Empat Pilar – Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor) : Cara Kerja dan Fungsinya. Temukan pengertian sensor efek Hall (Hall Effect Sensor) dan bagaimana peranannya dalam teknologi modern. Pahami juga bagaimana sensor ini berfungsi dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.
Pernahkah Kalian bertanya-tanya bagaimana telepon seluler Kalian merespons saat Kalian memutarnya? Atau bagaimana kompas digital selalu tahu di mana utara berada?
Jawabannya terletak pada teknologi sensor efek Hall yang luar biasa. Mari kita jelajahi lebih lanjut tentang pengertian sensor efek Hall, bagaimana mereka bekerja, dan tempat Kalian mungkin menemukannya dalam kehidupan sehari-hari.
Sensor efek Hall adalah perangkat yang mendeteksi medan magnetik dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sensor ini dirancang untuk merespons variasi dalam medan magnetik dan sering digunakan dalam aplikasi industri dan konsumen.
Efek Hall sendiri dinamai dari ilmuwan Amerika Edwin Hall, yang menemukan fenomena ini pada tahun 1879. Efek Hall mengacu pada pengaruh medan magnetik terhadap arus listrik, yang dapat digunakan untuk menghasilkan sinyal listrik yang digunakan oleh sensor efek Hall.
Sejarah Singat Hall Effect Sensor (Sensor Efek Hall)
Efek Hall ditemukan oleh Dr. Edwin Hall pada tahun 1879. Untuk menghasilkan perbedaan potensial di seluruh perangkat, garis fluks magnetik harus tegak lurus (90 derajat) terhadap aliran listrik dengan kutub yang benar.
Efek ini dinamai “Hall” berdasarkan nama penemuannya, yaitu Dr. Edwin Hall. Prinsip kerja dasar dari efek Hall ini didasarkan pada gaya Lorentz, yaitu gaya yang dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet (B).
Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor)
Sensor Efek Hall, juga dikenal sebagai Hall Effect Sensor dalam bahasa Inggris, adalah jenis komponen transduser yang mengubah informasi magnetik menjadi sinyal listrik untuk diproses oleh rangkaian elektronik.
Sensor Efek Hall sering digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi kedekatan, posisi, kecepatan, arah pergerakan, dan arus listrik.
Sensor Efek Hall terbuat dari bahan semikonduktor dan merupakan pilihan populer bagi para perancang elektronika untuk aplikasi non-kontak karena kehandalannya dan kemudahan perawatannya. Sensor Efek Hall juga tahan terhadap air, debu, dan getaran jika dilindungi dengan benar.
Salah satu penggunaan utama Sensor Efek Hall adalah dalam produk otomotif, seperti mendeteksi posisi jok mobil, sensor sabuk pengaman, indikator minyak, dan kecepatan roda untuk sistem pengereman ABS (Anti-Lock Braking System). Selain di industri otomotif, Sensor Efek Hall juga dapat ditemukan dalam produk Smartphone yang memiliki fitur deteksi penutup atau tutup ponsel.
Sensor Efek Hall ini diaktifkan oleh medan magnet eksternal. Medan magnet memiliki dua karakteristik penting, yaitu densitas fluks dan kutub (kutub utara dan selatan).
Sinyal masukan dari Sensor Efek Hall adalah densitas medan magnet di sekitar sensor tersebut.
Jika densitas medan magnet melebihi batas ambang yang ditentukan, sensor akan mendeteksi dan menghasilkan tegangan keluaran yang disebut Tegangan Hall (VH).
Bentuk dan Simbol Sensor Efek Hall (Sensor Hall Effect)
Sensor ini biasanya memiliki bentuk persegi tipis dan ada yang memiliki tiga atau empat kaki terminal. Berikut adalah bentuk dan simbol dari Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor), yang namanya diambil dari penemunya (Hall).
Prinsip Kerja Sensor Efek Hall (Sensor Hall Effect)
Setelah memahami Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor), selanjutnya sensor Efek Hall terdiri dari potongan tipis semikonduktor berbentuk persegi panjang dengan tipe P. Bahan semikonduktor yang umumnya digunakan adalah gallium arsenide (GaAs), indium antimonide (InSb), indium phosphide (InP), atau indium arsenide (InAs).
Potongan tipis semikonduktor tersebut dialiri arus listrik secara kontinu. Ketika sensor didekatkan dengan medan magnet atau ditempatkan di daerah yang terkena medan magnet, garis fluks magnetik akan mempengaruhi semikonduktor untuk mengalihkan muatan pembawa (elektron dan hole) ke kedua sisi pelat semikonduktor. Gerakan muatan ini terjadi karena adanya gaya magnet yang melewati semikonduktor tersebut.
Karena elektron dan hole bergerak ke sisi-sisi semikonduktor tersebut, akan timbul perbedaan potensial di antara kedua sisi tersebut.
Pergerakan elektron melalui bahan semikonduktor ini dipengaruhi oleh medan magnet eksternal dengan sudut atau posisi yang benar.
Bentuk yang paling efektif untuk mencapai sudut atau posisi yang tepat adalah menggunakan bentuk persegi panjang pipih (Flat Rectangular) pada Sensor Efek Hall ini.
Peristiwa perubahan atau pengalihan aliran listrik (elektron) dalam pelat konduktor akibat pengaruh medan magnet ini disebut Efek Hall (Hall Effect).
