Услуги и цены
Записаться
Появилась возможность записаться он-лайн!Этапы обучения
Теория и практическое обучение вождению на механике или автомате, индивидуальный подход, никаких дополнительных затрат.
Подключение датчика холла
Датчик Холла: принцип работы и особенности ремонта
Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.Обращаться на почту [email protected]Датчики в конструкции машины – своеобразные шпионы, которые сообщают головным узлам автомобиля ту или иную информацию, а последние в свою очередь, анализируя полученные данные, принимают решение относительно своей дальнейшей работы. Подобных шпионов в любом транспортном средстве установлено немало, однако и среди этих вспомогательных деталей выделяют некоторые основные. Так, датчик тока, основанный на эффекте Холла, участвует в работе многих систем автомобиля. Есть желание узнать о нём подробнее? Тогда обязательно ознакомьтесь с приведённой ниже статьёй, которая во всевозможных разрезах рассматривает линейный датчик Холла.
Принципы работы и устройство датчика Холла
Датчик любого вида устанавливается на автомобиль с одной целью: получение информации об одном из многочисленных параметров его работы. Какой-то идентификатор отвечает за определение температуры в двигателе, другой отслеживает количество расходуемого воздуха, а третий всегда готов ответить за положение того или иного узла мотора. Именно для достижения последней цели нужен датчик Холла, который беспрерывно следит за положением коленчатого или распределительного вала.
Принцип работы датчика Холла основан на применении гальваномагнитного явления, открытого в 1879 году Эдвином Холлом. Суть последнего заключается в том, что посредством интеграции некоторого полупроводника (датчика Холла) в электросистему с магнитным полем на его выводах возникает напряжение. При помощи измерения напряжённости магнитного поля в системе зажигания и получается определять углы расположения коленвала и распредвала машины, что крайне важно для грамотного формирования знаний о моменте искрообразования на данный момент времени. Благодаря своей специфике, магнитный датчик Холла применяется исключительно в бесконтактных системах с протекающим в них током (в случае с автосферой – в бесконтактных системах зажигания или, в сокращении, БСЗ).
Обобщая отмеченную выше информацию, стоит поэтапно рассмотреть то, как работает датчик Холла. Если обращать внимание на этот процесс максимально просто, то его сущность заключается в следующем:
- Аналоговый датчик Холла монтируется в систему зажигания автомобиля, что с точки зрения физики означает включение в электросеть (магнитное поле) дополнительного проводника. Уточняя этот момент, важно отметить, что устройство идентификатора предполагает использование высокотехнологичных проводников, которые позволяют не нарушать сопротивление и напряжение в цепи;
- В процессе работы мотора, а именно в моменты искрообразования в датчике Холла формируется некоторое напряжение, которое и необходимо для определения точного угла коленвала и распредвала в конкретный момент времени;
- После этого, выявленное изменение в магнитном поле системы зажигания автомобиля, передаётся на коммутатор, а затем отходит на иные узлы машины. Последние, к слову, основываясь на данном изменении в магнитном поле и расположении валов, могут принимать наиболее оптимальные решения в плане организации своей работы.
Возникновение и точная передача напряжения Холла через соответствующий датчик возможна благодаря уникальной схеме подключения последнего. Уникальность заключается в расположении датчика, который просто вмонтирован в электроцепь системы зажигания автомобиля и не нарушает работу таковой. Именно подобные характеристики идентификатора Холла позволяют ему оставаться наилучшим способом определения положения коленвала и распредвала мотора вот уже долгие годы.
Цифровой датчик Холла в конструкции автомобиля
Теперь, когда принципы работы, устройство датчика Холла и то, для чего он вообще нужен, стали более-менее понятны, можно углубиться в рассмотрение его функционирования именно в конструкции машины. Для начала обратим внимание на его физическое состояние. Большинство современных датчиков Холла, устанавливаемых на мотор, представляют собой составляющую трамблёра. Она устанавливается неподалёку от распредвала и имеет в своей конструкции магнитопроводящую пластину, с виду напоминающую корону. Последняя имеет n-ое количество прорезей (их число всегда равняется числу цилиндров двигателя), а также дополняется основой датчика тока на эффекте Холла – магнитом.
