Krańcówka magnetyczna z czujnikiem Halla

Krańcówka magnetyczna z czujnikiem Halla
Pobierz PDF Download icon
Hallotronów używa się przede wszystkim tam, gdzie inne sposoby wykrywania obiektów stają się zawodne. Dotyczy to szczególnie sytuacji, w których łatwo o zabrudzenia, które utrudniają pracę czujników optycznych czy mechaniczno-stykowych.

Czujniki Halla działają bardzo szybko - mogą być przełączane setki razy na sekundę, a ze względu na bezdotykowy pomiar, nie zawierają elementów mechanicznych, które ruszałyby się i zużywały, co skracałoby ich żywotność. Czujniki te stosuje się do oceny szybkości obrotu kół lub np. w silnikach do monitorowania pozycji wału korbowego oraz pomiaru pozycji tłoków w cylindrach siłowników, a także do pozycji pedałów, manipulatorów, napędów liniowych maszyn CNC, drukarek 3D, a nawet pomiaru poziomu z użyciem np. pływaków wyposażonych w elementy magnetyczne.

Jeszcze jednym obszarem zastosowania takiego modułu krańcówki jest modelarstwo kolejowe. W robotyce czujników Halla używa się w postaci układów scalonych, jako moduły czujników zbliżeniowych. Służą one do bezpośredniego pomiaru obecności obiektów magnetycznych lub odległości od nich.

Rysunek 1. Schemat blokowy czujnika Hala

Rysunek 2. Schemat ideowy krańcówki z czujnikiem Halla

Dla lepszego zrozumienia budowy i działania hallotronu, warto przeanalizować schemat blokowy, pokazany na rysunku 1. Układ zawiera czujnik Halla, wzmacniacz różnicowy i przerzutnik Schmitta. Wewnętrzny układ odniesienia i stabilizacji napięcia zapewnia zasilanie dla poszczególnych bloków funkcyjnych.

Pole magnetyczne prostopadłe do powierzchni układu scalonego indukuje napięcie w czujniku Halla. Napięcie to jest wzmacniane i trafia na obwód Schmitta załączając wyjście typu otwarty kolektor. W układzie scalonym została również zintegrowana dioda zabezpieczająca wewnętrzne obwody przed odwrotną polaryzacją.

Schemat ideowy modułu krańcówki magnetycznej pokazany jest na rysunku 2. Podstawowym elementem jest unipolarny cyfrowy czujnik Halla U1. Sygnał z hallotronu poprzez tranzystory T1 i T2 trafia na wyjścia OUT1 i OUT2, na których dostępne są dwa poziomy aktywne w postaci logicznego "0" i "1", które można wykorzystać w układach sterowania.

Do wspomnianych wyjść można również dołączyć cewkę przekaźnika z równoległą diodą eliminującą przepięcia, sygnalizator akustyczny lub inne obciążenie pamiętając o wydajności prądowej wyjścia wynoszącej do 100 mA. Dioda LED D1 jest wskaźnikiem obecności pola magnetycznego w zasięgu działania krańcówki magnetycznej.

Rysunek 3. Schemat montażowy krańcówki z czujnikiem Halla

Rysunek 4. Przykład poprawnego użycia krańcówki

Schemat montażowy pokazano na rysunku 3. Podczas montażu należy zwracać szczególną uwagę na sposób wlutowania elementów biegunowych: diod, tranzystorów i czujnika. Układ zmontowany prawidłowo ze sprawnych elementów od razu będzie pracował poprawnie i nie wymaga żadnej regulacji ani uruchamiania. Po skontrolowaniu poprawności montażu należy dołączyć zasilanie mieszczące się w granicach +5...+24 V.

Rysunek 4 przedstawia, przykład poprawnego wykorzystania modułu krańcówki. W płytce obwodu drukowanego znajdują się otwory montażowe o średnicy 3,2 mm oraz cztery punkty lutownicze, w których można wlutować odcinki srebrzanki. Dzięki tak przygotowanym uchwytom gotowy układ można w łatwy sposób przykręcić lub przymocować w przewidzianym do tego celu miejscu.

Mavin
mavin@op.pl

Artykuł ukazał się w
Sierpień 2015
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik styczeń 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio luty 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje styczeń 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna styczeń 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich styczeń 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów