Revisione di una sottocategoria di Hall

L'effetto Hall fu scoperto nel 1879 da Edwin Hall, ben 20 anni prima della scoperta dell'elettrone. All’epoca nessuno sapeva veramente spiegare il fenomeno; solo molto tempo dopo l'effetto trovò la sua strada nelle applicazioni commerciali.

Oggi l'effetto Hall viene utilizzato in tutti i tipi di sistemi elettrici, generalmente sotto forma di sensori ad effetto Hall. Ai fini di questo articolo, esamineremo un tipo specifico di sensore ad effetto Hall: il sensore ad effetto Hall unipolare.

La nostra discussione sul sensore ad effetto Hall unipolare richiede innanzitutto di comprendere l'effetto Hall nella sua essenza. L'effetto Hall è la differenza di potenziale tra due lati di un materiale conduttore quando esposti a un campo magnetico.

Ad un livello elevato, si può pensare in questo modo: quando gli elettroni fluiscono attraverso un conduttore, viaggiano prevalentemente in linea retta. Ora, se metti quel conduttore in un campo magnetico, gli elettroni vengono deviati dalla loro linea retta dalla forza di Lorentz. Questa distribuzione spaziale ineguale degli elettroni provoca lo sviluppo di una differenza di potenziale nel conduttore.

Questo effetto viene sfruttato nei sensori a effetto Hall per rilevare i campi magnetici per una serie di motivi.

Un sensore unipolare ad effetto Hall sfrutta l'effetto Hall per funzionare come un interruttore. Il principio di funzionamento è il seguente.

Un magnete che presenta un campo magnetico positivo (polo sud) di intensità sufficiente (densità del flusso magnetico) farà passare il dispositivo allo stato acceso. Una volta acceso, il circuito integrato unipolare rimarrà acceso finché il campo magnetico non verrà rimosso e il circuito integrato tornerà allo stato spento.

Il funzionamento di questi interruttori dipende normalmente dall'intensità del campo magnetico, dalla direzione del campo e dalle tolleranze del dispositivo. Nella maggior parte degli interruttori unipolari, il campo deve puntare perpendicolarmente attraverso la faccia del contenitore.

Questa tecnologia ha trovato casa in molti dispositivi di rilevamento di prossimità.

Un classico esempio di applicazione di questa tecnologia è la leva del cambio di un veicolo. Quando il conducente sposta la leva, viene spostato anche un magnete nella parte inferiore della leva. Quando cambia posizione, diversi sensori sono esposti al campo magnetico e il loro interruttore si accende. Gli altri, fuori prossimità, sono spenti. In questo modo, il conducente può controllare la modalità di funzionamento (ovvero guida, parcheggio, retromarcia, folle) del veicolo.

Altre applicazioni includono il rilevamento dell'orientamento aperto o chiuso di laptop o smartphone scorrevoli.

Oggi, le aziende stanno ancora lavorando per migliorare e miniaturizzare gli interruttori unipolari a causa della loro vasta gamma di applicazioni.

Proprio questo mese, Diodes Incorporated ha rilasciato l'AH3188, un nuovo interruttore unipolare ad altissima sensibilità e a basso consumo. Questo dispositivo include doppie uscite unipolari, il che significa che l'AH1388 può rilevare in modo indipendente i poli nord e sud.

Il dispositivo dichiara una sensibilità più elevata per consentire magneti più piccoli, consentendo così design più compatti, con potenza inferiore e flessibili. Il prodotto è rivolto ai progetti di rilevamento di prossimità ed è attualmente in piena produzione.

I sensori unipolari ad effetto Hall sono una tecnologia utile che sfrutta l'effetto Hall per funzionare come interruttori. Spesso presenti nelle applicazioni di rilevamento di prossimità, questi dispositivi offrono una soluzione flessibile e su piccola scala per i progettisti.

Poiché le aziende continuano a sviluppare e migliorare la tecnologia, sembra probabile che questi dispositivi rimarranno ampiamente disponibili.