Ayuda al Principiante

Saber Electrónica Nº 147 226

El 115UA-C es un sensor quepuede operar con un sumi-nistro de 4,5V a 24V y una

salida de 10mA a una carga. Latermperatura para este dispositi-vo es de 0° a 100°C. La figura 1muestra el aspecto exterior deeste componente en encapsuladoTO-92UA. Advierta el lado mar-cado de este chip (por ejemplo,el lado que muestra los númerosID del sensor), ya que éste es ellado que contiene el sen-sor de Efecto Hall.

En la figura 2 se mues-tra un diagrama en bloquedel chip. Dentro de su pe-queña cobertura hay undispositivo Hall integradomonolítico o sensor deEfecto Hall, el cual respon-de a la presencia de uncampo magnético. Cuandose coloca un imán cercadel "plato" (sensor), con elpolo apropiado paralelo aalguno de los lados delárea plana del IC, la salidaen el pin 3 cambiará de es-tado.

Un circuito de protección,consistente en un amplificadorde corriente dependiente de latemperatura conservará el sensorestable frente a cualquier cambiode temperatura dentro de su ran-go de operación promedio. Uncircuito de protección contra so-bre-tensiones evitará la destruc-ción del componente por exce-sos en la señal de entrada, y lasalida está protegida contra cor-

tocircuitos. Una de sus caracterís-ticas más destacable es su histé-resis interna, la cual elimina elriesgo de oscilación y permiteuna salida on/off con una inte-rrupción nítida.

En la figura 1 aparece nuestraprimera aplicación para este sen-sor de efecto Hall. La salida, enel pin 3, es normalmente baja sinun campo magnético presente,

que causa que el LED1 seencienda. Sin embargo, si seubica el polo norte de unimán cerca del lado marca-do de IC1, el LED se apaga-rá. Ocurrirá lo mismo cuan-do se posicione el polo surdel imán cerca del ladoopuesto de IC1. Si se quitael imán, el LED volverá aencenderse. El sensor sepuede activar con un pe-

AYUDA AL PRINCIPIANTE

Son bien conocidos por la mayoría de loslectores los sensores por efecto Hall, que

reaccionan frente a la variación de camposmagnéticos, muchas veces resulta compli-cado conseguir componentes específicos

en el mercado.En base a información recogida por Inter-

net, y en base a circuitos de aplicación da-dos por el fabricante, damos a continua-

ción, una serie de circuitos con componen-tes que están "entrando" con gran fuerza al

territorio latinoamericano.

SENSORES D EEFECTO HALL

Por Peter Parker

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figura 1 - Aspecto Externo del sensor Hall 115.

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queño imán de los usados en in-terruptores magnéticos para alar-mas y responde a una distanciade unos 2 cm.

Para ver cuál es la histéresisde este sensor, comience por co-locar un imán a unos 8 cm delsensor y mueva lentamente supolo norte hacia el lado marcadodel chip. Deténgase cuando elcircuito haga que se apague elLED. Cuando lo haga, aparte len-tamente el imán del sensor y de-téngase cuando el LED se vuelvaa encender. La distancia entre elpunto de encendido y apagadoes la zona muerta del sensor(histéresis). Esta zona evita quela salida del sensor oscile cuan-do se acerca o se aleja el imándel sensor.

En el circuito de la figura 4 se

agrega un transistorNPN, Q1, para invertirla función de salida delcircuito anterior. En estecircuito, el LED perma-nece apagado hasta queel sensor detecta uncampo magnético.

El circuito se puedemodificar para diferen-tes aplicaciones. Porejemplo, se puede usar

un optoaislador en lugar delLED; y el circuito se puede usarpara encender un dispositivooperado por corriente alterna,como un motor, una lámpara oun solenoide. Si desea una con-dición de salida normalmente"on", se puede usar el circuitodel mismo modo reemplazandoel LED con el optoaislador.

Tanto este circuito como elde la figura 3 puedenoperar en "off" con unaalimentación de 5V paraoperar con etapas TTL.También los ICs de EfectoHall se podrán conectar

en interfase con casi todoslos ICs lógicos CMOS.

