Микросхемы на эффекте Холла нашли применение, как датчики приближения в таких приложениях, как определение расстояния и измерение угловой скорости вращения вращающихся деталей. Датчики на эффекте Холла могут обнаруживать механическое движение без наличия механического контакта. Данная способность определяется магнитной основой эффекта Холла. Ток протекающий сквозь полупроводник в направлении Y вызывает появление разности потенциалов в направлении Х. При наличии магнитного поля под прямым углом к протекающему току, в направлении Z, появляется напряжение смещения на полупроводнике в направлении X. Данный эффект обуславливает появление напряжения Холла, VH.
Микросхемы датчика на эффекте Холла детектируют, обрабатывают и формируют гистерезис этого напряжения смещения. В сущности, микросхема измеряет напряженность электрического поля, которое вызывается магнитным полем, в полупроводнике в направлении X. Поэтому, если вы поместите испытуемый полупроводник в электрическое поле соответствующей силы действующее в направлении X, датчик на эффекте Холла обнаружит и электрическое поле тоже.
Конструкция двигателей внутреннего сгорания требует точного контроля времени искрообразования. Микроконтроллер, управляющий параметрами двигателя, не только изменяет момент зажигания в зависимости от положения поршня, но так же, в более передовых двигателях, требует наличия обратной связи для изменения времени работы клапанов. Кроме того, вспомогательное диагностическое и оборудование тестирования моторов будут в выигрыше от простого способа измерения момента зажигания с использованием нового способа. Даже для самой простой регулировки карбюратора на газонокосилках требуется способ измерения текущего количества оборотов двигателя в минуту. Четырехтактные компактные двигатели формируют искру на каждый оборот двигателя. Таким образом, подсчет импульсов зажигания дает прямую информацию о текущей величине оборотов двигателя. Просто разместив микросхему на эффекте Холла возле высоковольтного провода свечи в правильном положении, вы можете фиксировать импульсы зажигания, благодаря генерируемого импульсами электрическому полю. Для этого просто прикрепите микросхему с помощью изоляционной ленты на изоляцию высоковольтного провода. Так как микросхема на эффекте Холла выполняет внутреннюю обработку сигнала и формирование гистерезиса то в отличие от традиционного способа, с использованием токовых трансформаторов, не требуется никаких дополнительных компонентов, чтобы получить от микросхемы базовую частоту.
Схема на рис.2 преобразует импульсы от микросхемы на эффекте Холла в постоянное напряжение которое может измерить большинство обычных вольтметров. Микросхема на эффекте Холла имеет выход с открытым коллектором. Для работы вам необходимо подключить только нагрузочный резистор. Датчик вырабатывает последовательность импульсов, которые преобразователь частоты в напряжение, LM2917 компании National Semiconductor, преобразует в напряжение. Выбор номиналов элементов C1 и R1 согласует выходное напряжение с диапазоном частот которые генератор накачки заряда данной микросхемы может обработать. Для одноцилиндрового четырехтактного мотора частота до 5000об/мин более чем достаточна. Схема вырабатывает напряжение до 5В и использует для питания батарею 9 В. Работа схемы особенностей не имеет: Приложив микросхему датчик Холла к высоковольтному проводу двигателя, получаем напряжение на цифровом вольтметре (DVM) которое отражает величину оборотов двигателя в минуту. Так как измерение является бесконтактным, этот метод может быть легко применен для последовательного измерения и анализа на многоцилиндровом двигателе. Измерение на автомобильном двигателе слегка отличается. Автомобильный двигатель имеет механический распределитель зажигания который дает искру каждый второй оборот двигателя. Системы зажигания без распределителя и с отдельной катушкой зажигания на каждый цилиндр так же дают искру при каждом обороте двигателя.
Так как в этой системе нет электрического контакта с системой зажигания, схема имеет полную изоляцию от высокого напряжения. Подключение микропроцессора или микроконтроллера, таким образом сводится к согласованию логических уровней. Напряжение питания микросхемы на эффекте Холла может составлять от 4,5 до 24 В постоянного тока, что обеспечивает ее работу со стандартными 5В микропроцессорами а так же с бортовым автомобильным напряжением. Вы можете подключить несколько датчиков для выполнения диагностики системы зажигания и анализа циклов в автомобильных приложениях.
