Jak Hallův senzor funguje a jaký signál vytváří – základní principy a aplikace

Hallův snímač je nejdůležitější součástí bezkontaktního zapalování a sebemenší porucha jeho fungování vede k vážným poruchám motoru. Proto je důležité umět identifikovat poruchy pomocí externích funkcí a vědět, jak Hallův snímač správně zkontrolovat a v případě potřeby nainstalovat nový. Chcete-li to provést, musíte pochopit principy provozu a jeho vlastnosti.

Princip činnosti Hallova senzoru

Senzor pracuje na fyzikálních efektech objevených v devatenáctém století americkým vědcem Edwinem Hallem. Přesto jej začali používat až po sedmdesátých letech, kdy výroba automobilů přešla z kontaktních zapalovacích systémů na elektronické.

Základní princip činnosti senzoru je poměrně jednoduchý. Jak se vačkový hřídel motoru otáčí, kovové čepele procházejí štěrbinami v jeho krytu. To vede k přivedení elektrického impulsu ze snímače do spínače, který způsobí odblokování tranzistoru a následné přivedení napětí na zapalovací cívku.

Konstrukce snímače má tři kontakty:

1. pro připojení ke karoserii vozu (k zemi);
2. k napájení z kladného kontaktu s hodnotou 6 voltů;
3. k přenosu elektrického impulsu do spínače.

Hlavním rysem použití Hallova snímače v elektronickém zapalovacím obvodu jsou dvě významné výhody, a to: úplná absence kontaktních skupin, které vyhoří v důsledku častého vystavení vysokým proudům; hodnoty vysokého napětí jsou dodávány do zapalovacího systému.

Kromě toho se DC používají k ovládání dalších řídicích a monitorovacích systémů, takže zařízení plní také několik doplňkových funkcí ve voze. Tyto zahrnují:

• zvýšení výkonu motoru;
• zrychlení fungování všech systémů a mechanismů techniky.

Díky tomu je ovládání vozu pohodlnější a bezpečnější.

Rozdělení podle typu Hallových snímačů

Senzory s Hallovým efektem se dělí na dva hlavní typy. První typ je digitální, druhý je analogový. Mají významné rozdíly v provozu a konstrukčních vlastnostech.

Digitální senzory

Digitální DC mají pouze dvě polohy, buď nulu, nebo jednu. To znamená, že když se objeví určitá velikost magnetického pole, registr se spustí. Takové senzory jsou založeny na zařízení zvaném Schmittův spouštěč. Má také dvě stabilní pozice – logickou 0 a logickou 1.

Senzory tohoto typu jsou rozděleny do tří typů:

• jednopolární;
• bipolární;
• omnipolární.

Jednopolární. Regulátor funguje pouze tehdy, je-li vystaven magnetickému poli s kladnou polaritou jižního pólu. Senzor se spustí a uvolní pouze za této podmínky.
Bipolární. Tento typ regulátoru funguje, když je vystaven jak jižnímu, tak severnímu pólu magnetického pole. Zvláštností práce je, že senzor je spouštěn z jižního pólu a uvolňován ze severního pólu.

Všepolární. Hlavním rysem je, že se zapínají a vypínají, když jsou vystaveny některému z pólů magnetického pole.

Analogové senzory

Jejich jedinečnost spočívá v tom, že na rozdíl od digitálních mohou tyto regulátory vydávat nikoli dvě úrovně signálu, ale nekonečný počet. Funkční vlastnost je založena na přeměně indukce magnetického pole na napětí. Skládá se z regulátoru a zesilovače signálu.

Charakteristické vlastnosti v případě poruchy DC

Poruchy v činnosti snímače mají různé projevy. Jejich určení podle vnějších znaků bez jejich otevření není vždy možné. Níže jsou uvedeny některé z nejčastějších příznaků poruchy Hallova senzoru:

• motor nestartuje nebo startuje špatně;
• nestabilní volnoběh;
• při jízdě vysokou rychlostí auto „škube“;
• Běžící motor se zastaví bez zjevného důvodu.

Pokud se objeví jeden nebo více z výše uvedených příznaků, Hallův senzor by měl být zkontrolován, zda nemá vady.

Důvody selhání dieselových generátorů

Níže jsou uvedeny nejčastější faktory selhání Hallova snímače:

1. Přítomnost kontaminace. Častou příčinou poruchy je obyčejná nečistota. Když se objeví, ovladač to signalizuje – auto začne jednat.
2. Jiskra je pryč. Je nutné zkontrolovat kabeláž a svorky na přítomnost a kvalitu kontaktu. Oxidace alespoň jedné ze tří svorek může vést k přerušení obvodu. Kromě toho může dojít k jednoduchému ohybu nebo zlomení drátu – to může být způsobeno posunutím DC podložky korektorem vakuového zapalování. Aby se tomu zabránilo, musí být kabeláž zajištěna tak, aby se při přemístění ohýbala do smyčky.
3. Selhání elektroinstalace. Pokud je vysokonapěťová elektroinstalace v autě silně opotřebovaná, pokud vede blízko vodičů snímače, existuje možnost vysokonapěťové poruchy. To se často stává, když je vysoká vlhkost vzduchu nebo když náhodou vjedete do hluboké louže.

