Автомобильный датчик Холла: что нужно знать об этом устройстве

Автомобильный датчик Холла: что нужно знать об этом устройстве

Датчик Холла (сокращенно ДХ) получил свое название по имени американского физика Эдвина Холла. Именно он обратил внимание на следующее физическое явление: при помещении прямоугольной пластины из материала-полупроводника в магнитное поле и подведении тока к ее коротким сторонам, на длинных сторонах образуется напряжение.

Произошло это открытие еще в 1879 году, однако применить его в промышленности удалось лишь во второй половине двадцатого века, после того, как было налажено массовое производство полупроводниковых пленок.

В настоящее время датчик Холла используется в разных сферах. Особенно широкое распространение он получил в автомобильной промышленности: с его помощью контролируются вращения и перемещения узлов и механизмов, вибрации мотора, а также, наиболее часто – работоспособность бесконтактной системы зажигания. О последней функции и пойдет речь далее.

Кратко о принципе работы

В 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).

Рис .1. Демонстрация эффекта Холла

В соответствии с законами электродинамики, сила Лоренца воздействует на носители заряда, что и приводит к разности потенциалов. Величина напряжения U_холла 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.

Принцип действия устройства

Принцип, по которому работает датчик, основан на эффекте Холла, который заключается в следующем:

1. Воздействие магнитного поля на нагруженный проводник приводит к появлению электрического поля;
2. Напряжение изменяется (в пределах 0,4–3,0 В);
3. При экранировании источника тока работа датчика становится импульсной.

В составе самого простого ДХ есть экран с прорезями (иногда – шторками), число которых соответствует количеству цилиндров мотора, и постоянный магнит. При вращении распредвала расположенные на нём треугольные выступы (лопатки) пересекают пространство возле датчика, вызывая импульс напряжения, который передаётся на управляющий блок.

Изменение частоты вращения вала приводит к уменьшению или увеличению интервала поступления сигнала. Полученные управляющим блоком импульсы распознаются и обеспечивают сначала впрыск топлива в двигатель, а затем поджигание топливовоздушной смеси.

Как проверить датчик Холла в трамблере?

Распространённый способ проверки — имитирование наличия датчика. Это самый эффективный способ. Он подходит при наличии электричества на узлах системы зажигания и при полном отсутствии искры.

Для проверки с трамблера демонтируем колодку для подключения штекеров. Потом активируем зажигание машины и при помощи небольших кусочков проволоки замыкаем выходы 2 и 3. Если есть искра на среднем проводе катушки зажигания, значит, датчик приказал долго жить. Для выявления образования искры высоковольтную проводку располагаем рядом с массой.

Прозвонить мультиметром

Надо замерить напряжение, которое сформировалось на выходе контроллера. При исправности прибора напряжение будет в пределах 20 вольт.

Прежде всего придется вынуть чехольчик с колодки, подведенной к трамблеру. Далее действуем так:

• демонтируем основной экранированный провод с распределителя;
• подсоединяем его к массе (для предотвращения риска случайного появления разряда);
• активируем зажигание;
• снимаем распределительную колодку;
• мультиметр ставим в положение ПТ 20 В;
• минусовой щуп присоединяем к массе;
• плюсовой нам потребуется для замера напряжения.

На трамблерной колодке 3 разноцветных провода. На красном напряжение должно быть в районе 12 В. Такое же значение — норма и для зеленого провода. А вот на белом оно должно равняться нулю. Если прибор в звуковом режиме, при касании щупом белого провода появится звон. Это свидетельство нормального соединения провода с массой.

Так мы убедились в наличии всех импульсов на ДХ. Теперь берем приготовленные заранее небольшие гвоздики и вставляем их: один — в зеленый (средний) провод, другой — в белый (масса). Колодку монтируем в трамблер. Гвоздики выполняют роль проводников. Дело в том, что с другой стороны колодки контактная база отсутствует, а оголять проводку нельзя. Плюсовой щуп подносим к среднему проводу, минус — к массе. Прибор должен показывать 11.2 В (примерное значение). Проворачиваем коленвал. Если в нижней точке показания будут соответствовать 0,02 В, а в верхней 11,8 В — это норма. Значительные отклонения от этих показаний говорят о проблеме.

