Ремонт ноутбука Toshiba Satellite L755d-11x. Часть 2. Замена датчиков, резисторов, транзисторов и восстановление дорожек
Начало статьи читайте в первой части.
Во второй части инструкции начинаем с восстановления участка цепи.
Для этого нужно выпаять датчик, который отвечает за сигнал открытия/закрытия крышки, и резистор в цепи этого датчика. Резистор отпал сам, значит, он подлежит замене. У датчика одна из ножек отгнила, поэтому нужен более подробный осмотр на предмет возможности восстановить ее.
Прочищаем контактные площадки спиртом и щеточкой.
Потом очищаем место от флюса и проверяем, в каком состоянии находятся дорожки. Для этого можно воспользоваться увеличительным устройством.
Дорожки оказались в нормальном состоянии.
Теперь обращаемся к схеме, чтобы узнать номинал стоявшего резистора. По этим характеристикам подберем новый, заведомо исправный, резистор и запаяем на его место.
На схеме находим необходимые нам элементы по их позиционному обозначению – MR5 и R444.
Данный резистор стоит в цепи сигнала LID591. Данный сигнал является сигналом открытия/закрытия крышки ноутбука. Датчик холла MR5 реагирует на магнитное поле, которое создает магнит, спрятанный в крышке ноутбука.
Обрыв нашего резистора подтяжки R444 может препятствовать тому, чтобы появлялся высокий уровень сигнала на выводе LID591.
Номинал резистора, как мы видим на схеме, составляет 100 кОм. Находим резистор такого же номинала и впаиваем на место старого. Мы, как обычно, воспользуемся платой-донором. Если у вас такой нет, придется покупать резистор.
После установки резистора и датчика не забываем очистить место пайки.
При проверке микроскопом одной из дорожек около светодиодов обнаружили, что она прогнила. Ее придется зачистить чем-нибудь острым, а также флюсом и паяльником.
Перегнившую дорожку восстановим при помощи тонкой проволочной перемычки.
Укладываем проволочку вдоль линии дорожки, соединив рабочие участки дорожки между собой, и минуя поврежденный участок.
Припаиваем концы проволоки, затем очищаем участок пайки от флюса и других остатков.
При ремонте следующего участка также отпал резистор. Значит, снова придется обратиться к схеме. Позиционное обозначение резистора – PR109.
Данный резистор участвует в формировании сигнала S5D. То есть, когда этот резистор отгнил, сигнал S5D стал только низкого логического уровня. Потому что положительное напряжение на данный сигнал подается через этот резистор.
Этот сигнал через перемычку подается на затвор транзистора PQ21. Транзистор коммутирует напряжение +3V_S5.
Это напряжение получается из напряжения +3VCPU при открытии данного транзистора. Чтобы транзистор открылся, на его затвор необходимо подать высокий логический уровень.
Соответственно, транзистор откроется, когда наше напряжение S5D будет высокого логического уровня.
Узнаем, что это за напряжения +3VCPU и +3V_S5. На каком этапе они формируются.
Напряжение +3VCPU – это дежурное напряжение, которое всегда должно присутствовать на плате.
Переходим к восстановлению участка платы. Первым делом восстанавливаем прогнивший участок дорожки.
Алгоритм действий знаком: зачищаем острым предметом, смазываем флюсом, проходим паяльником несколько раз, прокладываем между рабочими участками дорожки проволочку в качестве мостика, припаиваем ее, отрезаем лишнее и очищаем участок ремонта.
Затем устанавливаем новый резистор.
Теперь переходим к следующему проблемному участку – резистору R735 и транзистору Q56.
Отпаиваем их. Очищаем контактные площадки.
Затем снова обращаемся к схеме.
Эта цепь отвечает за индикацию подключения адаптера питания. В запуске материнской платы данная цепь не участвует.
Резистор здесь на 1.5 кОм. Найдем новый резистор с такими характеристиками и впаяем его на место старого.
Выпаянный транзистор оказался рабочим, поэтому мы его вернем на родное подготовленное место.
После восстановления не забываем очистить место пайки.
Восстановив все видимые повреждения, пробуем подать питание на плату и посмотреть, появится ли реакция на кнопку включения.
В нашем случае реакции на кнопку запуска не появилось. В таком случае откроем последовательность запуска и смотреть, что мешает нормальному старту платы.
Ссылка на видеоинструкцию:
http://www.youtube.com/watch?v=7earGGNh5No
- < Назад
- Вперёд >
Блог — СЦ АЗБУКА НОУТБУКОВ
История залитого Lenovo IdeaPad Yoga 13
Теги: Yoga 13, залит, ремонт от залития, lenovo
Категория: Ремонт ноутбуков Lenovo
Я его немного залил и сразу же протер… Владелец многократно пытался включить ноутбук, но положительного результата не добился и обратился в сервисный центр
13.