Je lepší umístit vodiče od snímače dále od zbytku kabeláže auta. Tomuto problému se můžete vyhnout i pravidelnou výměnou všech elektrických rozvodů jednou za dva až tři roky. Kromě toho může senzor selhat v důsledku přebití generátoru baterie, pokud regulátor obdržel nadměrné zatížení a jakýkoli prvek shořel na spínacím kontaktu.

Kontrola Hallova čidla

Dnes existuje několik nejběžnějších způsobů kontroly domácností. Uvádíme ty nejoblíbenější a nejjednodušší pro domácí použití:

• vytvoření imitace přítomnosti ovladače;
• kontrola multimetrem, testerem;
• kontrola výměnou za známý funkční snímač;
• k odporu.
• Kontrola Hallova senzoru osciloskopem

Podívejme se blíže na každou z metod.

Vytvoření simulované domácnosti

Tato metoda je nejjednodušší a je vhodná, pokud je do zapalování dodáváno napájení, ale neobjeví se jiskra. Chcete-li to provést, musíte vyjmout tříkolíkový blok z rozdělovače. Poté se zapne zapalování a druhý a třetí kontakt – „mínus“ a signál – se sepnou kouskem vodiče. Pokud během takových manipulací dojde k jiskření na centrálním vodiči zapalovací cívky, je nutné vyměnit snímač, tento selhal.
Stojí za zmínku, že aby bylo možné detekovat přítomnost jiskry, musí být vysokonapěťový drát upevněn blízko země.

Vývoj zapalovacích systémů automobilů

Kontrola provozuschopnosti pomocí multimetru

Jedná se o nejjednodušší a nejběžnější diagnostickou metodu pro domácí použití. K tomu musí být přepínač multimetru přepnut do polohy voltmetr, měření napětí. Poté pomocí sond změřte napětí na výstupu senzoru. Na funkčním senzoru by mělo být napětí v rozsahu 0.4 – 11 V.

Výměna za funkční

Metoda je jednoduchá a nevyžaduje, aby majitelé automobilů měli znalosti v oblasti elektrotechniky. Můžete si koupit nový v obchodě nebo si ho půjčit od přátel, hlavní je, že senzory jsou totožné. Pokud stroj funguje normálně a známky poruchy zmizí, znamená to, že se váš senzor stal nepoužitelným.

Pro přítomnost odporu

Také se odkazuje na velmi běžnou metodu, ale trochu složitější. Budete si muset sestavit jednoduché zařízení. Pro to musíte vzít 1 kOhm odpor, LED a nějaký ohebný drát. Drát vhodné délky pro provoz je připájen k jednomu ramenu LED, odpor k druhému a stejný kus drátu k němu.

Poté se odpojí víko rozdělovače, odpojí se rozdělovač a zástrčka. Dalším krokem je kontrola elektrického obvodu. K tomu připojte sondy multimetru ke svorkám 1 a 3 a otočte klíčkem zapalování. Pokud vše funguje normálně, pak by měl displej multimetru ukazovat hodnotu 10 – 12 voltů.

Poté je dříve sestavené zařízení připojeno ke stejným svorkám. Pokud je polarita správná, LED se rozsvítí. Pokud se nerozsvítí, musíte přeskupit vodiče na kontaktech.

• nechte vodič první svorky na místě;
• přeneste vodič třetí svorky na druhou;
• Použijte startér k otáčení vačkového hřídele.

Při otáčení hřídele by měla LED blikat. Pokud se tak nestane, je Hallův snímač vadný. Stojí za zmínku, že kontrola senzorů je stejná na jakémkoli autě, domácím i zahraničním. Rozdíl může spočívat pouze v umístění dílů pod kapotou.

Kontrola DC osciloskopem

Hallův senzor můžete diagnostikovat pomocí osciloskopu, vezmeme napěťový oscilogram a pokud dojde k přerušení nebo vůbec žádnému pulzu, DC zamítneme. Tato metoda však vyžaduje specializované vybavení, které se nedoporučuje kupovat pro domácí použití.

Kontrola Hallova senzoru na autech jako VAZ 2106, 2107, 2109, stejně jako Passat b3 a Audi 80 je naprosto stejná.

Výkon

Ke kontrole integrity senzoru můžete použít jednu z nejběžnějších metod. Pokud máte minimální znalosti a potřebné nástroje, můžete to udělat sami v garáži.