ДАТЧИКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (ДАТЧИКИ ХОЛЛА)

     Компоненты используются для определения наличия магнитного поля (TLE…, К1116КП1) или преобразования величины магнитного поля в напряжение для последующей обработки (AD…).
     Отдельно стоит отметить датчик TLE4942 — данный датчик является дифференциальным (двухканальным) и может самостоятельно определять направление приращения магнитного поля (т.е. — ). Нулевым положением датчика считается положение, когда силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно плоскости корпуса датчика.
     Датчики могут работать как в только положительных магнитных полях (униполярные датчики) так и в положительных и отрицательных полях (биполярные датчики). Микросхемы серии TLE имеют в своем составе триггер Шмитта (выход — открытый коллектор), управляемый встроенным датчиком Холла; у серии AD выходным элементом является операционный усилитель, изменяя коэффициент усиления которого, можно линейно управлять размахом выходного напряжения. Отличительной чертой предлагаемых датчиков является большой диапазон рабочих температур.

Наименование	Тип	Uпит., В	Iпотр.тип., мА	Iвых.макс., мА	Магнитная индукция* включения мин., мТл	Магнитная индукция* выключения макс., мТл	Траб.,°С	Корпус
AD22151YR**	Биполярный	4,5…6,0	6	1	—	—	-40…+150	SO8
TLE4905L, …G	Униполярный	3,8…24	4	100	7,5	17	-40…+150	SIP3, SOT89
TLE4935L, …G	Биполярный	3,8…24	4	100	10	-10	-40…+150	SIP3, SOT89
TLE4945L	Биполярный	3,8…24	4	100	-6	6	-40…+150	SIP3
TLE4942	Дифференц.	4,5…20	14	—	—	—	-40…+150	PSSO2-1
К1116КП1	Униполярный	5	5	25	80	20	-10…+70	1103Ю.5-1
К1116КП2	Униполярный	5	6	25	25	110	-10…+70	1103Ю.5-1
К1116КП3	Униполярный	6…16	13	25	55	10	-45…+125	1103Ю.3-1
К1116КП4	Биполярный	6…12	7,5	25	30	-30	-10…+70	1103Ю. 3-1
К1116КП6	Униполярный	5	3	30	80	20	-60…+85	1103Ю.5-1
К1116КП7	Биполярный	20…35	9	25	30	-30	-60…+125	—
К1116КП8	Биполярный	5	6	25	30	-30	-60…+125	110.5-1
К1116КП9	Униполярный	5	10	20	35	10	-10…+70	—
К1116КП10	Униполярный	5	6	20	40	10	-10…+70	—
К1116КП11	Биполярный	4,5…12	6	25	13	-43	-10…+70	—

    *Указано для рабочей температуры 25°С
    **Чувствительность 0,4 мВ/Гаусс

• Наименование

  К продаже

  Цена от

К продаже:

7 039 шт.

Цена от:

82,52₽

К продаже:

958 шт.

Цена от:

107,08₽

К продаже:

349 шт.

Цена от:

95,08₽

К продаже:

320 шт.

Цена от:

14,59₽

Что такое датчики Холла, и для чего они нужны в электровелосипедах

Датчик Холла представляет собой датчик магнитного поля. Свое название он получил благодаря принципу своей работы – эффекту Холла.
В 1879 году Эффект Холла был открыт Эдвином Холлом в тонких пластинах золота. Эффект заключается в формировании поперечной разности потенциалов в проводнике с током, помещенным в магнитное поле. Изобретение было впервые использовано в лабораториях для изготовления датчиков измерения тока или интенсивности магнитных полей, поскольку приборы для измерения этих параметров были очень дорогими и довольно габаритными. Однако практичное применение

данный эффект нашел только недавно, когда уже стали доступными полупроводниковые технологии, которые позволяли создавать недорогие твердотельные датчики. Датчики Холла используются в системах, где возможна трансформация контролируемой величины в изменение магнитного поля, которое можно проверить датчиком Холла. К этим величинам можно отнести переменный/постоянный ток, давление, напряжение, вибрация скорость и т.д. Эффект Холла подходит для построения датчиков положения, которые применяются в транспорте, включительно и электрическом.

