Hall-Generator, Hallsensor

[tobi.robotz]

Am Sonntag bin ich auf die Idee gekommen Hall-Sensoren zur Positionsbestimmung einzusetzten. Und zwar diesen
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=B6;GROUPID=3190;ARTICLE=25 717;START=0;SORT=besch;OFFSET=50;SID=3134HcdqwQAR8 AADrhaPI38c82b888f2d4d3111100370bbc538dc

Der Magnet ist ein Elektromagnet aus einer Welle. Hier die Schmerzgrenzen von Windungszahlen und Strom.

Theta = 10mA * 30Windungen= 0,3A
H = 0,3A / 2cm = 15 A/m
B = 1000*0,4*pi*10^-6*H= 18,8mT

Das reicht also man braucht min. 7,5mT. µr weiß ich nicht. 1000 war jetzt mal ein Schätzwert.

Ich habe aber noch Fragen.
Und zwar ist mein Magnet ein Stabmagnet. Funktioniert der Sensor trotzdem?
Der Hallsensor sollte 4 Magnete unterscheiden können, die nur 1cm auseinander liegen. Er soll nur Schalten wenn ein Magnet direkt vor dem Sesnor positioniert ist. Kann man das hinkriegen?

[Kampi]

Also funktionieren tut der Sensor auch bei einem Stabmagneten. Musst nur darauf achten das der Magnet richtig rum liegt soweit ich das Datenblatt (Seite 4) richtig verstehe. Ob man damit 4 Magnete unterscheiden kann...weiß ich jetzt so aus dem Stehgreif nicht aber ich frag mal heute nach....

[Yossarian]

Hallo
Ich habe keine Ahnung, wie stark das Magnetfeld der Magneten ist und wie stark es mit der Entfernung fällt, aber die Sensoren haben eine große Hysterese.
Am besten ausprobieren, Magnete schirmen oder in "Stahltöpfe" stellen.
Man könnte auch analoge Sensoren verwenden und einen einstellbaren Komparator dahinterschalten.

Mit freundlichen Grüßen
Benno

[Besserwessi]

Ich weiss nicht wie der magnet aussieht, aber das magnetfeld wird deutlich schwächer sein. Die Formel mit dem µr gilt für einen sehr langen Kern (L/d > sqrt(µr)) oder einen geschlossenen Ringkern. Wenn man was messen will muß das Magentfeld ja auch durch den Sensor, es geht also nicht ohne "Luftspalt". Wenn man den Effekt des Luftspaltes dem µr zuschlägt, kann man da nicht auf Werte kommen, die über dem Verhältnich Kernlänge durch Luftspaltlänge. Für 2 cm Kern und mid. 2 mm Luftspalt wäre das hier höchstens 10.
Der Magnet ist also zu schwach.

Bei den kleinen Abmmessungen sollte man besser permanentmagentern nehmen.

[tobi.robotz]

Danke.
@Kampi eigentlich hab ich einen Magneten der in einem radius um einen Punkt gedreht wird. 4 Hallsensoren sollen melden ob der magnet oben, unten, rechts oder links ist. Davon hab ich aber mehrere nebeneinander und die Magnete kommen sich sehr Nahe. Ich wollte nur den Sachverhalt klarer darstellen.

@Yossarian. Also wenn ich das richtig sehe ist die Hysterese bei 3,8V 2mT. Keine Ahnung ob das ein Problem wird. Ich möchte eig. 5V an die Sensoren legen. Dann ist die Hysterese noch ein bisschen größer.

@Besserwessi. stimmt. Aber ich muss eigentlich aus mechanischen Gründen diese Wellen nehmen. Ich habe auch einen Magnetisierer. Mit dem magnetisiert man z.B. Schraubendreher. Aber mir ist schon gesagt worden, dass die Magnetisierung damit nur begrenzt lange hält. Würde eine Kombination aus Vormagnetisierung und Elektromagnet eine ausreichende Flußdichte bewirken und durch das Elektromagnetfeld auch diese Flußdichte dauerhaft halten?
Oder verliert die Welle trotzdem den Dauermagnetismus?

[Richard]

Es gibt Magnetische Drehsensoren und dazu Passende Runde
Scheibenförmige Magnete. Diese Magnete sind auf ihrer Fläche
gegensinnig Polarisiert, ähnklich wie eine aufgeteielte Torte.

Der Magnet wir dann z.B. mittig auf einer Welle "geklebt", der Sensorchip
nahe darüber befestigt. ASuflösung war (glaube ich) 0,05 Grad?
Leider habe oder finde ich den Link nicht mehr. Gesocht hatte ich
seinerzeit nach Magnetischen Drehegeber. Das Teil gesehen hab ich aber
zuerst in disem Forum, nur wann und unter welchem Stichwort???

Mit einem normalen Halsensor und unterschiedlichem Abstand der Magnete,
sollte sich bei einen Analogen Sensor(theoretisch) auch eine "Stellung"
detektieren lassen. Pracktisch dürfen aber Probleme auftreten, vor allem
bei hoher Drehrate. So super groß sind die Signale dann auch nicht.

