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BASIC4MCU | 질문게시판 | 홀센서 자석 극 구분 질문

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작성자 master 작성일2018-09-11 08:11 조회28,520회 댓글0건

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홀센서 실험을 했는데요 자석의 극에 따라 홀 센서의 작동 여부가 갈리나요???



이 영상 보면 자석 가까이 하면 LED가 켜지고
자석을 뒤집어서 가까이 하면 LED가 안켜지는데

회로도 엄청 간단한데 원리가 뭔가요?????


자석 극이 구분이 안되지만

처음에 가까이 하면 LED가 켜지고요

첨부 이미지


자석을 뒤집어서 가까이 했는데 안켜져요

첨부 이미지


이 영상에서 설명을 해주는 것 같기는 하는데 영어라서 뭐라는지 모르겠어요....


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래칭 스위치 홀 - 효과 IC의 기본

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디지털 출력을 제공하는 홀 효과 IC 장치에는 일반적으로 유니 폴라 스위치, 바이폴라 스위치, 전 극 스위치 및 래치의 네 가지 범주가 있습니다. 래칭 스위치는이 애플리케이션 노트에 설명되어 있습니다. 유니 레버 스위치 , 바이폴라 스위치 및  옴니 스위치 에 관한 유사한 응용 노트 는 Allegro ™ 웹 사이트에서 제공됩니다.

래칭 홀 효과 센서 IC (흔히 "래치 (latch)"라고 함)는 출력 상태를 래치하는 디지털 출력 홀 효과 스위치입니다. 래치는 바이폴라 스위치와 유사하며 B OP 가 양수 이고 B RP가 음수입니다.그러나 스위칭 동작에 대한 엄격한 제어를 제공합니다. 래치는 양극 및 음극 자기장이 모두 작동해야합니다. 충분한 강도 (자속 밀도)의 남쪽 극성 (양) 자기장을 나타내는 자석은 장치를 온 상태로 전환하게 할 것이다. 장치가 켜지면 자기장이 제거 되어도 충분한 강도의 북극 (음의) 자기장이 나타날 때까지 상태를 래치하고 켜져 있습니다. 음수 필드가 표시되면 장치가 꺼집니다. 그것은 변경된 상태를 래치하고 자기장이 제거 되더라도 충분한 강도의 남쪽 극성 (양의) 자기장이 다시 나타날 때까지 꺼진 상태를 유지합니다.

회전축의 위치를 ​​감지하는 응용 프로그램은 그림 1에 나와 있습니다. 여러 자석은 반대 극성의 교대 영역을 포함하는 "링 자석"이라고하는 간단한 구조에 통합되어 있습니다. 각 링 자석에 인접한 IC 패키지는 홀 래치 디바이스이다. 샤프트가 회전하면 자기 구역이 홀 장치를지나 이동합니다. 이 장치는 가장 가까운 자기장을 받고 남쪽 필드가 반대 일 때 켜지고 북 필드가 반대 일 때 꺼집니다. 장치의 브랜드 표시면이 링 자석쪽으로 향하고 있습니다.

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그림 1. 링 자석을 사용하는 두 개의 래치 형 장치 응용 프로그램. 링 자석은 N (북쪽)과 S (남쪽) 극성 영역이 번갈아 가며 홀 장치를지나 회전되어 켜지거나 꺼집니다.

마그네틱 스위치 포인트 조건

다음은 홀 스위치 작동의 전환점 또는 스위치 포인트를 정의하는 데 사용되는 용어입니다 .

첨부 이미지

홀 효과는인가 된 전류가 수직 자기장의 영향을받을 때 측정 가능한 전압을 나타냅니다.

  •   - 홀 소자 스위치 포인트를 결정하는 데 사용되는 자기장의 속성 인 자속 밀도 (Magnetic Flux Density) 기호. 가우스 (G) 또는 테슬라 (T)로 측정됩니다. 변환은 1 G = 0.1 mT입니다. 

    B는 북극 또는 남극을 가질 수 있으므로 B가 북극의 자기장에 대해 음의 값으로 표시되고 남극의 자기장에 대해 양의 값으로 표시되는 대수적 규칙을 명심하는 것이 유용합니다. 이 관례는 필드의 상대 강도가 ​​B의 절대 값으로 표시되는 북쪽 및 남쪽 극성 값의 산술 비교를 허용하며 부호는 필드의 극성을 나타냅니다. 예를 들어, - 100G (북쪽) 필드와 100G (남쪽) 필드는 동일한 강도이지만 반대 극성을 갖습니다. 마찬가지로, - 100G 필드는 -50G 필드보다 강합니다.

