Hall Efekt Sensör?

[Endorfin35+]

Merhaba,

Pozisyon kontrolu yapan analog bir kontrol kartım var. Encoder olarak iki adet foto diyot kullanıyor. foto diyotlar yan yana konumlandırılmış ve üzerlerinde hareketli bir gölge plakası var. foto diyotların  dirençleri ışığa bağlı birbirlerine zıt bir şekilde  değişiyor. foto diyotlar ortak anot ile gnd ye bağlanmışlar. Bu arada devrenin beslemesi simetrik. Sensörden karta iki kanal sinyal girişi var bu sinyallar konuma göre Gnd ye çekiliyor.  Kontrol kartı üzerindeki biraz takip ettiğimde aşağıdaki şekilde bir bağlantı görüyorum. Sinyal bir dizi opamp a gidiyor. Aslında kartın her tarafı opamp



Bu da benzer bir kartın şemasından.





Şimdi sorunum söyle foto diyot yerine analog hall effect sensör kullanmayı düşünüyorum.
Daha önc hiç hall sensör kullanmadım ama resimdeki gibi bir sensör iş görür gibi düşündüm,





Kontrol kartının yapısına müdahale etme şansım yok. Hall sensör 0 - 2,5 - 5v arasında analog çıkış veriyor. Sensöre ek linteki gibi bir devre kursam nasıl olur? lineerlik, çalışma bölgesi vs nasıl olmalı bilemediğim için iki adet trimpot düşündüm ama üstatların da fikrini almak isterim. Hall sensör ile foto diyotların karakteristiğini nasıl simule ederim. Yada nasıl basit bir yöntem uygulayabilirim.  Her türlü fikre açığım.

Düşündüğüm yapı : link

Ek bilgi: Kontrol kartımda bir dizi kompansazyon ayarı var. Sonuca göre bazı sapmaları düzeltebilirim. Fakat mümkün olduğunca foto diyot ki gibi benzer bir sinyal üretmeliyim.

[taydin]

Foto diyotlar, hall sensöre göre çok daha hızlıdır. Saniyede 10 milyon değişimi rahatlıkla algılayıp ona göre tepki verir. Ama bir hall sensörün tepki süresi mikrosaniyeler mertebesindedir. Saniyede 100,000 olayı bile zor algılayıp tepki verir.

Üzerinde tek bir delik olan bir disk ile devir ölçümü yapacaksanız, ikisi de iş görür 100,000 devire kadar iş görür. Ama üzerinde 10 delik olan bir disk ile devir ölçümü yapacaksanız, 10,000 devirde saniyede 100,000 olay demektir, hall sensörün sınırlarını zorlamaya başlarsınız.

[Endorfin35+]

Öncelikle bilgilendirme için teşekkür ederim.

Hall konusunda tecrübem olmadığı için şüphelerim var. Nasıl bir çözünürlük elde edebilecem onuda bilmiyorum.  Foto diyotlar çok küçük bir açı aralığında dairesel hareket için pozisyon sensörü görevi görüyorlar. İki adet diyot kullanıldığı için sistem pozisyon olarak da simetrik çalışıyor. Örneğin iki diyot üzerindeki ışık miktarı eşit ise orta noktada olduğunu tayin ediyor. 

Benim ihtiyacım şöyle; Ben 12mm doğrusal hareketi bu kart/devre ile yapmak istiyorum.  12mm hareketi doğrusal algılayacak. temassız olacak. bir birine zıt iki kanal analog çıkış olacak... Bu kriterlerden dolayı hall sensör geldi aklıma. Ha birde kapasitif olur belki ama onun için daha çok uğraşmam gerekli... Bu sepeblerden alternatif sensör/encoder arayışı içindeyim. dijital encoderler kullanmak istemiyorum. tavsiye ve önerilere açığım.

Hız ihtiyacı şöyle; mevcut sistemde  1saykıl içerisinde 65K değişim oluyor. Saykıl frekansı 100hz e kadar yükselebiliyor. O zaman  6.500.000 değişim algılanıyor. Dediğiniz gibiymiş şimdi hesapladım. Baya yüksekmiş. Hall ile bu iş olur ama bir hız limitine takılır sonucuna varıyorum. Bu foto diyotları 10-15mm lineer kullanmak mümkün mü acaba araştırayım biraz.

[taydin]

Pozisyon ölçümü yapacaksanız o zaman zaten hall sensörünü dijital olarak kullanmıyorsunuz, analog olarak kullanıyorsunuz. Bu durumda pozisyon çözünürlüğü ve toleransı da işin içine giriyor. Ayrıca manyetik alanla çalıştığı için, civardaki parazitik manyetik alanlar da sorun teşkil edecek. Mesela yakında 100 KW lık elektrik motoru çalışıyorsa, veya kaynak makinası çalışıyorssa o hall sensörü tamamen saçmalamaya başlayacak. Bu uygulama için fotodiyot çok daha uygun, elektriksel parazitlere karşı tamamen izole edilmiş olacaktır.

[Endorfin35+]

Deneme amaçlı hall sensör temin ettim.  Datasheet ine bakınca response time 2us yazıyor ki bu durum biraz umut verici oldu.  Fakat hall sensör ile kontrol sağlayamadım.  Sanıyorum foto diyotun çalışma şeklini yanlış yorumladım.  Bir kaynakta şöyle bir açıklama var ;

"Bu devre, fotodiyotu fotovoltaik modda çalıştırır, burada opamp, fotodiyot üzerindeki voltajı 0 V'da tutar. Hassas uygulamalar için en yaygın konfigürasyon budur."



Ben ışıkla foto diyotun direnci azalıyor gibi düşünmüştüm ama Işıkla elektrik üretip minik bir güneş pili gibi mi davranıyor?

[taydin]

Evet aynen. Devreyi eviren opamp sandım ilk başa ama değil. Bunu biraz incelemek lazım.

[Furkan KELEŞOĞLU]

Logaritmik yüksellteçe benziyor.

[Endorfin35+]

Foto diyotları paralel ikişerli kullanmışlar. bende anlam vermiyordum neden paralel iki tane diye. Amcalar kazancı arttırmak için iki adet bağlamışlar...

Kendime not: Link

[Hattuşa]

Foto diyotları paralel ikişerli kullanmışlar. bende anlam vermiyordum neden paralel iki tane diye. Amcalar kazancı arttırmak için iki adet bağlamışlar...

paralel iki tane bağlamaktan kasıt (bence) fotodiyotların çalışma bölgesinde kararsızlık vardı kararlı hale getirmek için

[taydin]

Bu devre bir trans empedans yükselteci imiş, ben de yeni öğrenmiş oldum. Girişindeki akım kağnağındaki akım değişimlerini, çıkışında voltaj değişimlerine dönüştürüyor

https://en.wikipedia.org/wiki/Transimpedance_amplifier

[Endorfin35+]

Çok teşekkürler arkadaşlar. Benim için biraz göbek çatlatan cinsten oldu ama (acemilikten olsa gerek) hall sensör le çalıştırmayı başardım.  Akım hesaplarına çok girmeden voltaj ile sonuca vardım. Foto diyot baya kafa karışıklığı yarattı. Püf noktası Işık aldığı zaman opamp a negatif voltaj basıyor. Hall sinyalini, araya bir opamp daha girerek ve negatif e çevirerek olması gerektiği gibi dönüştürdüm. Sonuç başarılı oldu.

Teşekkürler.