Принципы работы и устройство датчика Холла

Добрый день, друзья. Где датчик приближения в смартфоне и зачем он нужен? У всех современных смартфонов есть элементарный перечень сенсорных устройств, которые отвечают за давление, пульс, пройденное расстояние и прочее. В этой статье мы поговорим о датчике приближения в мобильном гаджете. Что он из себя представляет, для чего создан, правильно ли работает, и выполним его настройку разными методами.

Где датчик приближения находится в телефоне?

Где в смартфоне может находиться данный датчик? В телефонах Xiaomi и многих других, он находится сверху лицевой части телефона, посередине, возле прочих приборов, которые измеряют освещённость, распознают лица и прочее. В других же телефонах он может находиться внизу слева, или ещё где-нибудь.

Довольно быстро можно его найти, если вызвать любого абонента и в это время поводить пальчиком по периметру экрана, и там, где дисплей станет темнеть, и находится этот датчик. Например, на своём телефоне Xiaomi Redmi 8 я быстро понял, что он находится в самой верхней части лицевого экрана, ровно посередине.

Где датчик приближения находится в телефоне?

Он нужен для того, чтобы реагировать, если к нему приближается любой объект. В основном это сделано для того, чтобы на автомате отключать экран, когда пользователь начал разговаривать. Это сделано в целях экономии электроэнергии.

Скорее всего вы обратили внимание, как экран телефона быстро потухает, если вы его поднесли к уху. Но, как только вы перестали разговаривать, экран снова загорается.

Такой эффект создаётся благодаря связующему звену «Приёмник-передатчик». Отправляется инфракрасный луч, и далее приёмник ловит ответный сигнал, анализируя его.

Где датчик приближения находится в телефоне?

Обнаружение поломки модуля

Заподозрить проблемы с датчиком возможно по следующим косвенным признакам:

  • расход топлива неоправданно большой, причём увеличение расхода наблюдается внезапно, скачкообразно;
  • при работе двигателя слишком повышается температура, причём это повышение наблюдается стабильно (данный симптом очень неприятен и требует как можно более оперативного обращения в СТО или самостоятельной диагностики датчика Холла);
  • на некоторых моделях авто переключатель режимов коробки передач может фиксироваться без возможности изменения положения вплоть до того момента, как двигатель будет остановлен и запущен заново;
  • мотор автомобиля не заводится с первого раза или же не начинает работать вообще;
  • при холостых оборотах наблюдаются рывки, перебои в функционировании;
  • при высоких оборотах мотора авто идёт «рывками», дёргается;
  • во время штатной работы мотор неожиданно глохнет;
  • на приборной панели загорается соответствующий тревожный индикатор, причём светится он на холостых оборотах, а при включении повышенных оборотов отключается.

Применение в автомобиле

В современных автомобилях датчики Холла находят довольно широкое применение. Их используют:

  • В распределителях (или как принято называть в народе трамблерах) бесконтактных систем зажигания бензиновых двигателей.
  • Для контроля оборотов двигателя и вывода показаний непосредственно на тахометр приборной доски.
  • В дизельных моторах в качестве датчиков определения положения коленчатого и распределительного вала, для того, чтобы бортовой компьютер «смог» определить положение первого цилиндра и синхронизировать работу форсунок. Более подробно об это рассказано в представленном ниже видео:
  • В системах АБС.
  • Для синхронизации работы отдельных узлов автоматических коробок передач.

Устройство и принцип действия датчика

Если бы всё перечисленное выполнялось на дискретных элементах, то датчик был бы размером с магнитолу, столько же стоил, работал ненадёжно и потреблял много электроэнергии. В реальности всё устройство датчика Холла выполняется методами интегральной микроэлектроники всё на том же полупроводниковом кристалле, который с лёгкой руки деятелей из Кремниевой долины давно уже принято называть чипом.