02.2019
Подробнее
Теги: T2, macbook pro 2018, macbook air 2018
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Обновленный T2 чип отвечает и за другие функции защищает данные Touch ID и является основой для новых возможностей зашифрованного хранилища и безопасной загрузки. А его процессор сигнала изображения T2 взаимодействует с HD-камерой FaceTime, обеспечивая усовершенствованное сопоставление оттенков, улучшенную настройку экспозиции, а также автоматическую экспозицию и автоматический баланс белого на основе технологии распознавания лиц. <br>
.. он, в полном смысле этого слова, имеет доступ ко всему происходящему в Вашем macbook pro или air (и не только внутри, т.к. доступ к микрофону он тоже имеет) даже когда ноутбук выключен! — но это наши фантазии или нет? 🙂13.02.2019
Подробнее
Увеличение оперативной памяти до 16 ГБ на macbook pro A1398 2013-2015 года
Теги: A1398, увеличение памяти
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
В продолжение темы про увеличение оперативной памяти в различных моделях macbook pro и macbook air в этот раз мы будем модернизировать macbook pro A1398 late 2013. В наше распоряжение попали несколько базовых macbook в самой простой и не завидной конфигурации.
15.06.2018
Подробнее
Замена клавиатуры в новых apple macbook 2016-2017 A1706 A1707 A1708
Теги: клавиатура, бабочка
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Клавиатура macbook pro и macbook 12 A1534 теперь выполнена в виде печатной платы с микросхемами управлением подсветкой каждой клавиши и микросхемой контроллера клавиатуры, контроллер на некоторых моделях отвечает за сигнал закрытия крышки матрицы, так как на печатной плате клавиатуры установлены датчики холла, а в крышке закреплен магнит.
13.06.2018
Подробнее
Удаление MDM профиля, iCloud lock, efi password lock с любого apple MacBook — удаление любого типа блокировки с любой модели macbook
Теги: MDM profile, A1398, icloud
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Мы коротко расскажем о блокировке Вашего любимого macbook профилем MDM, а так же объясним почему это огромная головная боль и куча нервов для владельца. Расскажем как определить, что на ваш macbook установлен MDM профиль.
03.02.2018
Подробнее
Нагрелся и перестал включаться Apple MacBook Air 13″ MD760LL/A
Теги: A1466, MD760LL/A, влага
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Ремонт типовой “курортной” болезни на примере ноутбука apple macbook air 2014 года выпуска модель MD760LL/A.
Макбук в один прекрасный день сильно нагрелся и выключился, больше он уже не включился…
13.08.2017
Подробнее
Замена поломанного разъема шлейфа матрицы apple imac 27 A1312
Теги: imac, A1312, разъем матрицы
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Для моноблока apple которому уже больше 3 лет эксплуатации замена термопасты и чистка систем охлаждения, и вентиляторов от пыли — необходимая процедура. Но сегодня у нас один из пострадавших imac с оторванным разъемом матрицы и уже неудачными попытками припаять его на место, что совсем не редкость.
13.08.2017
Подробнее
Замена процессора в macbook air A1465 2015 MJVP2
Теги: A1465, замена процессора
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Ремонт неисправного ноутбука macbook air A1465 2015 MJVP2 и создание кастомной конфигурации путем замены процессора intel i5 Broadwell с 1.
6GHZ на 2.2GHZ.
12.08.2017
Подробнее
Увеличение оперативной памяти macbook air A1370 A1465
Теги: увеличение памяти, A1370, A1465
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Увеличить память в macbook air? Это возможно и мы делаем это! В этом посте мы продолжим историю увеличения памяти старенького air 2010 и расскажем, как это можно сделать на примере macbook air A1370 A1465 2011 года. Мы увеличим память с 2Gb до 4Gb.
25.07.2017
Подробнее
Ремонт imac 21′ A1418 после удара молнии
Теги: imac, A1418, молния
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
В этом посте мы постараемся кратко с фотографиями рассказать о ремонте iMac 21″ A1418 2013 года выпуска, который привезли к нам в сервис после удара молнии.
Моноблок не реагировал на нажатие кнопки включения и из него пахло гарью, а в реальности оказалось, что повреждения плат значительные, но устранимые за пару дней.
23.07.2017
Подробнее
Так не надо! Замена видеочипа и сборка системы охлаждения macbook A1286
Теги: A1286, Замена видео, Fail
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
В данной статье мы постараемся показать, как не стоит собирать систему охлаждения в macbook a1286 и чем такой ремонт может обернуться владельцу. И показать ошибки которые можно допустить при сборке системы охлаждения такого ноутбука.
