принцип роботи якого заснований на однойменному ефекті, займає особливе місце. Сенс згаданого ефекту полягає в тому, що при поміщенні провідника в магнітне поле з'являється електрорушійна сила (ЕРС), напрямок якої буде перпендикулярним до поля і струму. Як це використовується в автомобілі?

Датчик Холла – принцип роботи та призначення

За сучасних умов відбувається постійний технологічний розвиток датчиків Холла. Вони відрізняються надійністю, точністю та сталістю даних. Широке поширення ці прилади набули в автомобілях та інших транспортних засобах. Вони мають підвищену стійкість до агресивних зовнішніх впливів. Датчики Холла є складовою багатьох пристроїв, з допомогою яких контролюється певний стан техніки.

У багатьох випадках цей прилад розміщується у трамблері та відповідає за утворення іскри, тобто він використовується замість контактів. Нерідко цей прилад застосовується для стеження струмом навантаження. З його допомогою здійснюється відключення у разі виникнення струмових перевантажень. У разі перегрівання датчика відбувається спрацювання температурного захисту. Різка зміна напруги може мати для пристрою тяжкі наслідки. Тому в останніх моделях встановлюється внутрішній діод, що перешкоджає зворотному увімкненню напруги.

Датчик Холла досі не зміг замінити звичайні механічні перемикачі. Однак у будь-якому випадку він має низку значних переваг. Основними є відсутність контактів, забруднень, і навіть механічних навантажень. Тому часто можна зустріти датчик Холла на скутері, що застосовується як складова частина .

Датчик Холла – схема підключення та «фізика» процесу

Класичний пристрій датчика Холла практично - тонкий напівпровідниковий листовий матеріал. При проходженні через нього постійного струму на краях листа утворюється порівняно невисока напруга. Якщо під прямим кутом поперек пластинки проходить магнітне поле, то на краях листа відбувається посилення напруги, яке знаходиться прямо пропорційної залежності з магнітною індукцією. Датчик Холла є одним із різновидів датчиків імпульсів, що створюють електричні імпульси з низькою напругою. Завдяки своїм якостям цей елемент широко застосовується в безконтактних системах запалювання..

Ми розглянули, який має датчик Холла принцип роботи, схема його поки що нам не зрозуміла. Вона включає в свій набір постійний магніт, напівпровідникову пластину з мікросхемою та сталевий екран, що має прорізи. Сталевий екран через проріз здійснює пропуск магнітного поля, завдяки чому в пластині з напівпровідників починає виникати напруга. Сам екран не пропускає магнітного поля, тому коли прорізи і екран чергуються, відбувається створення імпульсів низької напруги.

При конструктивному об'єднанні цього датчика з розподільником виходить єдиний пристрій - трамблер, що виконує функції запобіжника-розподільника запалювання.

Датчик Холла та особливості експлуатації

Коли в конструкції авто активно експлуатується датчик Холла, схема його підключення вимагає регулярних перевірок і профілактичного обслуговування. Головне ще й не нашкодити під час таких перевірок, тому від'єднання роз'єму кабелю від датчика повинно обов'язково виконуватися при вимкненому запаленні. Інакше елемент може просто вийти з ладу, ремонтувати його немає сенсу, знадобиться заміна.

Перевірити правильність схеми можна так: при обертанні і, відповідно, валу розподільника повинен поперемінно загорятися і гаснути контрольний світлодіод, що вказує на наявність сигналу . Забороняється перевіряти датчик за допомогою звичайної контрольної лампи.Особливу увагу під час роботи пристрою слід звертати на чистоту та надійність у роз'ємі та контакті штекерів. Необхідно пам'ятати, що датчик Холла не можна використовувати у звичайній системі запалювання.

Думка експерта

Руслан Костянтинов

Експерт з автомобільної тематики. Закінчив ІжДТУ імені М.Т. Калашнікова за спеціальністю «Експлуатація транспортно-технологічних машин та комплексів». Досвід професійного ремонту автомобілів понад 10 років.

Несправний датчик Холла визначити візуально практично неможливо, за винятком хіба що механічних пошкоджень і обривів електропроводки або контактів. Щоб провести точну діагностику не обійтися без послуг кваліфікованих фахівців, які мають необхідне обладнання. У будь-якому автосервісі є осцилограф, за допомогою якого можна визначити будь-які несправності датчиків, у тому числі датчика Холла. Приводом провести таку діагностику можуть стати такі причини:

1. утруднений запуск двигуна, причому у деяких випадках запустити його виходить зовсім;
2. нестабільний холостий перебіг (обороти плавають);
3. під час руху при підвищенні обертів відчуваються різкі ривки;
4. двигун може затихнути в будь-який момент без видимих ​​причин.

Незважаючи на складність процедури перевірки датчика Холла, кожен може провести перевірку самостійно, хоча об'єктивність тестування буде нижчою. Наприклад, можна скористатися мультиметром, встановити роботу приладу в режим вольтметра і виміряти вихідну напругу, яка повинна знаходитися в діапазоні від 0,4 до 11 В. Ну, а найпростіший спосіб перевірки це встановлення свідомо справного датчика, якщо зміни будуть очевидні, це привід вирушити до магазину за новим датчиком.