Читайте также:  Android: RxJava. Горячие и холодные Observable. ConnectableObservable

Сам датчик миниатюрен настолько, что его размерами можно пренебречь на фоне габаритов корпуса, электрического разъёма, подводящих проводов и вспомогательного постоянного магнита. Кристалл полностью заливается пластмассой для защиты от внешних воздействий, снаружи остаётся только разъём и полюс магнита. В зависимости от назначения, датчик может иметь прорезь, внутри которой будет проходить край задающего синхронизацию реперного диска с пазами.

Принцип работы датчика Холла в автомобилях состоит в том, что при появлении в рабочей зоне изменений магнитного поля, например, прорези реперного диска вместо его цельной части, или ступеньки на шкиве, или метки на фланце распредвала, сигнал на выходе сменит своё значение с нуля на единицу или наоборот. Таким образом, электронный блок, считывающий показания датчика, узнает о наступлении определённого момента во вращении вала, например, верхней мёртвой точки поршня определённого цилиндра или любого его положения относительно этой ВМТ, нужная информация задаётся разработчиками двигателя. Это ложится в основу расчёта блоком управления двигателя таких важных данных, как момент зажигания, периодичность впрыска топлива, порядок открытия форсунок.

Ремонт детали: симптомы неисправности и процедура замены

Замена датчика Холла – именно та операция, проведение которой может понадобиться в самый неподходящий момент. «Затроил» мотор, его плохой запуск, дал сбой карбюратор или инжектор, неисправен другой узел автомобиля – всё это может указывать на поломку именно «холловского» идентификатора. Увы, от этого не застраховаться, поэтому знать о возможных поломках детали и о том, как проводится установка Датчика Холла, желательно каждому автомобилисту.

В первую очередь, обратим внимание на признаки неисправности датчика Холла, в качестве которых могут выступать:

  • плохой запуск или отказ в работе мотора;
  • перебои в его функционировании на холостых оборотах;
  • «дёрганье» машины на высоких оборотах;
  • самопроизвольное глушение двигателя, повторяющиеся многократно;
  • отказ функционирования от электроники инжектора, карбюратора или иных узлов автомобиля, работающих совместно с двигателем.

Безусловно, отмеченная выше симптоматика может проявляться и при неисправности других узлов машины, но зачастую виной всему именно поломанный датчик Холла. Тем более никто не мешает проверить его собственноручно. Спросите – «Как проверить датчик Холла на правильность функционирования?». Крайне просто! Для этого достаточно:

  1. Снять датчик с автомобиля;
  2. Замкнуть его выходы под номером 2 и 3 (минус и контакт с коммутатором);
  3. Проверить – появилась ли искра или нет. Если она есть и стабильно хорошая, то датчик неисправен. В ином случае стоит поискать проблему в другой составляющей системы зажигания.
Ремонт детали: симптомы неисправности и процедура замены

Также имеется возможность проверки идентификатора Холла мультиметром. В этом случае нужно замерить напряжения на его выходах, которое в норме должно равняться от 0,4 до 11 Вольт. Естественно, при проверке датчика важно убедиться в исправности инжектора или карбюратора вашего автомобиля, ведь нередко проблемы с перебоями в работе мотора связаны именно с неисправностью элементов топливной системы.

Если узел неисправен, то следует провести соответствующий ремонт. Отметим, что замена датчика Холла особых сложностей не представляет и проводится не более 10-15 минут при соблюдении следующего порядка процедуры:

  1. Первоочерёдно автомобиль глушится, клеммы АКБ отключаются и снимается трамблёр зажигания;
  2. Отсоединив последний, демонтируется его крышка. На этом же этапе желательно совместить метки ГРМ и коленвала;
  3. После этого снимают вал трамблёра, а затем и датчик Холла. Далее остаётся лишь поставить новый идентификатор и собрать автомобиль в обратном порядке.

Внимание! Менять деталь важно исключительно на покупную. Стоит она недорого (не более 200-300 рублей для большинства марок автомобилей), поэтому говорить о сборке датчика Холла своими руками, наверное, бессмысленно.

Читайте также:  Memento mori: как пережить опыт смерти и зачем это нужно

На этом, пожалуй, по сегодняшней теме повествование можно завершать. Надеемся, представленный материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы. Удачи на дорогах и в ремонте!