12.05.2017
Подробнее
Мы ремонтируем MacBook Pro A1398 2011-2013 MC975 MC976 — проблемы с искажением или отсутствием изображения!
Теги: A1398, macbook pro, retina, видеокарта
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Ноутбуки MacBook Pro с дисплеем Retina на 15 дюймов изготовленные с середины 2012, а так же MacBook Pro с диагональю 15 и 17 дюймов, изготовленные в 2011 стали часто приносить в наш сервисный центр с двумя видами неисправностей.
10.05.2017
Подробнее
Замена шнура MagSafe и ремонт блока питания Apple
Теги: magsafe, блок питания
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Очень часто к нам в сервисный центр обращаются владельцы ноутбуков apple с жалобой, на то, что их ноутбук выключился и не включается, а так же не заряжает аккумуляторную батарею. На разъеме magsafe не горит светодиод, который является индикатором подключенной зарядки к ноутбуку Macbook. Причина проста и тривиальна — неисправен блок питания ноутбука.
11.04.2017
Подробнее
Оригинальный Magsafe 2 против китайского аналога
Теги: magsafe2, magsafe, блок питания
Категория: Ремонт ноутбуков Apple
Если у Вас поломалось оригинальное зарядное устройство Apple magsafe стоит ли покупать китайский аналог или же замена возможна только на оригинал?
10.
04.2017
Подробнее
Замена разбитой IPS матрицы в ноутбуке Lenovo Carbon X1 gen4
Теги: Замена матрицы, IPS
Категория: Ремонт ноутбуков Lenovo
Замена разбитой матрицы FULL HD (1920 х 1080) или WQHD (2560 x 1440) разрешения на новую, возможность установки матрицы WQHD разрешения вместо обычной FHD.
06.12.2016
Подробнее
Ремонт Lenovo Ideapad z580 после другого сервиса
Теги: Lenovo Z580, замена платы
Категория: Ремонт ноутбуков Lenovo
Недавно в СЦ «Азбука ноутбуков» обратился клиент с просьбой заменить материнскую плату в его ноутбуке Lenovo Ideapad z580.
Замена материнской платы осуществляется не часто, клиенту было предложенно оставить ноутбук на диагностику на два-три дня.
18.09.2016
Подробнее
Ремонт ноутбука Samsung NP530U4B отключение «битого» SSD
Теги: samsung, отключение ssd
Категория: Ремонт ноутбуков Samsung
В ноутбуке Samsung NP530U4 SSD-накопитель являлся причиной серьезного снижения быстродействия ноутбука на этапе загрузки и в процессе работы в операционной системы. Память накопителя вышла из строя из-за появления большого количества битых секторов.
Подробнее
Ремонт крышки HP ENVY m6
Теги: hp, ремонт крышки, ремонт петель
Категория: Ремонт ноутбуков HP
У ноутбуков HP ENVY m6 одно из слабых мест — это корпус и крепление петель матрицы к металлической крышке ноутбука.
Мы ремонтируем такие неисправности!
Подробнее
Ноутбук HP G62-a05er выключается от перегрева
Теги: hp, перегрев, чистка со
Категория: Ремонт ноутбуков HP
Надежный ноутбук HP Compaq G62-a05er попал к нам в сервис с перегревом. Ноутбук выключался даже при минимальных нагрузках и в простое.
Подробнее
Ремонт «девственного» HP Pavilion DV7-1232nr
Теги: hp, замена северного моста
Категория: Ремонт ноутбуков HP
Первоначальное поведение ноутбука: при нажатии на кнопку включения срабатывают индикаторы, но изображение на экране не появляется, то есть ноутбук не стартует.
Весь процесс ремонта…
Подробнее
датчиков Холла для новых MacBook Pro?
(347) 552-2258 [email protected]
JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.
- Автор темы БЖФ
- Дата начала
бжф
Участник
- #1
Кто-нибудь знает, как получить датчики Холла для моделей MacBook Pro 2016 года и новее? Я просматриваю их быстрее, чем могут обеспечить мои донорские платы.
Это чип с 3 ногами по сравнению с более старыми чипами с 5 ногами.
ДжонБ8812
Новый участник
- #2
Донорские доски — лучший способ. Я знаю, что это PITA, жаль, что они не оставили датчик такой же формы
2информатика
Администратор
- #3
Обычные платы ноутбуков имеют датчик Холла SOT23.
Если одинакового размера, должно работать.
бжф
Участник
- #4
Спасибо, это меня немного сблизило. Есть около 375 результатов на Mouser под SOT23, есть идеи, какие еще спецификации я могу ввести, чтобы сузить круг? https://www.mouser.com/Semiconducto…-Magnetic-Sensors/_/N-6giy0?P=1z0z5laZ1z0z7pt
2информатика
Администратор
- #5
Подойдет любой датчик Холла того же размера.
