سنسور اثر هال

سنسور اثر هال (Hall Effect Sensor) یک مبدل است که با استفاده از اثر هال، میدان مغناطیسی را به سیگنال الکتریکی (ولتاژ یا جریان) تبدیل می‌کند. این سنسورها غیرتماسی (Non-Contact)، بادوام و مناسب برای کاربردهای صنعتی، خودرویی و الکترونیکی هستند

 اساس کار سنسور اثر هال:

هنگامی که یک هادی (معمولاً نیمه‌هادی مانند گالیم آرسناید یا سیلیکون) تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، ولتاژی عمود بر جریان و میدان ایجاد می‌شود که به آن ولتاژ هال می‌گویند

سنسورهای هال این ولتاژ را تقویت و به سیگنال دیجیتال یا آنالوگ تبدیل می‌کنند

انواع سنسورهای اثر هال:

الف) از نظر خروجی:

1. آنالوگ (خطی): خروجی پیوسته و متناسب با شدت میدان مغناطیسی (مثلاً در اندازه‌گیری جریان یا موقعیت‌سنجی)  

 مثال: Allegro A1324, Melexis MLX90242  

2. دیجیتال (سوییچینگ): دو حالت خروجی (ON/OFF) دارد و مانند یک سوییچ عمل می‌کند

   - Unipolar: فقط به یک قطب مغناطیسی (مثبت یا منفی) واکنش نشان می‌دهد

   - Bipolar: به هر دو قطب واکنش می‌دهد

   - مثال: Texas Instruments DRV5023, Honeywell SS41

3. لچینگ (Latching): با اعمال میدان روشن می‌شود و تا زمانی که میدان معکوس نشود، خروجی را حفظ می‌کند

   - مثال: Allegro A3144, TT Electronics L18P  

ب) از نظر عملکرد:

- سنسورهای جریان (Current Sensors): مانند ACS712 (برای اندازه‌گیری جریان AC/DC)

- سنسورهای موقعیت (Position Sensors): تشخیص حرکت خطی یا چرخشی

- سنسورهای سرعت (Speed Sensors): در موتورها و سیستم‌های انکودر

- سنسورهای مجاورتی (Proximity Sensors): تشخیص وجود آهنربا یا فلز

4. بسته‌بندی (Package) سنسورهای هال:

- SIP (Single In-line Package): مانند OH49E

- SOT-23: کوچک و مناسب برای PCB، مثلاً DRV5053 

- TO-92: رایج برای سنسورهای ساده، مانند A3144

- SOIC-8: برای سنسورهای پیشرفته، مانند ACS758

- Fluxgate & PCB Mount: برای سنسورهای جریان بالا

5. شرکت‌های تولیدکننده معروف:

1. Allegro Microsystems (پیشرو در سنسورهای هال، مانند سری A13xx)
2. Texas Instruments (سنسورهای دیجیتال مانند DRV50xx)
3. Honeywell (سنسورهای صنعتی مانند SS49E)
4. Melexis (سنسورهای خودرویی مانند MLX903xx)
5. Infineon (سنسورهای قدرت مانند TLE49xx)
6. AMS (Austria Microsystems) (سنسورهای دقیق مانند AS5048)

6. کاربردهای سنسور اثر هال  

- صنعت خودرو: تشخیص موقعیت پدال گاز، سیستم‌های ترمز ABS

- الکترونیک مصرفی: تشخیص درب لپ‌تاپ، جوی‌استیک

- صنعتی: انکودرها، کنترل موتور BLDC

- پزشکی: دستگاه‌های اندازه‌گیری جریان خون

- رباتیک: سنسورهای موقعیت و گشتاور

 7. مزایا و معایب:

✅ مزایا:  

- عمر طولانی (بدون تماس مکانیکی)

- مقاوم در برابر نویز و گردوغبار

- پاسخ سریع و دقت بالا

❌ معایب:  

- حساس به میدان‌های مغناطیسی خارجی

- نیاز به منبع تغذیه

8. نتیجه‌گیری:

سنسورهای اثر هال به‌دلیل غیرتماسی بودن و قابلیت اطمینان بالا، در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. انتخاب نوع سنسور (آنالوگ، دیجیتال، لچینگ) و پکیج مناسب به نیازهای کاربردی بستگی دارد. شرکت‌هایی مانند Allegro, Honeywell, و Texas Instruments از پیشگامان این فناوری هستند