Efek Hall ini ditemukan oleh Dr. Edwin Hall pada tahun 1879. Untuk menghasilkan perbedaan potensial di seluruh perangkat, garis fluks magnetik harus tegak lurus (90 derajat) terhadap aliran listrik dengan kutub yang tepat.
Nama “Hall” diambil dari nama penemu efek ini, yaitu Dr. Edwin Hall. Prinsip kerja Efek Hall didasarkan pada gaya Lorentz, yaitu gaya yang dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet (B).
Magnetis Hall Effect Sensor (Sensor Efek Hall)
Masih dalam pembahasan Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor), sensor efek Hall tersedia dalam bentuk output linier atau digital. Pada sensor linier (analog), sinyal keluaran diambil langsung dari amplifier operasional dengan tegangan keluaran yang sebanding dengan medan magnet yang melalui sensor Hall.
Tegangan keluaran Hall diberikan oleh rumus berikut:
VH: Tegangan Hall dalam volt
RH: Koefisien Efek Hall
I: Arus yang mengalir melalui sensor dalam ampere
t: Ketebalan sensor dalam milimeter
B: Kerapatan fluks magnet dalam tesla
Sensor linier atau analog menghasilkan tegangan keluaran yang kontinu dan meningkat seiring dengan peningkatan medan magnet yang kuat, serta berkurang dengan medan magnet yang lemah.
Pada sensor efek Hall dengan output linier, ketika kekuatan medan magnet meningkat, sinyal keluaran dari amplifier juga akan meningkat hingga mencapai batas jenuh yang ditentukan oleh catu daya.
Setiap peningkatan tambahan dalam medan magnet tidak akan berpengaruh pada keluaran sensor, tetapi akan mendorongnya menuju jenuh.
Tegangan Hall Effect Sensor (Sensor Efek Hall)
Tegangan keluaran, yang disebut sebagai tegangan Hall (VH), pada elemen Hall dasar berbanding lurus dengan kekuatan medan magnet yang melewati bahan semikonduktor (output ∝ H).
Tegangan keluaran ini bisa sangat rendah, hanya beberapa mikrovolt, bahkan ketika dihadapkan pada medan magnet yang kuat.
Oleh karena itu, sebagian besar sensor efek Hall yang tersedia secara komersial dilengkapi dengan penguat DC internal, rangkaian logika pengalihan, dan pengatur tegangan untuk meningkatkan sensitivitas sensor, mengurangi histeresis, dan menghasilkan tegangan keluaran yang lebih baik.
Fitur ini juga memungkinkan sensor efek Hall beroperasi dengan berbagai rentang daya dan kondisi medan magnet.
Dengan mengukur tegangan Hall melalui bahan semikonduktor, kita dapat menentukan kekuatan medan magnet yang ada. Ini dapat dihitung dengan rumus berikut:
VH = (IB)/(ned)
Di mana:
VH: Tegangan yang melintasi lebar pelat
I: Arus yang melintasi panjang pelat
B: Medan magnet
d: Ketebalan pelat
e: Muatan elektron
n: Kepadatan pembawa elektron
Dalam kondisi medan magnet yang kuat dan suhu rendah, fenomena efek Hall kuantum dapat diamati, yang melibatkan kuantisasi resistansi Hall.
Kelebihan Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor)
Sudah memahami Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor)? Nah sensor Efek Hall sebagai sakelar elektronik memiliki beberapa kelebihan, antara lain:
- Harganya relatif lebih murah dibandingkan dengan sakelar mekanik dan memiliki tingkat keandalan yang tinggi.
- Dapat beroperasi hingga frekuensi 100 kHz.
- Tidak terpengaruh oleh kondisi lingkungan karena sensor tersebut terlindungi dalam paket tertutup, sehingga cocok digunakan dalam lingkungan yang tidak ramah.
- Dapat mendeteksi rentang medan magnet yang luas.
- Dapat mendeteksi baik kutub utara maupun kutub selatan.
- Memiliki bentuk pipih atau datar sehingga dapat digunakan dalam perangkat elektronik yang tipis.
Namun, Sensor Efek Hall juga memiliki kelemahan, yaitu tingkat akurasi pengukuran yang lebih rendah dibandingkan dengan sensor sejenis seperti Magnetometer atau sensor berbasis Magnetoresistance.
Kesimpulan
Sebagai penutup, kita harus memahami bahwa Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor) memiliki peran penting dalam berbagai aplikasi teknologi modern.
Sensor ini, dengan memanfaatkan fenomena fisika yang dikenal sebagai Efek Hall, mampu mendeteksi perubahan medan magnet dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat dipahami oleh sistem elektronik.
Dengan pemahaman dasar tentang pengertian Sensor Efek Hall, kita bisa lebih menghargai perannya dalam mewujudkan banyak kemudahan dalam kehidupan sehari-hari.
Mari kita terus belajar dan eksplorasi lebih jauh tentang teknologi dan inovasi ini untuk membuka peluang baru dan memanfaatkan potensinya sepenuhnya dalam membentuk masa depan kita.
Itu saja ulasan yang bisa empatpilar.com berikan kepada kalian mengenai Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor). Semoga bermanfaat Kata Pencarian Terpopulerhttps://www empatpilar com/pengertian-sensor-efek-hall-hall-effect-sensor/