На всякий случай проверьте техпаспорт (если есть), чтобы подтвердить расположение контактов.
Вы также можете проверить некоторые схемы обычных плат ноутбуков, чтобы найти модель.
бжф
Участник
- #6
Привет, спасибо, эта деталь такая сложная, потому что ее нет на схеме из-за крепления с 8 шариками. Pros 2016 года и более поздние версии — единственный известный мне компьютер, в котором используется 3-контактная версия.
2informaticos
Администратор
- #7
Вы можете проверить непрерывность между этим чипом и MLB; питание, земля и сигнал.
Так легко узнать, какой штифт…
Последнее редактирование:
бжф
Участник
- #8
Конечно, отследить след не проблема. Я не говорю о проблемах с ремонтом платы, я просто пытаюсь заменить датчик и не знаю, что это такое, потому что его нет на схеме. Просто пытаюсь найти часть.
2информатика
Администратор
- #9
95% всех датчиков Холла SOT23 имеют одинаковую компоновку.
Я просто объяснил, как его найти в вашем случае, чтобы сравнить с запчастью…
бжф
Участник
- #10
спасибо, да, я израсходовал все свои доноры, так что мне просто нужно найти запас новых. к сожалению, все на Mouser выглядит слишком большим.
те, что на новых MacBook Pro, маленькие. я буду продолжать искать. Я должен быть в состоянии найти их где-нибудь в конце концов.
КС Микро Троникс
Участник
- #11
, когда вы опубликуете это здесь. У меня тоже не так много доноров новых.
бжф
Участник
- #12
Подойдет. Хотя выглядит не очень.
Я ничего не придумываю. Все на Mouser слишком большое. Те, что на новых MacBook Pro, имеют ширину всего 1,5 мм. Все, что я нахожу, это 2,8 мм.
бжф
Участник
- №13
Выкладываю это снова, если кто-нибудь нашел датчики Холла 1,5 мм для новых MacBook Pro. Все еще пытаюсь найти источник.
Вы должны войти или зарегистрироваться, чтобы ответить здесь.
Делиться:
Фейсбук Твиттер Реддит Пинтерест Тамблер WhatsApp Электронная почта Связь
Верх
Измерение положения и уровня с использованием технологии измерения на основе эффекта Холла
Измерение положения и уровня с использованием технологии измерения на основе эффекта Холла
Скачать PDF-версию
Гэри Пепка, Allegro MicroSystems, LLC
Abstract
Применение датчиков Холла (магнитного поля) в последнее время стало практичным благодаря достижениям в технологиях поддержки.
В этом документе представлена технология эффекта Холла, а затем исследуется, как она применялась, в частности, проводится различие между основными типами интегральных схем датчика Холла и диапазоном высокодифференцированных режимов работы датчиков, которые они могут поддерживать. Кроме того, в нем исследуются некоторые передовые технологии, такие как достижения в области обработки сигналов, которые сделали эту технологию намного более надежной, чем в первые дни ее существования. Это позволяет применять преимущество чрезвычайно высокой надежности бесконтактных приложений Холла в более широком диапазоне, чем когда-либо прежде.
Помимо усовершенствований вспомогательных технологий, усовершенствовались и сами устройства на эффекте Холла, что способствовало разработке комплексных решений. Эти усовершенствования включают в себя уменьшение энергопотребления и занимаемой площади, а также интеграцию функций диагностики и защиты, которые позволяют ИС датчика Холла обеспечивать расширенные функции, основанные на данных, которые становятся все более востребованными в миниатюрной портативной бытовой электронике, автомобилях и других растущих отраслях.
Введение
Благодаря большому разнообразию решений, доступных для измерения положения и уровня, проектировщики могут выбрать оптимальные технологии и пакеты для достижения своих коммерческих и инженерных целей. Из этих решений технология на эффекте Холла с применением бесконтактного магнитного считывания обеспечивает исключительную ценность и надежность. В этом примечании по применению рассматриваются преимущества технологии Холла и то, как последние разработки в этих устройствах улучшают результаты измерения положения и уровня.
Преимущества эффекта Холла
Способов определения положения и уровня может быть почти столько же, сколько приложений, требующих этих функций. Индуктивные, емкостные, механические, магниторезистивные, на эффекте Холла и оптические, и это лишь некоторые из них, являются жизнеспособными вариантами датчиков, и их список продолжает расширяться. Тем не менее, для проектировщика всегда остаются одни и те же критические элементы, которые необходимо решать и которые неизбежно связывают требования приложения с соответствующей сенсорной технологией.
