Definisi Dan Fungsi Sensor Efek Hall

Sensor Efek-Hall dirancang untuk merasakan adanya objek magnetis dengan perubahan posisinya. Perubahan medan magnet yang terus menerus menyebabkan timbulnya pulsa yang kemudian dapat ditentukan frekuensinya, sensor jenis ini biasa digunakan sebagai pengukur kecepatan.

Sensor Hall Effect digunakan untuk mendeteksi kedekatan (proximity), kehadiran atau ketidakhadiran suatu objek magnetis (yang) menggunakan suatu jarak kritis. Pada dasarnya ada dua tipe Half-Effect Sensor, yaitu tipe linear dan tipe on-off. Tipe linear digunakan untuk mengukur medan magnet secara linear, mengukur arus DC dan AC pada konduktordan funsi-fungsi lainnya. Sedangkan tipe on-off digunakan sebagai limit switch, sensor keberadaan (presence sensors), dsb. Sensor ini memberikan logika output sebagai interface gerbang logika secara langsung atau mengendalikan beban dengan buffer amplifier.

Hall Effect Sensor

Keterangan gambar :
1. Elektron
2. Sensor Hall atau Elemen Hall
3. Magnet
4. Medan Magnet
5. Power Source

Gambar diagram hall effect tersebut tersebut menunjukkan aliran elektron. Dalam gambar A menunjukkan bahwa elemen Hall mengambil kutub negatif pada sisi atas dan kutub positif pada sisi bawah. Dalam gambar B dan C, baik arus listrik ataupun medan magnet dibalik, menyebabkan polarisasi juga terbalik. Arus dan medan magnet yang dibalik ini menyebabkan sensor Hall mempunyai kutub negatif pada sisi atas.

Hall Effect tergantung pada beda potensial (tegangan Hall) pada sisi yang berlawanan dari sebuah lembar tipis material konduktor atau semikonduktor dimana arus listrik mengalir, dihasilkan oleh medan magnet yang tegak lurus dengan elemeh Hall. Perbandingan tegangan yang dihasilkan oleh jumlah arus dikenal dengan tahanan Hall, dan tergantung pada karakteristik bahan. Dr. Edwin Hall menemukan efek ini pada tahun 1879.

Hall Effect dihasilkan oleh arus pada konduktor. Arus terdiri atas banyak beban kecil yang membawa partikel-partikel (biasanya elektron) dan membawa gaya Lorentz pada medan magnet. Beberapa beban ini berakhir di sisi – sisi konduktor. Ini hanya berlaku pada konduktor besar dimana jarak antara dua sisi cukup besar.

Salah satu yang paling penting dari Hall Effect adalah perbedaan antara beban positif bergerak dalam satu arah dan beban negatif bergerak pada kebalikannya. Hall Effect memberikan bukti nyata bahwa arus listrik pada logam dibawa oleh elektron yang bergerak, bukan oleh proton. Yang cukup menarik, Hall Effect juga menunjukkan bahwa dalam beberapa substansi (terutama semikonduktor), lebih cocok bila kita berpikir arus sebagai “holes” positif yang bergerak daripada elektron.

Pengukuran Tegangan Hall

Dengan mengukur tegangan Hall yang melalui bahan, kita dapat menentukan kekuatan medan magnet yang ada. Hal ini bisa dirumuskan :

$V_{H}=\frac{IB}{ned}$

Dimana VH adalah tegangan yang melalui lebar pelat, I adalah arus yang melalui panjang pelat, B adalah medan magnet, d adalah tebal pelat, e adalah elektron, dan n adalah kerapatan elektron pembawa. Dalam keberadaan kekuatan medan magnetik yang besar dan temperatur rendah, kita dapat meneliti quantum Hall effect, yang dimana adalah kuantisasi tahanan Hall.

Dalam bahan ferromagnetik (dan material paramagnetik dalam medan magnetik), resistivitas Hall termasuk kontribusi tambahan, dikenal sebagai Anomalous Hall Effect (Extraordinary Hall Effect), yang bergantung secara langsung pada magnetisasi bahan, dan sering lebih besar dari Hall Effect biasa. Walaupun sebagai sebuah fenomena yang dikenal baik, masih ada perdebatan tentang keberadaannya dalam material yang bervariasi. Anomalous Hall Effect bisa berupa efek ekstrinsik bergantung pada putaran yang menyebar dari beban pembawa, atau efek intrinsik yang dapat dijelaskan dengan efek Berry phase dalam momentum space kristal.

Hall effect menghasilkan level sinyal yang sangat rendah dan membutuhkan amplifikasi. Amplifier tabung vakum pada abad 20 terlalu mahal, menghabiskan tenaga dan kurang andal dalam aplikasi sehari-hari. Dengan pengembangan IC berharga murah maka Hall Effect Sensor menjadi berguna untuk banyak aplikasi. Alat Hall Effect saat disusun dengan
tepat akan tahan dengan debu, kotoran, lumpur dan air. Sifat ini menyebabkan alat Hall Effect lebih baik untuk sensor posisi daripada alat alternatif lainnya seperti sensor optik dan elektromekanik.

Hall effect sensor sering dipakai untuk Split ring clamp-on sensor, Analog multiplication, Power sensing, Position and motion sensing, Automotive ignition dan fuel injection serta Wheel rotation sensing. Sensor ini banyak tersedia di berbagai macam pabrik, dan digunakan untuk sensor-sensor yang bervariasi seperti sensor aliran cairan, sensor power
dan sensor tekanan.

Sensor Efek Hall digunakan untuk mendeteksi kedekatan (proximity), kehadiran atau ketidakhadirannya suatu objek magnetis (yang) menggunakan suatu jarak kritis. Pada dasarnya ada dua tipe Hall-Effect Sensor, yaitu tipe linear dan tipe on-off. Tipe linear digunakan untuk mengukur medan magnet secara linear, mengukur arus DC dan AC pada konduktor dan fungsi-fungsi lainnya. Sedangkan tipe on-off digunakan sebagai limit switch, sensor keberadaan (presence sensors), dsb. Sensor ini memberikan logika output sebagai interface gerbang logika secara langsung atau mengendalikan beban dengan buffer amplifier.