В большинстве случаев датчики Холла представляют собой небольшой прибор с тремя выводами: одним аналоговым или цифровым выводом и двумя выводами питания.

Поскольку выходной сигнал датчиков Холла пропорционнален индукции магнитного поля, а не скорости его изменения, это создает их серьезное преимущество сравнительно с аналогичными по своему назначению индуктивными датчиками.

В зависимости от вида передаточной функции датчики Холла бывают линейными (аналоговыми) и цифровыми. Аналоговые датчики преобразуют индукцию магнитного поля в напряжении, знак и величина которого зависят от полярности и силы поля. Цифровые датчики работают как управляемые магнитным полем коммутаторы, которые активизируют свой выход при одном его уровне и отключают при другом.

По реакциям на магнитное поле датчики Холла разделяются на биполярные, однополярные и униполярные. Биполярные датчики Холла, какими являются и датчики SS41, применяемые в велосипедных мотор-колесах, реагируют на смену знака магнитного поля, активизируясь при положительном знаке и отключаясь при отрицательном. Униполярные датчики измеряют поля только одной полярности, как правило положительной, а однополярные датчики – любой полярности.

Датчики могут отличатся между собой за техникой выходного каскада. Она может быть однотактной, когда выходной ток протекает только в одном направлении), двухтактной – выходной ток может протекать в любом из направлений.

Магнитное поле формируется постоянными магнитами или же электромагнитами, при этом изменение напряженности поля достигается благодаря перемещению магнита, изменения тока электромагнита, внесения магнитного материала между датчиком и магнитом.

Основными преимуществами датчиков является их быстродействие (до 100 кГц) и отсутствие механических движущихся частей. Датчики Холла используются там, где необходимы высокая точность данных. Они очень надежны и довольно долговечны. Для точного повторения параметров датчиков одной серии в процессе производства используется лазерная копирование элементов схем, что позволяет получать идентичные параметры при каждом последующем выпуске партии датчиков и, соответственно, производить их замену в случае выхода из строя без последующих подстроек.

Датчики Холла идеальны для построения импульсных датчиков скорости и дискретных датчиков положения в устройствах промышленного или же бытового назначении. Датчики Холла получили широкое распространение также и в электродвигателях. В электрических велосипедах датчики Холла исполняют функцию контроля частоты вращения мотор-колеса, отслеживания положения ротора, контроля напряжения электрического тока, а также используются в качестве фиксаторов угла поворота движущейся части ручки акселератора. Магнитная система обеспечивает изменение выходного напряжения.

В ручку акселератора электрического велосипеда встроен один датчик Холла SS49Е, а в мотор-колесе используются три цифровых (пороговых) датчика одного типа — SS41.

SS41 – цифровой биполярный датчик положения с логическим выходом. SS49Е – линейный датчик магнитного пола (датчик положения). Датчики серии SS41 и SS49Е выполнены с использованием миниатюрных корпусов размером всего лишь 4х3х1,5 мм.

Датчик SS49Е имеет параметричный линейный выход. Линейный датчик SS49Е характеризуется высокой нагрузочной способностью, линейной характеристикой преобразования в рабочем диапазоне магнитных полей, довольно широким диапазоном рабочих температур и питающих напряжений, долговременной стабильностью параметров и малым током потребления. Его подключение очень простое – подал питание, снял сигнал. Питание датчикам серии SS41 и SS49Е необходимо биполярное, тогда на южный полюс магнита датчики будет реагировать положительным уровнем на выходе, на северный полюс – отрицательным, на отсутствие поля – нулевым.

Питание датчики SS41 и SS49Е принимают в довольно широком диапазоне. Для SS41 характерны показатели от 4,5 до 24 V , а для SS49Е – от 2,7 до 6,5V.

Три датчика SS41, которые закрепляются в пазах статора двигателя и выступают в роли датчика положения ротора (ДПР), обеспечивая доступ данной цифровой информации к контроллеру. Воспринимая информацию от датчиков Холла о положении ротора, контроллер подает импульсы напряжения на обмотки статора, тем самым обеспечивая его вращение. При повороте ручки акселератора датчик Холла формирует управляющий сигнал для контроллера, на основании которого в последующем обеспечивается движение мотор-колеса с определенной частотой.