Проверка системы зажигания и датчика холла комбинированным устройством

Комбинированное устройство для проверки состоит из корпуса, на котором фиксируется полностью рабочий ДХ.

Комбинированное устройство для проверки ДХ

Есть такой же выход, какой присутствует на трамблере, и колодка, подключаемая к распределительному разъему на автомобиле. Обязательны в устройстве также 2 зажима для питания.

Помимо этого имеются 2 индикатора с разным цветом: например, красный индикатор будет сигнализировать о подключении прибора, зеленый – будет показывать импульсы, вырабатываемые датчиком холла.

Проверка системы осуществляется так:

  • от автомобильного датчика холла отсоединяется колодка разъема;
  • она подключается к комбинированному устройству;
  • включается зажигание.

Теперь нужно вооружиться пластинкой с 4-я шторками, которая будет имитировать сам датчик.

Дальше делается так:

Самодельной шторкой по разрезу

Если в процессе проведения шторкой по разрезу в разряднике появляется искра на всех 4 шторках, то вся система зажигания автомобиля, включая коммутатор и катушку зажигания, находится в исправном состоянии.

Чтобы проверить отдельно ДХ:

  • колодку устройства подключаем к разъему трамблера на авто;
  • подключается питание от АКБ, и на приборе загораются 2 индикатора (это свидетельствует о том, что датчик подключён и запитан);
  • включается зажигание, прокручивается ДВС.

Если мигает зеленый свет постоянно (индикатор импульсов), то датчик холла, установленный в автомашине, полностью исправен. Если мигание индикатора на определенном этапе зависает, это свидетельство полуисправного датчика, одна или несколько шторок которого не работают.

Внимание. Если при подключении штекера в разъём проверочного устройства, зеленый индикатор вообще не загорается, это свидетельствует о полной неисправности датчика холла.

ДХ – сегодня нужен автомобильной системе зажигания. Как будут обстоять дела завтра, покажет время. Пока же не придумано ничего более толкового в плане контроля за искрой.

Конструктивные особенности

Наиболее эффективными материалами для изготовления датчика считаются полупроводники арсениды галлия и индия. Чаще прибор представляет собой пленку, толщина которой не превышает 10 мкм. Датчик имеет три клеммы:

  • питающая с входным напряжением 6В;
  • нулевой контакт;
  • выходная, с которой сигнал поступает на коммутатор.

Клемма, к которой подходит питание, широкая и занимает всю сторону прямоугольника. Выходная клемма обладает точечным электродом. В качестве нулевого контакта выступает общая точка. Так как при отсутствии магнитного поля на контактах остается небольшой сигнал, то для коррекции выходных данных применяется дифференциальный усилитель.

Микросхема наносится на подложку методом литографии, что позволяет повысить точность показаний. Обычно в различных приборах это применяется для проверки положения элементов механизма.

Датчик Холла

Датчик дождя, датчик уровня жидкости, датчик температуры – он же термометр. Вроде бы все ясно: датчик дождя показывает наличие дождя, датчик уровня жидкости показывает, как ни странно, уровень жидкости; термометр – от греч. – тепло и измерять, показывает температуру.  Но  вот что за странное название: датчик Холла?

С чего все начиналось

Дело было еще в 19-ом веке. Американский физик Эдвин Холл обнаружил очень странную вещь… Он взял пластинку золота и стал пропускать через неё постоянный ток.  На рисунке эту пластинку я отметил с гранями ABCD.

Датчик Холла

Так вот, когда он пропускал постоянный ток через грани D и B, поднес перпендикулярно пластинке постоянный магнит и знаете что обнаружил?  Разность потенциалов на гранях А и C!  Или проще сказать, напряжение. Этот эффект и назвали в честь этого ученого.

Как только он сделали это открытие, вскоре стали делать радиоэлементы на этом эффекте. Чтобы не заморачиваться с названием, назвали в честь того, кто открыл этот эффект  –  в честь Холла. Поэтому радиоэлементы, основанные на эффекте Холла, называют датчиками Холла. 

Читайте также:  Как извлечь файл APK из установленного приложения на Андроид?