  •  B OP   - 마그네틱 작동 점; 홀 장치가 켜지는 강화 자기장의 레벨. 장치 출력의 결과 상태는 개별 장치 전자 설계에 따라 달라집니다.
  •  B RP   - 자기 릴리스 포인트; 홀 장치가 꺼질 때 (또는 일부 유형의 홀 장치의 경우 음의 B OP가 주어지면 음의 강화 필드의 레벨) 약화되는 자기장의 레벨 장치 출력의 결과 상태는 개별 장치 전자 설계에 따라 달라집니다.
  • HYS  - 마그네틱 스위치 포인트 히스테리 시스. 홀 장치의 전달 함수는 응용 프로그램에서 기계적 진동 또는 전자기 노이즈로 인해 발생할 수있는 자기장의 작은 변동을 필터링하기 위해 스위치 포인트 사이의 오프셋을 사용하여 설계되었습니다. HYS = | OP  - B RP  |.

일반적인 작동

래칭 센서 IC의 스위치 포인트는 그림 3과 같이 중립 필드 레벨 B = 0G를 중심으로 대칭입니다. 스위치 포인트는 동일한 필드 강도이지만 반대 극성입니다. 예를 들어, 작동 점 BOP 가 85G (양 극성을 나타내는 양극) 인 경우 릴리스 포인트 B RP 는 -85G (북 극성을 나타내는 음의 값)입니다. 최신 상태를 래치하면 약한 필드의 영향을받는 동안 장치가 전환되지 않습니다.

래칭 스위치는 강한 남극 극성 필드에서 켜지고 결과 출력 신호는 로직 로우입니다 (출력 트랜지스터 포화 전압, VOUT (sat) , 일반적으로 <200mV). 래칭 스위치는 강한 북극 극성 필드에서 꺼지고 결과 출력 신호는 로직 하이 (최대 공급 전압, V CC까지 )가됩니다. 상기 스위칭 상태는 래치되어 있기 때문에 자기장 B의 사이 스윗치 히스테리시스 범위에있을 때,이 장치는 전환되지 않는다 OP 와 B의 RP . 어느 방향 으로든 전환하기 전에 0G 점을 교차시켜야하기 때문에 히스테리시스 범위는 다른 유형의 홀 스위치보다 상대적으로 넓습니다.

첨부 이미지

그림 3. 래칭 스위치 출력 특성. 강한 남극 극성 필드가있는 경우 디바이스 출력이 로직 로우로 전환되고 강한 북극 극성 필드에서 로직 하이로 전환됩니다. 약한 필드에서 래치는 출력 상태를 변경하지 않습니다.

그림 3의 설명을 위해 모든 레벨에서 자속 밀도를 사용하여 장치의 전원을 켤 수 있지만, 자속 (B 축, 수평 축)이 B RP 또는 B 보다 양수가 적은 가장 왼쪽부터 시작하십시오 OP . 여기에서는 장치가 꺼져 있으며 출력 전압 ( 수직축의 OUT )이 높습니다.

오른쪽에있는 화살표를 따라 가면 자기장이 점점 커집니다. 필드가 B OP 보다 양수 이면 장치가 켜집니다. 이로 인해 출력 전압이 반대 상태 인 로우로 변합니다.

자기장이 B RP 보다 더 긍정적으로 유지되는 동안 장치는 켜져 있고 출력 상태는 변하지 않습니다. B가 스위칭 히스테리시스 (B HYS) 의 내장 영역 내에서 OP 보다 약간 덜 긍정적이더라도 이것은 사실 입니다.

화살표를 따라 왼쪽으로 돌아 가면 자기장은 덜 긍정적이고 덜 부정합니다. 자기장이 다시 B RP 미만으로 떨어지면 장치가 꺼집니다. 이로 인해 출력이 원래 상태로 다시 변경됩니다.