Другие способы

Если симптомы неисправности датчика Холла не убедили вас, что проблема именно в нем, можно попробовать измерить сопротивление на датчике. Здесь самому придется выступить в роли конструктора и сделать прибор, составляющие детали которого:

• резистор в 1 кОм;
• светодиод;
• проводка.

К одной ножке светодиода паяем сопротивление, к нему — 2 проводка. Длину проводков выбираем самостоятельно — так, чтобы было удобнее работать. Демонтируем крышку распределителя, отключаем штекерный узел и трамблер. Затем диагностируем электроцепь. Для этого вольтметр подсоединяем к 1 и 3 клеммам, активируем зажигание авто. Если узел работает правильно, на экране появится значение — 10-12 вольт.

Затем сделанный для измерения прибор подсоединяем к тем же клеммам. Светодиод обязательно загорится при верном выборе полярности. Если этого не происходит, провода надо поменять местами. Дальше действуем так:

• подключенный к первой клемме провод оставляем в покое;
• третью клемму перебрасываем на вторую;
• прокручиваем распредвал (вручную или при помощи стартера).

Принцип прост: если при прокручивании вала светодиод мигает — значит, все работает и сенсор в порядке. Проверка датчиков на разных моделях машин производится по одной схеме.

Также можно попросить знакомых одолжить устройство, которое является заведомо рабочим. Обратитесь к автолюбителям, на машинах которых стоят идентичные сенсоры. Если проблемы пропали, это означает, что ДХ на вашем автомобиле неисправен.

Как проверить датчик Холла?

Рекомендуется проводить проверку при помощи несложного прибора, который каждый водитель может сделать своими руками. Ему понадобится сопротивление 1 кОм и простой светодиод. К его ножке припаивается сопротивление, к нему – два отрезка любой удобной для работы длины гибкого провода, и устройство готово. Проверка датчика Холла предваряется определением наличия электропитания на нем:

• крышка распределителя снимается;
• штекерная коробка с трамблера отсоединяется;
• тестер подключается к 1 и 3 клемме, затем включается зажигание.

Если электрическая проводка авто функционирует в нормальном режиме, тестер покажет напряжение 10 и выше Вольт.

После этого подсоединяем к тем самым клеммам сконструированный приборчик – светодиод загорается, если полярность была выбрана правильно. В противном случае нужно поменять местами концы проводов. Последующая схема проверки такова:

• провод, накинутый на 1 клемму, не трогаем, а на свободную 2 клемму перекидываем конец с 3-ей;
• проворачиваем (вручную либо стартером) распределительный вал.

Если вы отмечаете, что светодиод моргает во время данного процесса, значит, датчик зажигания не нуждается в замене. Также возможна проверка датчика Холла мультиметром. Его подсоединяют к выходному контакту зажигания, выставив на устройстве режим вольтметра. Стрелка устройства должна двигаться в интервале 0,4-3 Вольта (показатель исправности датчика).

• двигатель не запускается;
• на холостом ходу обороты плавают;
• во время движения при повышении оборотов автомобиль дёргается;
• глохнет мотор без причины.

Если возникают подобные симптомы необходимо, в том числе проверить и датчик Холла. Помимо указанного в статье способа существует ещё несколько. Например, самый простой это попросить у кого-нибудь исправный датчик и просто заменить его на своём автомобиле, если проблемы самоустранились, значит, датчик неисправен.

Если под рукой есть мультиметр провести проверку проще простого. Для этого необходимо на приборе выставить режим игры измерения напряжения и протестировать показатели на выходе датчика, если он исправен напряжение будет варьироваться от 0,4 до 11 В.