В процессе вращения распредвала его лопасти поочерёдно проходят прорези ранее отмеченной пластины датчика, что вызывает появления напряжения. Последнее формирует электрический импульс, передающийся сначала на коммутатор, а затем на катушку зажигания и другие электронные узлы автомобиля. В итоге, в системе зажигания с датчиком Холла он выполняет две основные функции:
- Запускает искрообразование на концах свечей зажигания посредством преобразования напряжения Холла в высокую напряжённость магнитного поля;
- Оповещает другие узлы автомобиля, которым требуется знать положение распредвала и коленвала, о таковом в данный момент времени.
Подобные характеристики узла делают из него довольно-таки важную составляющую системы зажигания, без правильной работы которой, функционирование мотора зачастую невозможно. Теперь, наверное, уже всем полностью понятно – зачем нужен этот пресловутый «холловский» идентификатор. Отметим, что данная деталь успешно применяется как на одноконтактных, так и двухконтурных системах зажигания. Более того, двухконтурное зажигание с одним датчиком Холла довольно-таки популярно.
Подключение датчика Холла предусматривает использование трёх клемм:
- первая идёт на «массу»;
- вторая — на плюс с входным напряжением порядка 6 Вольт;
- третья является «выходной» и отправляет преобразованное напряжение на коммутатор.
Распиновка у датчика простейшая и, как правило, не отличается от представленной ниже (то есть, провода датчика Холла зачастую подключаются по следующей схеме):
Вопросы по типу:
- Как проверить датчик Холла?
- Где находится датчик Холла?
- Как заменить датчик Холла?
- Как подключить датчик Холла?
- Как поменять его на новый?
Требуют от автомобилиста знаний того, как выглядит этот элемент системы зажигания, отвечающий за правильное искрообразование. К счастью, нужная деталь до безобразия проста как в ремонте, так и во внешнем виде. В типовом варианте датчик Холла, поставленный на абсолютно любой автомобиль, выглядит следующим образом:
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:
- Снять датчик с автомобиля;
- Замкнуть его выходы под номером 2 и 3 (минус и контакт с коммутатором);
- 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.
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:
- Первоочерёдно автомобиль глушится, клеммы АКБ отключаются и снимается трамблёр зажигания;
- Отсоединив последний, демонтируется его крышка. На этом же этапе желательно совместить метки ГРМ и коленвала;
- 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.
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!
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на нихДатчик Холла
Есть такой интересный эффект — если через квадратную проводящую пластину гнать постоянный ток, а саму пластину пронизать магнитным полем, чтобы линии индукции проходили через ее сечение, то летящие по пластине электроны отклоняются силой Лоуренса.
![]() |
А раз так, то с одного края электронов будет больше чем с другой. Возникает разность потенциалов, то есть напряжение. И чем больше ток и сильней поле, тем большая разность будет. Это и есть эффект Холла.
Дальше дело за малым — берем источник стабильного тока, чем стабильней тем лучше, ведь от стабильности зависит точность показаний. Прогоняем постоянный ток по пластине, ловим да усиливаем разность потенциалов до осязаемых величин. В результате получаем отличную вещь — датчик магнитного поля, он же датчик Холла. Например такой:
![]() |
Моделей существует целая прорва. В чистом виде, правда, встречается редко. Обычно элемент Холла с чем нибудь да совмещен. Либо, как тут, с усилителем, либо с силовыми ключами, как в датчиках из компьютерных бесколлекторных вентиляторов — там он сразу же коммутирует обмотки, выполняя роль электронного коллектора. Правда на некоторых старых моделях вентиляторов можно обнаружить и целые микросборки из «чистого» датчика, усилителя и силовых ключей, но вот уже лет 5 мне такие не попадались.
Делал я тут один частный заказик недавно, вот там и применил эти козявки.
![]() |
Подключение проще простого — подал питание, снял сигнал. Питание по даташиту написано двуполярное, но ничего не мешает подать и однополярное. Просто в этом случае ноль сигнала у нас будет не 0В а Vcc/2. У меня на Pinboard напряжение в магистрали питания около 4.8 вольт, поэтому на выходе датчика 2.4 вольта в подвешенном состоянии.
Теперь берем и подносим к нашему датчику магнитик. В зависимости от полярности стороны магнита, напруга либо обвалится в ноль, либо подскочит до максимума. Ну и, в зависимости от расстояния, может принимать промежуточные значения, линейно завися от силы магнитного поля.
Это все интересно, но что с того? Куда это можно применить? А применений датчику можно придумать вагон и маленькую тележку. Например, бесконтактные концевые выключатели.
Причем, в отличии от герконов, датчики эти почти вечные — там нет ни единой движущейся части.