Датчики в мотор-клесах последовательно и четко срабатывают – как только один выключается, включается другой. Между сменой полярности на одном датчике, ровно 1/6 периода до переключения другого.

Датчики SS41, SS49Е имеют защиту от неправильного подключения.
К сожалению, датчики Холла могут выходить из строя в случае резких перепадов электрического напряжения, механических повреждений, перегрева электродвигателя, попадание воды внутрь ручки акселератора или мотор колеса, вследствие нарушения герметичности их корпуса. Выход из строя датчиков Холла — одна из главных причин возможной поломки мотор-колеса или ручки газа. Определить вышли ли из строя датчики Холла можно воспользовавшись вольтметром.

Как правило, при выходе из строя даже одного из трех датчиков мотор-колесо перестает вращаться при включении электропитания, и просто подергивается на месте. Для устранения поломки неисправный датчик нужно заменить.

Характеристики датчиков Холла, применяемых в электрических велосипедах

Наименование датчиков, сфера применение	Передаточная функция	Напряжение питания, V	Потребляемый ток, мА	Направление выходного тока	Макси-мальный выходной ток, мА	Рабочий температурный диапазон
Серия SS41, мотор-колесо	Цифровая биполярная	4,5…24	15	втекающий	20	-40…150
Серия SS49Е, ручка газа	Линейная	2,7…6,5	10	вытекающий	1	-40…100

Купить датчики Холла можете в нашем интернет-магазине: SS41, SS49.

Линейные датчики — Infineon Technologies

Обзор

Высокоточное определение углового и линейного положения в автомобилестроении и промышленности

Магнитные датчики линейного положения

— это программируемые аналоговые или цифровые датчики для высокоточного определения углового и линейного положения в автомобильной и промышленной сфере. Они используются для определения положения вращающегося или линейного объекта, такого как вал или поршень. Измерение положения линейным датчиком Холла может быть как абсолютным, так и инкрементным. Абсолютные линейные датчики обеспечивают выходной сигнал, соответствующий абсолютному положению измеряемого объекта, в то время как инкрементальные линейные датчики обеспечивают выходной сигнал, соответствующий скорости и направлению движения измеряемого объекта.

Линейные датчики доступны в различных конфигурациях, таких как датчики на эффекте Холла, магнитострикционные, оптические, индуктивные, емкостные и резистивные. В автомобильных приложениях датчики с линейным эффектом Холла используются в приложениях с электронным усилителем рулевого управления (ESP) или, например, для определения положения дроссельной заслонки, сцепления или тормозов. В промышленности они используются для определения положения конвейерных лент, цилиндров, шестерен и других движущихся объектов.

Для получения дополнительной информации о линейке магнитных датчиков линейного перемещения Infineon и о том, как их можно использовать в вашем приложении, свяжитесь с нами сегодня или воспользуйтесь нашим интерактивным инструментом выбора датчика, чтобы найти датчик, наиболее подходящий для вашей конструкции.

 

Ассортимент линейных датчиков Infineon

Ассортимент линейных магнитных датчиков XENSIV™ от Infineon предлагает широкий спектр решений для различных автомобильных и промышленных приложений, включая высокочувствительные линейные датчики Холла со встроенной обработкой сигналов для бесконтактного определения положения.

Имеются все средства для удовлетворения самых современных стандартов функциональной безопасности на системном уровне с нашими новейшими линейными датчиками Холла TLE4999 Infineon XENSIV™. Разработанные, произведенные и сертифицированные в строгом соответствии со стандартами ISO 26262, эти датчики сочетают в себе два чувствительных элемента на одной и той же монолитной кремниевой конструкции, обеспечивая высокую избыточность на одном кристалле. ИС линейного датчика Холла содержит два отдельных компонента датчика Холла («основной» и «вспомогательный»). Проверка правдоподобия помогает достичь высокого охвата диагностикой систем функциональной безопасности премиум-класса, соответствующих требованиям ASIL D.

Семейство линейных интегральных схем Холла TLE499x компании Infineon идеально подходит для требовательных приложений определения углового и линейного положения и измерения тока. Мы разработали наши датчики для измерения вертикальной составляющей магнитного поля и генерации сигнала, прямо ей пропорционального. Для идеального соответствия различным приложениям датчик имеет программируемую обработку сигнала, такую ​​как фиксация, фильтрация нижних частот или регулировка усиления. Наше портфолио включает три различных варианта интерфейса: PWM, SENT и SPC.