Критические требования, такие как: стоимость, расстояние перемещения (эффективный рабочий воздушный зазор), разрешение, точность, а часто и стоимость — все это необходимо определить для эффективного и действенного выбора надлежащей технологии обнаружения. Конечно, построение ответов для каждого из этих элементов не всегда является простой задачей. Здесь, однако, гибкость технологии измерения на эффекте Холла является наиболее выгодной. Высокая надежность, малый размер, приемлемая себестоимость, широкий диапазон рабочего напряжения, различные варианты выходного сигнала и простота реализации позволяют использовать датчики на основе эффекта Холла практически на всех рынках.
Обзор технологии Холла
Сначала краткое руководство о том, как работает технология Холла. Проще говоря, эффект Холла, названный так в честь сэра Эдвина Холла и открытый в 1879 году, относится к измеримому напряжению на проводящем материале, например кремнии (Si) или арсениде галлия (GaAs), которое возникает, когда электрический ток протекает через проводящий материал.
на проводник действует магнитное поле (см. рисунок 1). Эта поперечная сила, создаваемая магнитным полем, известна как сила Лоренца. Следовательно, для работы устройства на эффекте Холла требуется магнитное поле.
Рис. 1. В эффекте Холла магнитный поток, перпендикулярный потоку электрического тока, приводит к измеримому напряжению.
Несмотря на то, что сегодня технология на эффекте Холла довольно распространена, она не получила широкого распространения до 1980-х годов. Это произошло потому, что потенциал напряжения на элементе Холла ничтожен и может зависеть от внешних сил, таких как температура и напряжения корпуса. Как показано на рисунке 2, в более поздних устройствах реализованы возможности усиления сигнала в дополнение к использованию встроенных методов компенсации смещения, которые позволили использовать технологию измерения на основе эффекта Холла даже в экстремальных условиях окружающей среды. например, под капотом автомобилей. Кроме того, «бесконтактная» работа ИС на эффекте Холла предоставляет пользователю почти бесконечный срок службы в отношении срабатывания и переключения.
Рисунок 2. Современные ИС датчиков Холла объединяют методы обработки и усиления сигналов для создания практичных устройств.
Варианты устройств Холла
Дальнейшее изучение элементов, требующих рассмотрения для приложения измерения положения или уровня, ИС на эффекте Холла предоставляют разработчику множество функций и вариантов, включая цифровой или аналоговый выход. Первый вариант оптимален для обнаружения дискретных положений, а второй предоставляет пользователю относительно бесконечное количество положений для большего разрешения. Некоторыми примерами приложений, требующих дискретного определения положения или уровня, являются: автомобильные селекторы переключения передач, выключатели пряжек ремней безопасности, датчики положения сидений, сотовые телефоны-раскладушки, коммутация бесщеточных двигателей постоянного тока, резервуары для жидкости стеклоочистителя и бензобаки, и это лишь некоторые из них. Благодаря высокой надежности технология на эффекте Холла используется для замены герконов и механических переключателей в этих приложениях.
Большинство переключателей на эффекте Холла имеют выходные структуры с открытым стоком и низким сопротивлением, что упрощает интерфейс для большинства микропроцессоров и другой цифровой электроники (пороговые компараторы, мультиплексоры, базовые ТТЛ-затворы и т. д.). Типично для выходов с открытым стоком, после включения выходное напряжение устройства на эффекте Холла переходит от высокого к низкому. При этом существует множество вариаций ИС на эффекте Холла для обслуживания множества приложений для измерения положения и уровня, каждое из которых имеет свои нюансы. Эти варианты включают в себя такие функции, как: потребление микромощности, независимое от магнитного полюса определение, программируемые пользователем параметры, двухпроводные устройства вывода с током, магнитное смещение для обнаружения железных целей и инвертированные выходы. Все это невозможно адекватно обсудить за один присест, и в этой статье основное внимание будет уделено стандартным устройствам: их эксплуатации и применению.
Характеристики стандартного устройства Холла
Существует три распространенных варианта ИС стандартных цифровых датчиков положения и уровня: униполярные, фиксирующие и биполярные. У однополярных переключателей срабатывание вызывается магнитным полем достаточной силы, чтобы включить устройство. Обычно B южный (B указывает плотность магнитного потока) должен быть больше, чем точка срабатывания магнитного поля B OP устройства, чтобы включить эти устройства. Как только магнитное поле уменьшится ниже точки магнитного срабатывания, B RP , устройства эти устройства возвращаются в состояние «выключено».
Блокирующие устройства включаются аналогично однополюсным выключателям. Однако фиксирующие устройства могут быть выключены (разблокированы) только тогда, когда устройство увидит достаточную напряженность магнитного поля противоположной полярности, B север .