Ещё один распространенный способ предполагает проверку при отсутствии искрообразования (если питание есть в системе зажигания) и заключается в имитации датчика. С трамблёра снимается колодка и включается зажигание. Далее с помощью куска провода замыкаются контакты 3 и 2 на колодке, если появится искра на центральном канале катушки зажигания, значит, датчик Холла неисправен и требует замены.

Установка нового датчика Холла взамен неисправного

Если установлена неисправность, деталь требуется заменить на новую. Порядок этой работы, как правило, не составляет особенных проблем даже для неопытных автовладельцев. Для работы потребуются пассатижи, крестовидная и плоская отвёртки, гаечные ключи на 6 – 13 мм, чтобы демонтировать с автомобиля распределитель зажигания.

Порядок действий следующий:

• отключить минусовой контакт аккумулятора;
• с крышки распределителя размонтировать высоковольтные провода;
• открутить гайки, которые удерживают трамблер в его рабочем положении;
• демонтировать трамблер;
• коленвал следует провернуть вплоть до того момента, когда метка крышки ГРМ совместится с меткой шкива;
• обозначить расположение бегунка (ротора распредвала);
• разобрать трамблер, чтобы извлечь из него коленвал;
• снять контакты датчика и скрутить сам прибор с трамблера (неисправный модуль извлекается через получившуюся при оттянутом регуляторе щель).

Для того, чтобы поставить в агрегат новую деталь, потребуется выполнить всю описанную последовательность технологических операций в обратном порядке.

После того, как выполнена установка нового датчика, его также необходимо проверить на работоспособность. Для этого подойдёт любой из описанных выше методов. Неисправность может быть следствием неправильной установки датчика. Если же вы уверены, что всё сделано правильно, следует обратиться за помощью к профессионалам.

Если вы установили, что датчик Холла перестал работать, как положено, ремонтировать его бессмысленно, — стоит он не так дорого, и заменить сломавшуюся деталь на новую не представляет особого труда. Если вы убедились, что датчик неисправен, следует просто приобрести его в ближайшем автомагазине и заменить поломавшийся модуль на новый.

Видео о том, как работает датчик Холла:

Как проверить датчик Холла своими руками

На сегодня есть несколько популярных способов, как проверить датчик холла. Выделим наиболее эффективные из них:

1. Наиболее простой способ – взять у знакомого, друга или соседа по гаражу заведомо исправный датчик и поставить его вместо своего. Если проблема исчезла, то посещение автомобильного магазина является неизбежным.

2. Возьмите тестер и измерьте напряжение на выходе. Если датчик работоспособен, то напряжение должно быть в пределах от 0,4-11 Вольт.

3. Имитация датчика Холла – еще один вариант проверки. Здесь все просто. Вытягивайте колодку с тремя штекерами с датчика, включайте зажигание и объединяйте третий и шестой выход. Если вы наблюдаете появление искры, то с большой вероятностью датчик неисправен.

4. Есть еще одна проверка датчика Холла без вольтметра. Последовательность действий следующая:

1. К выводу провода катушки подключите свечу;
2. резьбовое соединение свечки подсоедините с массой;
3. демонтируйте каретку с датчиком и подсоединяйте разъем;
4. включайте зажигание;
5. проведите металлической отверткой около «подозреваемого». Если на свечке появляется искра, то датчик Холл работает.

Как проверить датчик Холла

Давайте рассмотрим работу цифрового биполярного датчика Холла марки SS41. Выглядит наш подопечный вот так:

Судя по даташиту, на первую ножку подаем плюс питания, на вторую – минус, а с третьей ножки уже снимаем сигнал логической единицы или нуля.

Для этого соберем простейшую схему: светодиод на 3 Вольта, токоограничительный резистор на 1КилоОм и сам датчик Холла.

Теперь цепляемся к нашей схеме от блока питания, выставив на нем 5 Вольт. Минус на средний вывод, а плюс питания – на первый.

У меня под рукой оказался вот такой магнитик:

Чтобы не перепутать полюса, я пометил красным бумажным ценником один из полюсов магнита. Какой именно – я не знаю, так как не имею компаса, с помощью которого можно было бы узнать, где северный полюс, а где южный.