자석

개별 자석은 반대되는 두 개의 자기 극성을 제공하는 데 사용될 수 있지만 일반적으로 링 또는 스트립 자석 재료를 사용하는 것이 비용면에서 효율적입니다. 링 및 스트립 자석은 지정된 간격으로 교대 극으로 자화됩니다. 링 자석은 반경 방향 또는 축 방향으로 자화 된 극을 교대로 갖는 환상 또는 디스크 형 조립체 (그림 1 참조)입니다. 스트립 자석은 자극이 번갈아 가면서 편평한 스트립입니다. 링 자석은 세라믹, 희토류 및 유연한 재료를 포함한 다양한 재료로 제공됩니다. 스트립 자석은 거의 항상 배향 된 바륨 페라이트 또는 고 에너지 희토류 물질을 함유 한 니트릴 고무 바인더와 같은 유연한 재료를 사용합니다.

링 자석은 일반적으로 극의 개수로 지정되며 스트립 자석은 일반적으로 1 인치당 극한으로 지정됩니다. 4 극 링 자석은 2 개의 북쪽 및 2 개의 남쪽 방향의 교번 극 (NSNS)을 포함하고 11 극 / 1 인치의 스트립 자석은 0.0909 인치 간격으로 교대 극을 배치합니다. 센터. 마그네트 제조업체는 다양한 극 간격을 사용할 수 있습니다.

풀업 저항

풀 서플라이 저항은 플러스 서플라이와 출력 핀 사이에 연결해야한다 (그림 4 참조). 풀업 저항의 공통 값은 1 ~ 10 kΩ입니다. 최소 풀업 저항은 센서 IC 최대 출력 전류 (싱크 전류)와 실제 공급 전압의 함수이다. 20mA는 일반적인 최대 출력 전류이며,이 경우 최소 풀업은 V CC / 0.020 A. 전류 소모가 문제가되는 경우 풀업 저항이 50 ~ 100kΩ까지 커질 수 있습니다. 주의 : 큰 풀업 값을 사용하면 외부 누설 전류를 접지로 유도 할 수 있습니다.이 누설 전류는 장치가 자기 적으로 꺼져 있어도 출력 전압을 떨어 뜨릴만큼 충분히 높습니다. 이것은 디바이스 문제가 아니라 풀업 저항과 센서 IC 출력 핀 사이의 컨덕터에서 발생하는 누설입니다. 극단적 인 경우, 이것은 적절한 외부 로직 기능을 억제 할만큼 센서 IC 출력 전압을 떨어 뜨릴 수 있습니다.

첨부 이미지

그림 4. 일반적인 애플리케이션 다이어그램.

바이 패스 커패시터의 사용

바이 패스 커패시터의 레이아웃은 그림 4를 참조한다. 일반적으로 :

  • 초퍼 안정화가없는 설계 - 0.01μF 커패시터를 출력 및 접지 핀과 전원 핀과 접지 핀 사이에 배치하는 것이 좋습니다.
  • 초퍼 안정화 설계 - 전원 및 접지 핀 사이에 0.1μF 커패시터를 배치해야하며 출력 핀과 접지 핀 사이에는 0.01μF 커패시터를 사용하는 것이 좋습니다.

전원 켜짐 상태

전원이인가 될 때 자기장 강도가 B OP 또는 B RP를 초과하는 경우에만 유효한 상태의 래치가 켜집니다 자기장 세기가 히스테리시스 대역, 즉 B OP 와 B RP 사이에있는 경우, 장치는 초기에 온 상태 또는 오프 상태 중 하나를 취할 수 있으며, 스위치 포인트를 초과하는 첫 번째 이동에서 정확한 상태에 도달 할 수 있습니다. 스위치 포인트에 도달 할 때까지 장치를 꺼지게하는 전원 켜기 로직으로 장치를 설계 할 수 있습니다.

전원 켜기 시간

전원 켜기 시간은 장치 설계에 어느 정도 좌우됩니다. 래칭 디바이스와 같은 디지털 출력 센서 IC는 다음과 같은 시간 동안 초기 전원 공급시 안정성에 도달합니다.  

기기 종류전원 켜기 시간
  잘게 잘리지 않는 디자인 (예 : A1210 제품군)  <4 μs
  초퍼 안정화 (예 : A1220 계열)  <25 μs

 

 

 

 

 

기본적으로 이것은 전원을 공급 한 후 경과 된 시간보다 전에 장치 출력이 올바른 상태가 아닐 수도 있지만이 시간이 지나면 장치 출력이 올바른 상태로 보장된다는 것을 의미합니다.

전력 소모

총 전력 소비는 두 가지 요소의 합계입니다.