El circuito de la figura 5usa dos sensores Hall, elprimero se posiciona consu lado marcado haciaafuera, y el segundo consu lado marcado haciaadentro.

Si se apunta el polonorte del imán hacia los

dos sensores, el LED1 se encen-derá, para indicar un polo norte;y si el polo sur se apunta a lossensores, se encenderá el LED2indicando un polo sur. El circui-to también se puede usar paracotejar la polaridad y la fuerzade campo relativa de distintosimanes. Si dos imanes de formasimilar encienden cualquiera delos LEDs a una misma distancia,entonces se puede deducir quesus campos son similares enfuerza.

El circuito de la figura 6 au-menta cuarenta veces el rangode sensitividad del HAL115. Estecircuito regenerativo magnéticopuede detectar un imán a 75 cmde distancia del sensor.

El circuito opera del siguientemodo. El arrollamiento L1 se po-siciona cómodamente contra el

Ayuda al Principiantefigura 2 - Diagramaen bloques internodel sensor Hall 115.

figura 3 - Sensor Hall sencillo.

figura 4 - Circuito inver-so al de la figura 3.

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lado no marcado de IC. Si sedesconecta L1 momentáneamen-te del colector de Q1, la salidadel sensor en el pin 3 será baja.En este punto, el circuito operade manera similar que el circuitode la figura 3. Reconectando L1 alcolector de Q1, el circuito opera-rá en su modo realimentación.Con la salida del sensor baja, Q1es alimentado para enviar co-rriente a L1, lo cual producirá uncampo magnético de Polo Sur enel lado no marcado del sensor. Elsensor detecta el campo del PoloSur e intenta apagarse; perocuando la salida del sensor co-mienza a subir, Q1 comienza areducir el flujo de corriente dirigi-da hacia L1 y reduce su fuerza decampo -en este punto el circuitoentra en oscilación.

La frecuencia de oscilación esdeterminada por la corriente derealimentación que atraviesa L1 yla inductancia del arrollamiento.El potenciómetro R4 establece elnivel de corriente de realimenta-ción de la regeneración. Paraque el circuito opere en su mo-do tradicional, R4 se ajusta alpunto en el cual concluye la os-cilación. Ahora, si se acerca elpolo norte de un imán hacia el

lado marcado de los sensores, elcircuito detectará el cambio en elpolo magnético y producirá unasalida alta en el pin 3. Entoncesse apagará el transistor Q1, estoremoverá el campo magnéticoproducido por L1; y la salida delsensor bajará, Q1 reencenderápara iniciar la oscilación del cir-cuito. La frecuencia de oscilaciónserá determinada en este puntopor la fuerza del campo magnéti-co producido por el imán en ellado marcado del sensor.

El modo de operación mássensitivo del circuito se produceestableciendo el control de rege-

neración, en el punto donde elcircuito oscila en su frecuenciamás baja. Cuando un imán seacerca al rango de detección delsensor, la frecuencia de oscila-ción aumentará o disminuirá deacuerdo a la polaridad del cam-po magnético que enfrente allado marcado del sensor. Eltransistor Q2 amplifica la señalde audio y la envía al parlante.

El circuito se debe construiren un receptáculo no metálico,con el parlante montado de ma-nera perpendicular al IC y lomás alejado posible del chip. Elarrollamiento L1 puede ser cual-quier arrollamiento de un relépara circuito impreso con unaresistencia de 100 a 200Ω, o sepuede construir un bobinado ca-sero arrollando unos 500 metrosde alambre esmaltado bien fino.Un cilindro de acero blando conun diámetro de 1/4 a 1/2 pulga-da y una extensión de 2 pulga-das puede ser muy útil para estepropósito.

Sensores de Efecto Hall

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figura 5 - Circuito detec-tor de polaridad de uncampo magnético.

figura 6 - Circuito que permite incrementar la sensibili-dad del efecto Hall.

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