Как только я поднес магнит “красным” полюсом к датчику холла, то у меня светодиод сразу потух.

Переворачиваю магнит другим полюсом, подношу его к датчику Холла и вуаля!

Если магнит не переворачивать, то есть не менять полюса, то светодиод также останется потухшим, потому что датчик биполярный.

А вот и видео работы

Как вы видите на видео, мы с помощью магнита управляем датчиком Холла. Датчик Холла выдает нам два состояния сигнала: сигнал есть – единичка, сигнала нет – ноль. То есть светодиод горит – единичка, светодиод потух – ноль.

Методы проверки

Можно применить несколько методов диагностики датчика, расположенного на трамблере.

В зависимости от имеющихся средств и возможностей, автомобилист может своими руками проверить текущее состояние контроллера Холла, оценить его работоспособность и принять соответствующее решение о замене.

Как только вы заметили один или несколько из представленных симптомов, стоит взяться за проверку. Делать ее можно несколькими способами. Предлагаю рассмотреть их отдельно.

Клин клином

Самый простой и эффективный метод, который не потребует от вас вооружаться тестером или мультиметром. Но потребуется заведомо исправный аналогичный датчик Холла.

Суть диагностики до безобразия простая. Вы снимаете старый контроллер, устанавливаете на его место новый. Если после проведенной манипуляции симптоматика проходит и работа двигателя нормализуется, тогда просто оставляете новую деталь на месте. Если вы брали ДХ у товарища или соседа по гаражу, снимаете девайс, благодарите, и идете в магазин автозапчастей.

Вольтметр и мультиметр

Используя вольтметр или классический тестер, вам не составит труда проверить состояние устройства.

Думаю, тестером умеет пользоваться каждый автомобилист. Задача заключается в том, чтобы сделать замеры напряжения на выходе датчика.

Если ДХ находится в исправном состоянии, тестер выдаст значения в диапазоне 0,4-11 В.

Ровно точно так же применяют универсальный мультиметр. Нужно лишь выбрать на нем режим вольтметра.

Имитация датчика

Достаточно интересный и эффективный метод. Но тут придется немного поработать своими руками.

Принцип имитации заключается в следующем. Сначала извлеките из ДХ колодку, на которой идет 3 штекера. Далее запустите зажигание на автомобиле, после чего соедините 3 и 6 выходы между собой.

Если при такой манипуляции появилась искра, то вероятнее всего ДХ вышел из строя.

Без тестеров

Когда тестеры отсутствуют, проверку можно выполнить несколько иным методом.

Тут требуется провести пошаговые манипуляции:

• подключается свеча зажигания к выводу провода от катушки;
• соединяется резьбовая часть свечи с массой;
• демонтируется каретка с датчиком;
• подсоединяется разъем;
• включается зажигание;
• металлическим предметом проводится возле датчика;
• при появлении искры на свечке ДХ исправен.

Только будьте предельно осторожными, занимаясь своими руками подобными манипуляциями.

Самодельный тестер

Из практически подручных материалов можно собрать аналог тестера.

Устройство для проверки состоит из обычного светодиода, сопротивления на 1 Ом и двух отрезков гибкой проводки, которые нужно припаять к ножке.

К 1 и 3 клеммам штекерной коробки ДХ подсоединяются провода. При правильно выбранной полярности светодиод должен загореться. Если нет, попробуйте поменять местами. Теперь нужно сделать следующее:

• первый провод на первой клемме остается на месте;
• на вторую клемму подключается провод с третьей клеммы;
• поворачивается распредвал (с помощью стартера или вручную);
• отслеживается поведение диода.

Если диод начнет моргать, тогда с датчиком зажигания все хорошо, и менять его нет никакой необходимости.

Методов проверки действительно достаточно много. Выбирайте на свой вкус.

А вам когда-то приходилось проверять датчик Холла? Какие способы диагностики вы использовали и какой получили результат?

Подписывайтесь, оставляйте комментарии, задавайте вопросы и не забывайте рассказывать о нас своим друзьям!