Когда дело доходит до измерения крутящего момента с помощью датчиков крутящего момента рулевого управления, серия высокоточных линейных датчиков Холла Infineon TLE499x предназначена для таких применений. Эти линейные датчики на эффекте Холла также поддерживают PWM, SENT, SPC или логометрический аналоговый выход, чтобы максимизировать совместимость с различными конструкциями электронных блоков управления (ECU). Также предлагаются пакеты с выводами с одним датчиком, а также пакеты с двумя или одним датчиком.

 

Линейные датчики на эффекте Холла

В дополнение к соответствующей электронной схеме линейный датчик обычно состоит из чувствительного элемента, такого как магниторезистивный элемент или устройство на эффекте Холла. Infineon использует технологию датчиков Холла для всех линейных датчиков, обеспечивая неизменно высокие характеристики считывания с исключительной точностью.

Линейный датчик положения на эффекте Холла представляет собой полупроводниковое устройство, вырабатывающее напряжение, пропорциональное приложенному магнитному полю. При помещении в магнитное поле устройство генерирует небольшое напряжение на своих клеммах. Величина генерируемого напряжения зависит от силы магнитного поля и свойств материала, из которого изготовлено устройство. Датчик на эффекте Холла можно использовать для измерения как статических, так и нестатических (или меняющихся) магнитных полей. Статические магнитные поля генерируются постоянными магнитами, а нестатические магнитные поля генерируются движущимися электрическими зарядами.

Линейные датчики положения на эффекте Холла обладают многими преимуществами по сравнению с датчиками положения других типов, в том числе:

• высокая точность
• высокое разрешение
• без истирания
• широкий диапазон рабочих температур
• устойчивость к помехам EMI/RFI
• устойчивость к агрессивным средам
• низкая стоимость

Высокая точность делает их идеальными для приложений, где требуются точные измерения. Эти датчики могут обеспечивать надежные измерения с очень коротким временем отклика даже в быстро меняющихся условиях.

Применение линейных датчиков

Применение в автомобилестроении

Линейные датчики играют важную роль в различных автомобильных приложениях. Одним из распространенных применений является измерение положения органов управления дроссельной заслонкой и педалью, а затем передача данных в ЭБУ для определения количества впрыскиваемого топлива. Другие приложения включают использование в системах автоматической трансмиссии, таких как обнаружение переключения передач, определение положения педали сцепления и определение тормоза. В системах автомобильной подвески магнитные линейные датчики используются для измерения хода амортизаторов, чтобы отрегулировать демпфирование для автоматической регулировки фар.

Промышленное и бытовое применение

Линейные датчики магнитного поля также используются в широком спектре приложений для определения положения и движения как производителями, так и потребителями. Промышленные производители используют линейные датчики для измерения положения объектов на сборочных линиях и автоматизированном оборудовании. Потребительские приложения включают использование этих датчиков в таких устройствах, как принтеры, копировальные аппараты, 3D-сканеры, джойстики и другие высокоточные приложения.

Скачать документы галереи

Продукты

Детали

Инновационная двухсенсорная технология, устанавливаемая в стопку, с соединительными проводами, вид сбоку

Решения с двумя датчиками с двумя резервными датчиками вместо одного

Благодаря использованию инновационной технологии монтажа в стек, устройства семейства угловых датчиков объединяют два независимых датчика в стандартных и компактных корпусах TDSO толщиной всего около 1 мм. Он имеет ту же ширину и длину, что и обычный пакет с одним датчиком. По сравнению с обычным подходом размещения датчиков бок о бок преимущества размещения сверху вниз включают более однородное магнитное поле над чувствительными элементами и значительно меньшую занимаемую площадь. Это экономит драгоценное пространство и сокращает расходы в критических с точки зрения безопасности приложениях, поскольку недорогой ферритовый магнит может обеспечить достаточное магнитное поле для датчиков.