А если совместить датчик с магнитом и подсунуть ему шестеренку, что будет замыкать через себя магнитный поток, то можно легко получить датчик скорости вращения. Когда зубец будет ближе к датчику, то сопротивление магнитному потоку будет ниже, а значит и его сила будет больше. А на межзубцовых промежутках все наоборот. В результате, на выходе датчика будут импульсы сходные с формой зубов шестерни, а уж посчитать их не составит труда.
Или, например, надо нам замерить БОООЛЬШОЙ постоянный ток. Скажем идущий к драйверу двигателя. С малыми токами все ясно и так — ставим шунт и снимаем с него падение напряжения. С большими токами финт прокатит плохо — шунт будет лишней нагрузкой, сжирающей мощность, греющейся. Да и сделай его еще из подручных средств… А ведь можно сделать все куда проще. Заворачиваем провод в катушку, опоясываем магнитопроводом, а в разрез пихаем наш датчик. Причем необязательно делать много витков — если ток большой, да датчик чувствительный, то и одного-двух витков хватит (кстати, есть и неплохие промышленные датчики постоянного тока — LEM делает).
Ну и вот такой практический примерчик — на базе датчика SS495A сварганил простейший цифровой тахометр :) Сам датчик купил на Алиэспрессе
А схему собрал на своей демоплате:
![]() |
Получилась такая вот конструкция:
![]() |
Включил моторчик, магнитик завертелся, а на выходе датчика Холла пошла вот такая вот картина:
![]() |
Вообще я сам удивился насколько четкие и резкие фронты. Я думал будет подобие синуса. Ан нет, магнит оказался мощный (ниодимовый из лазерной головки CD-ROM’a) и видимо он сразу же зашкаливает наш датчик.
Дальше, на базе ядра диспетчера, описанного в не так давно, набросал по быстрому программку (только функциональная часть):
HAL.c
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | inline void InitAll(void) { //InitUSART UBRRL = LO(bauddivider); UBRRH = HI(bauddivider); UCSRA = 0; UCSRB = 1Датчики Холла: принцип работы, как проверить своими руками, применение
Электромагнитное устройство, именуемое датчиком Холла (далее ДХ), применяется во многих приборах и механизмах. Но наибольшее применение ему нашлось в автомобилестроении. Практически во всех моделях отечественного автопрома (ВАЗ 2106, 2107, 2108 и т.д.) бесконтактная система зажигания для бензинового двигателя управляется этим датчиком. Соответственно, при его выходе из строя возникают серьезные проблемы с работой двигателя. Чтобы не ошибиться при диагностике, необходимо понимать принцип работы датчика, знать его конструкцию и методы тестирования. Кратко о принципе работыВ основу принципа действия датчика зажигания положен эффект Холла, получивший свое название в честь американского физика, открывшего это явление в 1879 году. Подав постоянное напряжение на края прямоугольной пластины (А и В на рис. 1) и поместив ее в магнитное поле, Эдвин Холл обнаружил разность потенциалов на двух других краях (С и D). ![]() В соответствии с законами электродинамики, сила Лоренца воздействует на носители заряда, что и приводит к разности потенциалов. Величина напряжения Uхолла довольно мала, в пределах от 10 мкВ до 100 мВ, она зависит как от силы тока, так и напряженности электромагнитного поля. До середины прошлого века открытие не находило серьезного технического применения, пока не было налажено производство полупроводниковых элементов на основе кремния, сверхчистого германия, арсенида индия и т.д., обладающих необходимыми свойствами. Это открыло возможности для производства малогабаритных датчиков, позволяющих измерять как напряженность поля, так и силу тока, идущего по проводнику. Типы и сфера примененияНесмотря на разнообразие элементов, применяющих эффект Холла, условно их можно разделить на два вида:
Следует отметить, что цифровой тип включает в себя следующие подвиды:
![]() Как правило, большинство датчиков представляет собой компонент с тремя выводами, на два из которых подается двух- или однополярное питание, а третий является сигнальным. Пример использования аналогового элементаРассмотрим в качестве примера конструкцию датчика тока ы основе работы которого используется эффект Холла. ![]() Обозначения:
Принцип работы такого устройства довольно прост: ток, проходящий по проводнику, создает электромагнитное поле, датчик измеряет его величину и полярность и выдает пропорциональное напряжение UДТ, которое поступает на усилитель и далее на индикатор. Назначение ДХ в системе зажигания автомобиляРазобравшись с принципом действия элемента Холла, рассмотрим, как используется данный датчик в системе бесконтактного зажигания линейки автомобилей ВАЗ. Для этого обратимся к рисунку 5. ![]() Обозначения:
Алгоритм работы такой схемы выгладит следующим образом:
Казалось бы, ничего сложного, но искра должна появиться именно в определенный момент. Если она сформируется раньше или позже, это вызовет сбой в работе двигателя, вплоть до его полной остановки. ![]() Проявление неисправности и возможные причиныНарушения в работе ДХ можно обнаружить по следующим косвенным признакам:
Совсем не обязательно, что перечисленные факторы вызваны выходом из строя ДП. Высока вероятность того, неисправность вызвана другими причинами, а именно:
Как проверить работоспособность датчика Холла?Есть разные способы, позволяющие проверить исправность датчика СБЗ, кратко расскажем о них:
Обратим внимание, что для выявления искрообразования высоковольтный проводок должен находиться рядом с массой.