Биполярные переключатели аналогичны фиксирующим устройствам в том смысле, что они используют противоположные магнитные полярности для включения и выключения.
Но из-за высокой чувствительности этих устройств нельзя гарантировать их работу в качестве защелки. В некоторых случаях биполярные переключатели могут иметь точки переключения (B OP и B RP ), благодаря которым они работают как стандартный однополярный переключатель или даже как отрицательный переключатель (переключение только при наличии достаточной северной магнитной полярности).
Приложения с низким разрешением
Отличным примером приложения, использующего дискретное определение положения, является селектор переключения передач в автомобиле. В селекторах переключения передач обычно всего пять отдельных положений (Парковка, Задний ход, Нейтраль, Движение и Низкая). Когда однополюсный переключатель расположен в каждом отдельном положении (P, R, N, D и L), каждый переключатель включается только тогда, когда магнит в переключателе перемещается непосредственно рядом с переключателем, как показано на рисунке 3. 9.0005
Рис. 3. Устройства Холла можно использовать в качестве бесконтактных переключателей, согласовывать 1-к-1 с измеренными положениями или группировать для обеспечения дополнительных положений считывания посредством анализа магнитных перекрестных помех с использованием нескольких устройств.
Если проектировщику потребуются дополнительные места, расстояние между устройствами можно уменьшить, чтобы создать «перекрестные помехи» между устройствами. Таким образом получают дополнительные положения, когда магнит находится достаточно близко к двум устройствам, так что они оба включены, тем самым увеличивая количество положений, например, с пяти до девяти. Простые двоично-десятичные системы (BCD) или более сложные системы, такие как код Грея или Densely Packed Decimal (DPD), могут использоваться для декодирования логики и получения позиционной информации.
Подобным образом эту тактику можно использовать для определения уровня жидкости в резервуаре с помощью поплавкового устройства с магнитом внутри, как показано на рис. 4. Поскольку магнит плавает вверх и вниз в зависимости от изменения уровня жидкости, дискретные уровни определяются тем, какой датчик IC находится во включенном состоянии.
Рис. 4. Датчик уровня жидкости в баке; сферический поплавок с кнопочным магнитом внутри перемещается по поверхности жидкости, а устройства Холла и проводка полностью изолированы в отдельной камере.
Применения с высоким разрешением
На примере селектора переключения передач очень быстро видно, что дискретное определение положения или уровня является идеальным, когда требуется только несколько положений. Этот метод добавления устройства для каждой позиции очень быстро становится непомерно дорогим и сложным в пространственном отношении, когда приложение требует более высокого разрешения.
Введите линейное устройство Холла с аналоговым выходом. Подобно цифровым переключателям, линейные переключатели имеют множество функций; например, логометрические выходы, возможность программирования пользователем, цифровые выходы (например, ШИМ) и однонаправленное или двунаправленное считывание. Как и в предыдущем описании устройств для дискретных позиций или уровней, это обсуждение будет сосредоточено только на стандартных интегральных схемах линейных датчиков Холла: их способах работы и применении.
Большинство стандартных ИС линейных датчиков Холла имеют логометрические выходы (0,5 × V DD ), которые реагируют пропорционально напряженности магнитного поля.
Для этих устройств обычно требуется регулируемый источник питания 5,0 В, а QVO (выход напряжения покоя, V OUT(Q) ) составляет 2,5 В при отсутствии значительного магнитного поля (см. рис. 5). Выходное напряжение увеличивается при восприятии возрастающего магнитного поля от южного полюса магнита, приближаясь к 5,0 В. И наоборот, выходное напряжение будет уменьшаться при восприятии возрастающего магнитного поля от северного полюса магнита, приближаясь к 0 В.
Рисунок 5. Линейные устройства на эффекте Холла реагируют во всем диапазоне измеряемого магнитного потока, выдавая логометрический аналоговый сигнал.
Существуют две распространенные конфигурации для приложений линейных устройств, которые составляют основу большинства конструкций. Эти методы называются скользящим и лобовым.
Конфигурации Slide-by
В стандартном приложении Slide-by магнит перемещается по поверхности упаковки, так что элемент Холла воспринимает один или оба магнитных полюса, как показано на рис.
6. Фактически может быть три положения. при котором выходное напряжение равно нулю: (а) до того, как магнит окажется достаточно близко, чтобы поле могло быть воспринято устройством, (б) когда пересечение нуля (B = 0) между полюсами непосредственно примыкает к элементу Холла, и (c) после того, как магнит прошел мимо устройства достаточно далеко, чтобы на элементе больше не обнаруживалось достаточного поля. Фактически изменение выходного напряжения составляет от 2,5 до 0 В (при условии, что V DD составляет 5 В), когда северный полюс магнитного поля проходит через лицевую сторону упаковки, и от 2,5 до 5,0 В, когда южный полюс проходит через лицевую сторону упаковки. Обычно это называют двунаправленным зондированием.