  • 출력에서 소비되는 전력을 제외하고 센서 IC에 의해 소비되는 전력. 이 값은 공급 전류의 CC 배이다. CC 는 디바이스 공급 전압이고 공급 전류는 데이터 시트에 명시되어있다. 예를 들어, V CC  = 12V 및 공급 전류 = 9mA로 주어진다 전력 손실 = 12 x 0.009 또는 108 mW.
  • 출력 트랜지스터에서 소비되는 전력. 이 값은 V (on) (sat) 와 출력 전류 (pull-up resistor에 의해 설정 )의 곱입니다. (on) (sat) 가 0.4V (최악의 경우)이고 출력 전류가 20mA (종종 최악의 경우) 인 경우, 소비 전력은 0.4 × 0.02 = 8mW이다. 보시다시피, 매우 낮은 포화 전압 때문에 출력에서 ​​소비되는 전력은 큰 관심사가 아닙니다.

이 예의 총 전력 소비는 108 + 8 = 116mW입니다. 이 번호를 해당 패키지의 데이터 시트에있는 디 레이팅 차트로 가져 와서 최대 허용 작동 온도를 낮추어야하는지 확인하십시오.

자주 묻는 질문

질문 : 자석을 어떻게 배치합니까?

A : 자석이 장치의 브랜드면을 향하고 있습니다. 브랜드화 된 얼굴은 부분 부품 번호 또는 날짜 코드와 같이 장치의 식별 표시를 찾을 수있는 곳입니다.

Q : 자석으로 장치 뒷면에 접근 할 수 있습니까?

A : 예, 그러나 이것을 명심하십시오. 자석의 극점이 같은 방향을 향하고 있다면, 장치를 통과하는 자속 장의 방향은 전방 접근법에서 변하지 않습니다 (예를 들어, 남극이 전면 접근에서 디바이스에 더 가깝다면, 북쪽 폴은 후면 접근에서 디바이스에 더 가깝다). 북극은 Hall 요소에 대해 양의 자장을 생성하고, 남극은 음의 자장을 생성합니다.

Q : 기기 뒷면에 접근하기위한 절충점이 있습니까?

A : 네. 홀 소자가 뒷면보다 앞면 (패키지 브랜드면)에 더 가까이 있기 때문에 패키지 앞면에서 접근 할 때 "더 깨끗한"신호를 사용할 수 있습니다. 예를 들어 "UA"패키지의 경우 홀 소자가있는 칩은 패키지의 브랜드면 안쪽으로 0.50mm, 뒷면면에서 약 1.02mm입니다. (브랜드면에서 홀 소자까지의 거리를 "활성 영역 깊이"라고합니다.)

Q : 매우 큰 필드가 홀 효과 장치를 손상시킬 수 있습니까?

A : 아닙니다. 매우 큰 필드는 Allegro 홀 효과 장치를 손상시키지 않으며 그러한 필드는 추가 히스테리시스를 추가하지 않습니다 (설계된 히스테리시스 제외).

질문 : 왜 헬기가 안정화 된 장치가 필요한가요?

A : 초퍼 - 안정화 된 센서 IC는 비 - cho드 (chopped) 설계보다 더욱 엄격하게 제어되는 스위치 포인트로 더 높은 감도를 허용합니다. 이것은 또한 더 높은 작동 온도를 허용 할 수 있습니다. 대부분의 새로운 소자 설계는 잘게 자른 홀 소자를 사용합니다.

추천 장치

표준 Allegro 래치는 Hall Effect Latch / Bipolar Switches 에있는 회사 웹 사이트의 선택 가이드에 나열되어 있습니다.  

저전력 래치는 Micropower Switches / Latches에 있습니다.

가능한 응용 프로그램

  • 속도 감지
  • 로터리 엔코더
  • 혁명 세우기
  • 유량계
  • 브러시리스 모터 정류
  • 안티 - 핀치 선 루프 / 윈도우 리프트 모터 정류

관련 장치 유형에 대한 애플리케이션 노트

참조 : AN296067


[PDF]Product Information: Latching Switch Hall-Effect IC Basics - Allegro ...

Latching Hall-effect sensor ICs, often referred to as. “latches,” are digital output Hall-effect switches that latch output states. Latches are similar to bipolar ...


홀센서 종류가 여러가지입니다.
아나로그 출력 타입도 있고, 디지털 스위칭 타입도 있는데
동영상에는 디지털 타입 중에서도 출력 래칭 타입입니다.
반대 극성이 강해질 때까지 출력을 유지합니다.

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