Di Jeremy Cook
Confronto tra sensori effetto hall e interruttori Reed: diversi tipi di sensori magnetici
I sensori effetto hall e gli interruttori Reed sono entrambi utilizzati per rilevare i campi magnetici. Le applicazioni di entrambi i tipi di dispositivi si sovrappongono, ma funzionano in modi molto diversi. Entrambi i tipi di sensori sono utilizzabili in determinate situazioni, ma uno dei due può offrire vantaggi significativi in altre.
In questo articolo definiremo i due tipi di sensori magnetici e ne esamineremo i rispettivi punti di forza e di debolezza. Forniremo anche semplici esempi delle loro applicazioni, utilizzando il sensore effetto hall nascosto all'interno del popolare modulo ESP32-WROOM-32E.
Che cos'è un sensore effetto hall?
Visualizza prodotti correlati
I sensori effetto hall prendono il nome dal fisico americano Edwin Hall che scoprì l'effetto di tensione di un campo magnetico su un conduttore elettrico alla fine del 1800. Questa "tensione di Hall", se adeguatamente amplificata, può essere letta da un microcontroller. I moderni sensori effetto hall in genere includono un amplificatore e altri componenti elettronici nel pacchetto dell'unità.
A seconda della configurazione, questi sensori possono emettere un segnale digitale o analogico. A differenza degli interruttori Reed, i sensori effetto hall rispondono alla presenza di un campo magnetico e possono anche rilevarne l'ampiezza e l'orientamento. Quindi, un sensore potrebbe emettere un segnale analogico positivo per un orientamento magnetico e un segnale analogico negativo per l'altro. Questo principio può anche essere integrato come capacità di blocco, attivandosi quando viene rilevato un orientamento e disattivandosi solo quando viene rilevato l'orientamento opposto.
In quanto dispositivi digitali, i sensori effetto hall non sono soggetti al rimbalzo del segnale e questa uscita può essere regolata in fabbrica tramite il pacchetto di componenti elettronici di supporto. I pacchetti di sensori effetto hall utilizzano sempre la corrente per rilevare i campi magnetici, rendendoli potenzialmente meno adatti per applicazioni a bassissima potenza.
Informazioni importanti sugli interruttori Reed
Test di continuità dell'interruttore Reed di Jeremy Cook
Visualizza prodotti correlati
Interruttore Reed Littelfuse 59045-010 su Arrow
Gli interruttori Reed sono stati sviluppati all'inizio del 1900. Si tratta di contatti meccanici che vengono attivati da un campo magnetico esterno. Intorno a questi contatti di commutazione interni c'è un involucro di vetro riempito di gas inerte, da cui provengono i collegamenti esterni. Gli interruttori Reed sono in genere configurati come "normalmente aperti" ma possono anche essere "normalmente chiusi" e sono possibile anche altre configurazioni.
Gli interruttori Reed possono essere attivati da un magnete permanente per il rilevamento o come relè Reed tramite un campo elettrico generato. Quando l'interruttore è spento e in attesa di un segnale magnetico, non è necessaria alcuna alimentazione, consentendo un notevole risparmio energetico durante lunghi tempi di attesa.
In quanto dispositivi meccanici, gli interruttori Reed sono soggetti al rimbalzo dell'interruttore e quindi richiedono un certo tempo di accomodamento. Il funzionamento del sensore è un'operazione binaria. Gli interruttori Reed non possono essere utilizzati per rilevare l'ampiezza di un segnale oltre la soglia di accensione.
Scopri di più su come funzionano gli interruttori Reed e quando utilizzarli.
Principali differenze tra un interruttore Reed e un sensore effetto hall
Ecco un elenco di aspetti da considerare quando occorre scegliere tra un sensore effetto hall e un interruttore Reed:
- Gli interruttori Reed richiedono un tempo di rimbalzo/accomodamento che deve essere considerato.
- Gli interruttori Reed non consumano energia quando sono nello stato aperto.
- Gli interruttori Reed sono dispositivi binari; non possono distinguere tra i poli magnetici nord e sud.
- I sensori effetto hall sono dispositivi digitali e non sono soggetti al rimbalzo del contatto fisico.
- I sensori effetto hall assorbono costantemente una piccola quantità di corrente per rilevare la presenza di un campo magnetico.
- I sensori effetto hall possono essere configurati come dispositivi analogici o digitali e possono rilevare la direzione di un campo magnetico.
Controllare la scheda tecnica di ciascun dispositivo per conoscere le caratteristiche specifiche.
Tutorial pratico sui sensori effetto hall e sugli interruttori Reed
Di Jeremy Cook
Per una rapida dimostrazione di come questi due dispositivi possono essere utilizzati, esaminiamo innanzitutto la scheda di sviluppo Huzzah32 ESP32 di Adafruit. Questa scheda è configurata molto bene per l'ESP32, include lo spazio per una batteria LiPo, ma non ha alcun sensore aggiuntivo. Tuttavia, il modulo ESP32-WROOM-32E, al centro della scheda Huzzah32, è dotato di un'unità sensore effetto hall integrata.
Risultati del sensore hall ESP32, con un ritardo di 100 ms aggiunto per leggibilità, di Jeremy Cook
Nell'IDE di Arduino con la definizione della scheda del modulo ESP32 installata, caricare il codice di esempio del sensore hall ESP32 e aprire un plotter seriale a 9600 baud. Posizionare un magnete sopra l'ESP32 e osservarne la reazione. Capovolgendo il magnete si vedrà un valore invertito, corrispondente alla direzione capovolta del magnete.
Tempo di accomodamento inferiore a un microsecondo. Scheda Huzzah32 per l'alimentazione da 3 V, di Jeremy Cook
Per osservare il funzionamento di un interruttore Reed, collegarlo a un multimetro sull'impostazione di continuità. Quando il dispositivo è normalmente aperto, rimarrà disconnesso senza magnete. Quando viene applicato un magnete, mostra un collegamento solido. Da qui, è possibile applicare questo input a un microcontroller (ad esempio, un ESP32), osservarne il tempo di accomodamento con un oscilloscopio o persino usarlo per controllare qualcos'altro in modo indipendente.
Visualizza prodotti correlati
Visualizza prodotti correlati
Visualizza prodotti correlati