Линейные датчики Холла

О чего же зависит напряжение на гранях А и С? В основном от магнитного поля, создаваемым либо постоянным магнитом, либо электромагнитом; толщиной пластинки, а также силой тока, протекающего через саму пластинку. Благодаря этим параметрам с помощью датчика Холла были построены приборы, позволяющие замерять силу тока в проводнике, не касаясь самого проводоа, например, токовые клещи

а также приборы, с помощью которых можно замерять напряженность магнитного поля. Датчики Холла, используемые в этих приборах называют линейными, так как напряжение на датчике Холла прямо пропорционально измеряемым параметрам магнитного поля.

Линейные датчики, как я уже сказал, могут быть использованы в токовых клещах. Они позволяют измерять силу тока, начиная от 250 мА и до нескольких тысяч Ампер.

Датчик Холла

Самым большим преимуществом в таких токовых клещах является отсутствие механического контакта с измеряемой цепью.

Иными словами, токовые измерители на эффекте Холла намного безопаснее, чем измерители на основе шунта и амперметра, особенно при большой силе тока в цепи, которую нередко можно встретить в промышленных установках.

Цифровые датчики Холла

Разработчики на этом не остановились. Как только наступила  эра цифровой элек троники в один корпус вместе с датчиком Холла стали помещать различные логические элементы. Выглядит все это примерно вот так:

В результате промышленность стала выпускать датчики Холла для цифровой электроники. В основном такие датчики делятся на три вида:

Униполярные. Реагируют только на один магнитный полюс. На противоположный магнитный полюс не обращают никакого внимания. То есть подносим например южный полюс магнита, датчик сработал. На северный магнитный полюс ему наплевать.

Датчик Холла

Биполярные. Здесь уже интереснее. Подносим магнит одним полюсом – датчик сработал и продолжает работать даже тогда, когда мы убираем магнит от датчика.  Для того, чтобы его выключить, нам надо подать на него другую полярность магнита.

Омниполярные. Этим датчикам по барабану на какой полюс включаться и выключаться. Пусть будет хоть южный или северный.

Замена датчика Холла

Замена датчика Холла – операция достаточно простая, которую может самостоятельно выполнить даже начинающий автолюбитель. Все действия осуществляются в следующем порядке:

  1. Демонтаж трамблера.
  2. Снять крышку трамблера и совместить метки газораспределительного механизма с меткой коленчатого вала.
  3. Зафиксировать положение трамблера, после чего при помощи гаечного ключа открутить крепеж.
  4. Извлечь стопоры и фиксаторы.
  5. Извлечь вал из трамблера.
  6. Отсоединить на датчике клеммы и открутить его.
  7. Осторожно вытащить неисправный прибор через щель, образовавшуюся при оттягивании регулятора.
  8. Установка нового датчика Холла осуществляется в обратной последовательности.

Как заменить датчик своими руками?

Чтобы поменять контроллер, надо действовать так:

  1. От аккумулятора автомобиля отключаются клеммные зажимы.
  2. Производится демонтаж распределительного механизма. От устройства отсоединяется колодка с проводниками, выкручиваются болты, фиксирующие узел.
  3. Выполняется демонтаж крышки распределителя. В зависимости от модели трамблера она может фиксироваться на болтах или специальных зажимах. Элементы крепления выкручиваются и демонтируются.
  4. После снятия важно совместить риску газораспределительного устройства с отметкой на коленвале силового агрегата. Также необходимо запомнить положение распределительного узла. Перед снятием рекомендуется сделать соответствующую метку.
  5. Элементы крепления корпуса откручиваются с помощью гаечного ключа. Производится демонтаж фиксаторов, если они установлены на механизме.
  6. Из распределительного узла извлекается вал.
  7. От контроллера Холла отсоединяются зажимы с клеммами.
  8. Выполняется демонтаж датчика из посадочного места. Для проведения задачи устройство надо потянуть на себя и аккуратно извлечь. Датчик демонтируется через появившееся отверстие.
  9. Берется новый контроллер и устанавливается вместо старого. Процедура монтажа выполняется в обратной последовательности.