Senseur à Effet Hall

Introduction

Les senseurs à Effet Hall permettent de détecter si un aimant est a proximité. Ils sont très utiles pour constituer un senseur SANS contact et résistant à l'eau. Ils peuvent aussi servir comme senseur de position, encodeur, détection de rotation.

Parmi les nombreux senseurs à effet Hall disponibles sur le marché, l'un des meilleurs est certainement le US5881LUA.

Comment cela fonctionne

La tension de Hall peut être calculée comme VHall = σB où

• VHall = Champ Electro Magnétique en volts
• σ= Sensibilité en Volts/Gauss
• B= Le champ magnétique appliqué en Gauss
• I= Courant induit (bias current)

Initialement la première utilisation de cette découverte fût axée sur la classification périodique des éléments chimiques. Le développement des semi-conducteurs indium arsenic en 1950 à conduit à la création des premiers instruments à effet Hall utiles. Les senseurs à effet Hall permettait de mesurer des champs magnétiques continu ou static mais nécessitaient que le senseur soit en mouvement. En 1960 la popularisation des semi-conducteurs au silicium conduisit à la création des premiers composants combinant un capteur à Effet Hall et un amplificateur opérationnel. Cela produisit ce qui nous appelons classiquement aujourd'hui un Switch Effet Hall à sortie digital (digital output Hall switch).

La constante évolution de la technologie des transducteurs Hall à vus la progression des composants à élément simple vers des composants à doubles éléments orthogonaux. Cela fut réalise pour diminuer la différence de potentiel Hall aux bornes. La progression suivante amena la création des transducteurs quadratique à 4 éléments. Ces 4 éléments sont arrangés orthogonalement dans une configuration de pont (bridge). Tous ces senseurs capteurs au silicium sont créés a partir de jonctions bipolaire.

Un passage vers une technologie CMOS permit la mise en place d'une stabilisation des vibrations dans la partie amplificatrice du composant. Cela permit de réduire la différence de potentiel d'erreur à l'entrée de l'amplificateur opérationnel. Toutes les erreurs se produisant dans les circuits non stabilisés produit des erreurs d'enclenchement (à la sortie digitale) ou erreur de différence de potentiel ou de gain sir les senseur à sortie linéaire.

La génération de courant dans un senseur CMOS (à effet Hall) inclus également un mécanisme qui dirige activement le courant dans les élément à effet Hall. Ce mécanisme élimine les différences de potentiels parasites (d'erreurs) typique aux éléments des semi-conducteurs à effet Hall. Il compense également la température et les inductions produites pas les différences de potentiels parasites.

Toutes ces améliorations conduisent à des senseurs à effet Hall fiable. Le futur verra apparaître des senseurs programmable (incluant un micro-controlleur) permettant de créer des senseurs "intelligents".

Montage

Les montages présentés sur cette page sont basé sur le senseur Effet Hall US5881LUA disponible chez MC Hobby.

Le US5881LUA fonctionne avec une tension d'alimentation de 3.5V à 24V.

Le US5881LUA est un senseur uni-polaire

le senseur Effet Hall US5881LUA est un senseur uni-polaire, quand le pôle SUD d'un aimant passe à proximité de la face avant du senseur, la pin 3 passe à 0 volts. Sinon, la tension est celle imposée par la résistance pull up (raccordée entre la pin 3 et l'alimentation).

Il ne se passe donc rien si c'est le pôle nord de l'aimant qui passe devant la partie sensible.

Plan

*** PLAN MONTAGE avec LED ***

Connectez l'alimentation sur la pin 1 (sur la gauche), la masse/GND sur la pin 2 (milieu) et finalement, une résistance Pull-up de 10K Ohms de la pin 3 vers l'alimentation power.

Ensuite, surveillez la tension sur la pin 3, quand le pôle SUD d'un aimant passe a proximité de la face avant du senseur, la pin 3 passe à 0 volts. Sinon, la tension est celle imposée par la résistance pull up (donc celle de l'alimentation).

Référence

• Cet excellent article (en anglais) du fournisseur du US5881LUA.

Où Acheter

Le senseur à Effet Hall(US5881LUA) + Extra est disponible chez MC Hobby.

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