 

Документы

Поддержка дизайна

Видео

Партнеры

Продуктивный программатор @ eHitex

SPEED FLASH-TLE4998x

Программатор ED FLASH
SPEED FLASH — проверенный универсальный программатор производства. Система была разработана таким образом, чтобы ее можно было легко настроить для программирования различных целей. В зависимости от требований к программируемому датчику или микроконтроллеру можно использовать широкий спектр методов сопряжения с различными целями.

 

Продуктивный программист @ CGS

ISCM-SENT Infineon TLE4998x

Модуль CompactRIO ISCM-SENT (Infineon), разработанный CGS, может последовательно калибровать до 2 датчиков Infineon TLE4998x с 2 каналами каждый. Кроме того, модуль может считывать сигналы SENT параллельно по 4 каналам.

Обучение

XENSIV™ — магнитные датчики положения Infineon

• Знать основные технологии, используемые для определения положения
• Определите варианты использования в автомобильной промышленности, где могут применяться продукты Infineon XENSIV™

Инструменты для магнитных датчиков положения

• Узнайте об инструментах Infineon для магнитных датчиков положения
• Определите инструменты, которые помогут вам проверить, подходит ли линейка магнитных датчиков положения Infineon XENSIV ^TM для ваших систем

Преимущества сенсорной коммутации двигателя в электроинструментах

• Подчеркните тот факт, что многие датчики ATV SC могут использоваться в электроинструментах.
• Объясните преимущества использования датчиков для коммутации двигателя в электроинструменте.

Приложения

Быстрый искатель

Добро пожаловать в наш новый интерактивный инструмент выбора датчика, разработанный для того, чтобы максимально быстро и без усилий подобрать для вас наиболее подходящий вариант. Просто выберите общую отрасль (автомобильную или промышленную/потребительскую) и детализируйте приложения, пока не найдете нужный вариант использования. Инструмент выбора подскажет, какой датчик Infineon XENSIV™ лучше всего подходит для вашего проекта. Это не может быть проще.

Применение

• Определение линейного и углового положения
• Определение положения педали и дроссельной заслонки
• Измерение крутящего момента на рулевом колесе
• Регулировка уровня фар
• Датчик сильного тока
• Положение сиденья и обнаружение присутствия человека
• Регулятор подвески
• Обнаружение положений рычага переключения передач/рычага
• Определение уровня жидкости в топливных баках
• Измерение тока напр. для управления батареями

Поддержка

Контакт

Могут ли датчики Холла остановить дрейф навсегда?

С новыми ручными консолями или контроллерами периферийных устройств всегда возникает один и тот же вопрос: «Будет ли дрейфовать»? Но если стик-дрифт настолько повсеместен, почему мы не решили его раз и навсегда — или уже решили ? Давайте прогуляемся по переулку памяти, вернемся в 90-е. Это 1990-х годов для тех из вас, кто читает из 2100 года.0003

Sega представила датчики защиты от дрейфа в 1994 году

Те из вас, кто здесь, в 2022 году, возможно, все еще помнят Sega Saturn. Обшарпанная игровая консоль 1994/95 годов выпуска, призванная конкурировать с Sony PlayStation (да, с оригинальной PlayStation ). И еще меньшему количеству из вас, возможно, нравилась игра Nights into Dreams на Sega Saturn — игра, поставляемая в комплекте с революционным контроллером, получившим название Saturn 3D Controller.

Этот специальный контроллер был основой для стандартного контроллера Sega Dreamcast, когда он был выпущен в 1998 в Японии (годом позже в большинстве других стран). Особенностью этих контроллеров было не только наличие джойстика в качестве альтернативного метода ввода D-pad, но и использование технологии под названием «датчики эффекта Холла».

Датчики в контроллере зафиксировали движение пусковых кнопок, а также положение джойстика. В то время инженеры знали, что датчики на эффекте Холла не так подвержены износу, как стандартные потенциометры. Как мы объясняли ранее, потенциометр опирается на скользящую часть контроллера по датчику, чтобы считывать сопротивление для измерения положения. Чем больше перемещается стеклоочиститель, тем менее надежной становится центральная точка. С эффектом Холла и магией магнетизма нет физического контакта между кнопкой и датчиком.

Контроллер Sega Dreamcast и GuliKit King Kong 2 Pro рядом друг с другом

Вернемся к 2022 году: эта технология все еще не является стандартной технологией контроллера — по крайней мере, не на модуле джойстика. Большинство современных контроллеров используют эту технологию эффекта Холла, но только для чтения триггерных кнопок.