![]() На исправном датчике напряжение будет колебаться в диапазоне от 0,4 до 11 вольт (не забудьте перевести мультиметр в режим измерения постоянного тока). Следует заметить, что проверка осциллографом будет намного эффективней. Подключается он таким же образом, как и мультиметр. Пример осциллограммы рабочего ДХ приведен ниже. ![]()
Ест еще один вариант проверки, по принципу напоминающий второй способ. Он может быть полезен, если под рукой нет измерительных приборов. Для тестирования понадобиться резистор номиналом 1,0 кОм, светодиод, например, из фонарика зажигалки и несколько проводков. Из всего этого набора собираем прибор в соответствии с рисунком 9. ![]() Тестирование осуществляем по следующему алгоритму:
Подключение датчика Холла к коммутатору: что такое имитаторВ автомобильных системах существует большое количество устройств, несущих массу пользы. К их числу относится датчик Холла (ДХ), контролирующий искрообразование в системе зажигания и применяющийся в других автосистемах. Попробуем разобрать, как этот преобразователь импульса подключается к коммутатору. ДХ и их функцияВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год! Читать дальше» ДХ порой называют шпионами, и это в корне верно. Они предоставляют самую важную информацию о том или ином процессе, а на основе ее принимаются решения о том либо ином действии. Данные, собираемые ДХ, передаются не водителю на приборную панель, как было в одно время, а непосредственно на коммутатор в БСЗ (бесконтактная система зажигания). Схема коммутатор+датчик холлаВсе автодатчики классифицируются по определяющему параметру. ДХ в автомобильных системах немало, в их число входит датчик массового расхода горючего, регулятор положения валов и т. д. О принципе действия ДХ было написано очень много и подробно. Останавливаться на этом мы не будем, а лишь напомним читателям, что гальваномагнитное явление или эффект Холла было открыто в конце позапрошлого века. Зато сегодня на основе этого прибора взлетают в космос ракеты, поднимается ввысь самолет, безупречно работает система зажигания автомобиля и т. д. Коммутатор: обзор БСЗЕсли с ДХ все понятно, то какие же функции выполняет коммутатор? Этот прибор представляет собой электрокомпонент, обеспечивающий работу БСЗ. Для лучшего понимания функций коммутатора, рекомендуется подробнее рассмотреть БСЗ и ее схему. Коммутатор и распределительКак известно, в автомобилях принято внедрять 3 системы зажигания – контактная, бесконтактная и микропроцессорная. В первой из них – КСЗ, применяется транзистор, система считается уже устаревшей, и встречается редко. Транзисторы имеются и в БСЗ, но функционируют они по другой схеме. Несмотря на то, что БСЗ тоже имеет немало минусов, по сравнению с КСЗ она смотрится гораздо надежнее. МСЗ (микропроцессорная) же по сравнению с БСЗ имеет немало плюсов, так как позволяет контролировать практически все параметры автомотора. А в БСЗ этого делать не получается, да и в инжекторных ДВС система без контактов выглядит несколько блекло. Схема зажигания и датчик холлаОдним из явных недостатков БСЗ является несоответствие с новыми, более требовательными мерами по поддержке ЭКО. А вот МСЗ позволяет уменьшать количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ. Среди основных элементов БСЗ выделяются свечи. Они устанавливаются в ГБЦ, и служат для воспламенения горючей смеси. Однако лишь с помощью свечей мотор функционировать не сможет. Тут нужен контроль положения коленвала, что позволит определить расположение поршней в цилиндрах. На помощь приходит ДХ, функционирующий на известном эффекте. Размещен он внутри трамблера, выдает импульс, поступающий непосредственно на коммутатор. Основы функционирования коммутатораРассмотрим функционирование коммутатора более подробно:
Что касается самой схемы коммутатора, то она достаточно проста. С другой стороны, самостоятельное изготовление схемы в некоторых радиоклубах приветствуется, хотя найти ее в готовом виде намного проще. Главное – это суметь обеспечить правильную установку коммутатора и подключение к ДХ, иначе функционирование устройства окажется неправильным. Автомобильный коммутатор зажигания с выходамиНемаловажное значение для эффективной работы коммутатора имеют транзисторы. Их следует подбирать в соответствии с параметрами, используя надежную тестовую аппаратуру. Интересный момент. Коммутатор автомобиля Ваз состоит из 1 основного компонента – контроллера. Предназначен он для внедрения в БСЗ, несложен и позволяет подключать тахометр, установленный в приборной панели автомашины. Соединение (подключение)Коммутатор позволяет самостоятельно подключать его, однако может понадобиться замена штатной проводки. Дело в том, что придется учитывать назначение всех выводов, расположенных на колодке коммутатора. Без этого будет невозможно провести качественное подключение, да и риска вывести его из стоя не будет.