Рис. 6. Конфигурация приложения Slide-by и кривая отклика, показывающая отдельные узлы для пиков на северном полюсе и на южном полюсе.
Конечно, также можно обнаружить изменение только одного полюса устройства, хотя это может ограничить доступный диапазон.
В этом случае изменение выходного сигнала, известное как однонаправленное считывание, ограничивается всего 2,5 В для стандартных линейных датчиков. Чтобы получить полный диапазон работы, нужно было бы использовать программируемую пользователем линейку с этой функцией. Изменение выходного напряжения микросхемы на эффекте Холла по мере изменения поля на поверхности можно затем использовать для определения относительного положения движущегося магнита. Затем можно использовать аналого-цифровой преобразователь на стандартном микропроцессоре и простую справочную таблицу для передачи фактического положения. В этой ситуации разрешение (количество позиций, которые могут быть обнаружены) зависит от разрешающей способности аналого-цифрового преобразователя, но аналоговый сигнал обеспечивает относительно бесконечное количество позиций.
Примером приложения, в котором может использоваться датчик скольжения, является положение клапана, показанное на рисунке 7. В этом приложении магнит часто представляет собой двухполюсный кольцевой магнит, который вращается перед (скользит по поверхности) датчика Холла.
пакет эффектов. Когда противоположные магнитные поля проходят перед элементом, выходное напряжение изменяется пропорционально изменению напряженности поля. С помощью точного измерения положение клапана можно контролировать, чтобы более точно определять поток вещества через носитель.
Рис. 7. Определение положения клапана — это проверенное приложение для конфигураций Холла IC со скользящим движением.
Конфигурации лобового обзора
Определение положения лобового обзора очень похоже на однонаправленное определение положения скользящим движением. По сути, линейная холловская ИС различает изменение напряженности магнитного поля только для одного магнитного полюса, который может иметь как северную, так и южную полярность. Схема обнаружения проста. По мере приближения магнита к устройству поле, обнаруживаемое интегральной схемой, увеличивается, а напряженность поля уменьшается по мере удаления магнита, как показано на рис. 8. 9.0005
Рис.
8. Конфигурация прямого приложения и кривая отклика, показывающая монотонную характеристику независимо от ориентации полюса.
Определение высоты платформы на беговой дорожке хорошо иллюстрирует использование метода лобового измерения. Когда высота настила изменяется для изменения уклона бегунка, для определения смещения настила можно использовать линейную интегральную схему Холла. Обычно магнит прикрепляют к самой деке, а датчик в сборе остается неподвижным. По мере того, как бегунок увеличивает или уменьшает уклон платформы, датчик IC обеспечивает обратную связь с модулем управления относительно относительного смещения посредством изменения напряженности поля, засвидетельствованного элементом Холла.
Определение технических характеристик поля
Как и в случае с любой технологией, при разработке приложения с использованием ИС датчика Холла необходимо учитывать некоторые особенности. Тщательный выбор магнита имеет первостепенное значение, включая форму и размещение, как показано на рисунке 9.
Напряженность магнитного поля экспоненциально уменьшается с расстоянием. Кроме того, магниты имеют температурные коэффициенты, которые необходимо учитывать.
Рисунок 9. Эта модель изображает изменение напряженности поля для магнита-кнопки (аналогично тому, что используется для рисунка 10). Стрелки представляют линии магнитного потока. Чем ближе линии к магниту, тем сильнее напряженность поля.
Таким образом, для дискретного определения положения рекомендуется всегда определять эффективный воздушный зазор от лицевой стороны упаковки до магнита в требуемом положении переключения, а затем определять максимальную и минимальную напряженность поля в пределах номинального значения. температурный диапазон на таком расстоянии. Затем это значение следует сравнить с максимальной номинальной рабочей точкой переключения для каждого альтернативного устройства.
Диаграмма и формула для оценки ухудшения поля из-за эффективного воздушного зазора представлены на рисунке 10.
Это изменение можно рассчитать по следующей формуле:
где:
- Br = остаточная магнитная индуктивность материала, Гс,
- L = длина магнита в мм,
- X = Расстояние между поверхностью магнита и устройством в мм и
- R = Радиус магнита в мм.
Диаграмма отражает типичные результаты для кнопочного магнита, аналогичного магниту, использованному на рис. 9, состоящего из NdFe, с номиналом 30 МОЭ (эрстед; 1 Э = 100 микротесла, микроТл), с радиусом 2 мм и 1 мм. толщина.