До сих пор.

Есть еще один контроллер с джойстиком, работающим на магии: GuliKit King Kong 2 Pro.

Так что еще мы можем сделать, кроме как разобрать его рядом с контроллером Dreamcast, чтобы посмотреть, что изменилось за эти 25 с лишним лет?

Контроллер Sega Dreamcast против GuliKit King Kong 2 Pro

Технология аккумуляторов прошла долгий путь со времен этого контроллера Dreamcast, но King Kong 2 Pro определенно имеет некоторые сходства, оба имеют простые винты с крестообразным шлицем на внешней стороне — при условии, что Dreamcast умеренно утопленный.

Удобные для ремонта винты с крестообразным шлицемТехнология эффекта Холла в контроллере GuliKitКонтроллер эффекта Холла 30-летняя задача

Оказывается, 30 лет мало что изменили. Четыре датчика Холла Sega установлены в виде звезды (зеленая доска), а два датчика в King Kong 2 Pro находятся рядом с джойстиком (черная доска). Вы можете думаю, вы узнаете синие компоненты, установленные на палочке GuliKit, но хотя они находятся в корпусах, очень похожих на потенциометры, это магниты!

Что делает датчики Холла устойчивыми к дрейфу?

Теперь, когда мы увидели, как развивалась технология (или не развивалась ) в последние годы, пришло время взглянуть на технологию и раскрыть тайну этих волшебных датчиков Холла и посмотреть, как все работает на самом деле. Посмотрите видео с подробным объяснением датчика Холла ниже, чтобы получить подробный (мы говорим о показаниях мультиметра в реальном времени) обзор системы GuliKit.

Если вы ищете учебное издание, давайте разобьем это объяснение эффекта Холла на маркированный список:

Эффект Холла на электрический ток в магнитном поле через силу Лоренца.

• Во-первых, вам нужно, чтобы несколько электронов двигались из одной точки в другую по проводнику — это создает электрический ток «I».
• Нам и нужно магнитное поле «В», которое создается (барабанная дробь) буквально любым магнитом.
• Теперь, когда мы объединяем эти два фактора и получаем, что магнитное поле взаимодействует с электрическим током, электроны испытывают нечто, называемое силой Лоренца «F».

Эта сила создает «дисбаланс» положительных и отрицательных зарядов в проводнике, который определяется как напряжение Холла «U _H ». Это напряжение изменяется в зависимости от того, насколько магнитное поле мешает (насколько далеко находится магнит), и его можно измерить.

Объедините это с двумя датчиками по двум осям, и вы получите данные о положении рукояти без какого-либо износа измерительных частей. Википедия резюмирует это преимущество так: «Устройства на эффекте Холла… невосприимчивы к пыли, грязи, грязи и воде. Эти характеристики делают устройства на эффекте Холла более подходящими для определения положения, чем альтернативные средства, такие как оптические и электромеханические датчики». И да, как вы уже догадались, потенциометры электромеханические.

Почему датчики Холла не используются повсеместно?

Что ж, возможно, они более распространены, чем вы думаете. Мы видели, как они измеряют положение двигателей, и их можно найти во многих проектах на основе Arduino. Обычный вариант использования, который многие из вас, возможно, видели, но не замечали, — это датчик уровня воды в кофеварках: магнит падает вместе с уровнем воды, возмущает электрическое поле в датчике, и кофеварка говорит вам наполнить бак. .

Но вернемся к причине, по которой мы изучаем эти датчики Холла: дрейф аналогового джойстика.
Хотя производители внедрили эту технологию датчика Холла в свои контроллеры для считывания спусковых кнопок (не только , если она нажата, но и , как далеко вы нажимаете на спусковой крючок ), во многих джойстиках ее еще не видели. Так почему бы не? Это слишком дорого, будет ли оно так же быстро выходить из строя, недостаточно точно, требует ли оно большего форм-фактора?

Установки на эффекте Холла на дороже на несколько центов, магниты и датчики Холла подвержены возможному износу, но мы говорим о десятилетиях, поэтому можно подумать, что они стоят своей цены.