ПроверкаЧтобы исключить порчу коммутатора и избежать нестабильной работы системы зажигания, рекомендуется проверять элемент. В данном случае, наиболее легким вариантом станет использование заведомо исправного узла. А если такого нет под рукой, то проверить коммутатор удастся простой лампочкой. Вот, что надо сделать:
Устройство считается полностью исправным, если лампа загорается. В противном случае, коммутатор неисправен. Дабы получить еще более точную информацию, рекомендуется применять уже приборы сложнее, чем лампочка. Например, осциллограф, мультиметр и т. д. Еще один вариант проверки автомобильного коммутатора подразумевает наличие имитатора. Он функционирует полностью на осциллографическом методе. Для точной диагностики рабочести коммутатора, на вход имитатора подается импульс со скважностью 3 и частотой 33-100 Гц. Принцип работы коммутатораТакие параметры как раз соответствуют вращению коленвала 4-цилиндрового мотора, работающего на оборотах 500-1500 об/мин. Скважность импульсов имитатора должна изменяться, как только изменится частота вращения коленвала. Имитатор – полностью контрольно-измерительное устройство, не способное заменить коммутатор в работе. Однако он эффективно проверит его работу. Если все установлено правильно, коммутатор исправен, то остается лишь грамотно все отрегулировать, настроить систему. Одним из важнейших этапов настройки является выставление меток. Делается это по причине синхронной работы газораспределения и поршневой группы двигателя. Особых сложностей при настройке системы, как правило, не возникает. Тем более, касается это отечественных машин, в которых схемы зажигания выполнены как мощно проще: трамблер выставляется лишь в одном фаворе, коммутатор дополнительным настройкам не подвергается. Регулировка простой системы зажигания осуществляется так:
Искомым моментом станет свечение диода. Тут надо перестать вращать трамблер, и зафиксировать его в нужном положении. Признаками неисправного или неправильно установленного коммутатора являются следующие моменты:
Основной причиной поломки называют «плохую массу». Другими словами, это происходит по причине окисления контактов или после длительных ремонтных работ, когда машина долгое время не работает. Неисправный коммутатор неспособен посылать в катушку соответствующее напряжение, без которого двигатель не заводится. Существует ряд неисправностей, при которых на коммутатор не поступает импульс, но это уже проблемы датчика Холла. Чтобы удостовериться в том, что причиной неисправности является вовсе не коммутатор, а ДХ, следует измерить напряжение на выходе датчика. Если последний исправен, то при проворачивании ключом маховика коленвала, вызывается резкое изменение на шкале прибора (в пределах 0,2 В-12 В). Более подробно это выглядит так: если ДХ рабочий, то низкий порог его чувствительности не должен превышать значение в 4 В, а высокий порог – быть ниже 9 В. Коммутатор дает много преимуществ в системе зажигания БСЗ. Он позволяет повысить мощность ДВС, уменьшить расход горючего, увеличить надежность функционирования ДВС. Но самое главное – это неусыпный контроль и своевременная настройка системы. Устал платить за штрафы? Выход есть!Забудьте о штрафах с камер! Абсолютно легальная новинка - Глушилка камер ГИБДД, скрывает ваши номера от камер, которые стоят по всем городам. Подробнее по ссылке.
|