Хорошее эмпирическое правило для проектировщика состоит в том, чтобы убедиться, что в требуемом положении для переключения устройства напряженность поля по крайней мере на 10 % больше, чем требуется для максимальной номинальной точки переключения. Например, если требуется, чтобы однополярный выключатель с В ОП (макс.) 50 Гс включался на определенном расстоянии, то напряженность поля на этом расстоянии должна быть не менее 55 Гс при любых условиях.
Разработка линейных приложений
В отличие от цифровых переключателей на эффекте Холла, для срабатывания которых требуется только определенная сила и полярность поля, для достижения удовлетворительных результатов линейным устройствам требуется немного больше спецификаций приложения. Коэффициент усиления линейной ИС определяет разрешение на заданном расстоянии. Поэтому независимо от того, является ли приложение скользящим или лобовым, необходимо выбрать соответствующее усиление.
Для этого должны быть установлены две известные конечные точки и требуемое разрешение (количество точек данных). Ниже приведен краткий пример определения соответствующего коэффициента усиления.
Если предположить, что требования к приложению соответствуют показанным на рис. 11, используемый линейный диапазон будет составлять 3 В. Полный диапазон при перемещении магнита по устройству будет составлять 200 Гс (Гаусс; 10 Гс = 1 миллитесла, мТл) . Разделив изменение выходного напряжения V OUT на изменение приложенного поля Bapplied, можно получить соответствующий коэффициент усиления линейного устройства Холла для данного приложения.
Для большей ясности приведем уравнения и результаты для этого примера. Общее уравнение:
Усиление (мВ/G) = V OUT (мВ) / B применено (G) .
Чтобы использовать пример данных, сначала преобразуйте V OUT из В в мВ.
Тогда:
В ВЫХ = В – В ВЫХ1
= 4000 мВ – 1000 мВ
= 3000 мВ (полный линейный диапазон),
и
B применяется (G) = B макс. – B мин.
= 100 G – (–100 G) = 200 G. отрицательные значения для B обозначают северную полярность.
Подставив их в общее уравнение:
Усиление (мВ/Гс) = 3000 мВ/200 Гс
= 15 мВ/Гс .
Конечно, в реальных приложениях передаточные функции не являются идеально линейными, и в системе может быть неотъемлемое смещение. По этой причине необходимо дополнительно учитывать точность, требуемую приложением, а также разрешающую способность аналого-цифрового преобразователя или аналогичного устройства, которое должно считывать выходной сигнал, и температурный коэффициент магнита.
В этих ситуациях полезно учитывать:
- Изменение выходного напряжения покоя в зависимости от температуры, В OUT(Q) (TA),
- Изменение чувствительности (усиления) в зависимости от температуры, В sens(Q) (TA) и
- Линейность устройства в заданном диапазоне напряженности магнитного поля.
ИС с линейным эффектом Холла могут иметь обратное смещение с помощью магнитного поля для обнаружения железных целей. Например, датчики на основе интегральных схем Холла широко используются в автомобильной промышленности для точного определения положения кулачков и скорости коленчатых валов в двигателях, чтобы улучшить синхронизацию и тем самым обеспечить более эффективное потребление топлива. Широкая полоса пропускания многих линейных преобразователей на эффекте Холла позволяет использовать их для определения изменений тока в преобразователях постоянного тока и системах управления батареями в гибридных автомобилях.
Резюме
Очевидно, что это упрощенные примеры приложений, в которых может использоваться датчик Холла, и очень сжатые описания возможностей и функций, предлагаемых этой технологией.
Другими интересными примерами важных опций технологии Холла являются:
- Токовые выходы двухпроводных устройств идеально подходят для критических с точки зрения безопасности приложений, таких как датчики положения сидений и пряжек ремней безопасности. Это связано с тем, что эти устройства выводят два различных уровня тока, чтобы указать состояния включения и выключения. Любой выходной сигнал, который отклоняется от этих уровней, является неисправностью, предоставляя пользователю встроенную диагностику.
- Чрезвычайно низкое потребление тока (<5 Вт) позволяет использовать ИС на эффекте Холла в датчиках разомкнутой/замкнутой цепи. Это особенно ценно в приложениях с батарейным питанием, которые чувствительны к потере питания, например: мобильные телефоны-раскладушки, портативные компьютеры и пейджеры.
- Гибкость этих интегральных схем датчиков дополнительно повышается за счет различных вариантов упаковки. Некоторые корпуса с микровыводами (MLP, также известные как безвыводные корпуса DFN или QFN) имеют размеры всего 2,0 × 2,0 × 0,5 мм, в то время как другие достаточно велики, чтобы включать самариево-кобальтовый магнит для обратного смещения ИС.