Gruß Richard

[tobi.robotz]

Den gibts aber beim reichelt ned.^^ Außerdem müsste ich dafür zu viel umbauen. Ich hab schon ein halbfertiges roboterchassis.
Die Drehrate ist ganz ganz ganz gering. Es handelt sich nur um Positionsbestimmung und Positionsveränderung. Und, dass du der Meinung bist, dass es rein theoretisch geht macht mir schonmal Mut. Ich bin nämlich (jetzt noch) der Meinung, dass ich es auch praktisch hinbekomme. Ich hoffe Besserwessi oder Jemand anderes gibt mir noch ein feedback auf die obere Frage ob ich die Welle so dauerhaft magnetisieren kann. Naja, und dann kommen morgen oder übermorgen die bestellten hallsensoren. Mit denen werde ich dann Versuche machen.

[Besserwessi]

Wie dauerhaft die Magnetisierung der Welle bleibt hängt vom Werkstoff und der Geometrie ab. Günstig ist dabei wenn das magnetfeld im wesenltlichen im Magnetwerkstoff bleibt und nur wenig durch die Luft geht. Wenn der weichmagnetisch ist, ist nach ein paar ms die magnetisierung weg. Wenns was richtig hartes ist, bleibst die fast unbegrenzt.

So ganz klar ist mir die Geometrie noch nicht.

Es gibt da eventuell auch die Möglichkeit mit einem externen Dauermagneten zu arbeiten, und die Abtastung über die Form (ähnlich einem Zahnrad, oder ggf. Löcher) zu machen.

[Richard]

Eine Stahlwelle dauerhaft und auch noch unterschiedlich zu
Magnetisieren halte (ich) für unmöglich. Aber eine "Scheibe"
mit Minni Magneten an der Welle.....

Ich habe bei einen Scheibenwischer Motor, um die Übersetzug
auszutricksen und eine höhere Auflösung zu erreichen, kleine
Nyobdenmagnete 1 mm stark 3mm Durchmesser einfach um 90
Grad versetzt auf dem Kollecktor geklebt. Davor dann einen
Hallsensor von "C". Kappt wunderbar bis man den Hallsensor
mal Verpoolt anschließt. :-(

Bei / für Metall Zahnrädern gibt es Hallsensoren mit "Hintergrund"
Magneten im Sensor. Diese Typen brauchen dann keinen Magneten
und reagieren auf die Zähne. Leider nicht besonders Preiswert und
wie groß die Zähne sein müssen oder wie klein sie sein dürfen?

Gruß Richard

[tobi.robotz]

Eine Stahlwelle dauerhaft und auch noch unterschiedlich zu
Magnetisieren halte (ich) für unmöglich.

Nur dauerharft. Unterschiedlich will ich sie nicht magnetisieren.
Der Elektromagnetisierung und die Dauermagnetisierung sollen die gleiche richtung haben.

Ich bräuchte dann nichtmal eine Scheibe mit mehreren Mageneten. Einfach nur einen kleinen Magneten den ich vorne an der Welle anbringen kann.

Aber bitte schreibt mir trotzdem ob die Elektromagnetisierung die Dauermagnetisierung aufrechterhalten kann. Stimmt es überhaupt, dass ein, mit einem Magnetisierer magnetisierter Stahl seinen Magnetismus verliert?

[Besserwessi]

Die magnetisierung nimmt mit der Zeit ab. Es wird aber noch ziehmlich lange ein Rest übrig bleiben. Wie schnell da geht, ist unterschiedlich , da müßte man mehr wissen (Material, Temperatur , externe Magentfelder, Form,...), aber auch dann ist die Abschätzung schwer. Wenn das Material nicht so gut dafür gereigent ist, könnteman 1-2 kleine Permanentmagene ankleben.

[tobi.robotz]

Ja das hab ich mir gedacht. Wenn man eine Spule herumwickelt und den Elektromagnet regelmäßig einschaltet wird das der Entmagnetisierung auch nicht viel entgegenwirken. Dafür wirds wahrscheinlich zu schwach sein.
Andere Frage. Kann man in Permanentmagnete Bohren? Ich hab mir erzählen lassen, dass die meisten Magnete so hart sind, dass man kein Loch hineinbohren könnte.

[Besserwessi]

Die Härte ansich ist bei Magenten weniger das Probelm. Das kann mit eine guten Bohrer noch gehen. Es gibt aus ganz verschiedene Magente: Ferrite (billig), Alnico (eher alt), Seltenerden.

Die Permanentmagenten sind aber meistens sehr spröde und zerbrechen dann. Die Seltenerdmagenten haben ohne die Schutzschicht Korrosionsprobleme. Wieso eigentlich bohren ?

Mit dem richtigen Bohrer kann man fast alles bohren. Da geht auch ein 1 mm Loch durch eine Kugellagerkugel, deultich außerhalb der Mitte.

[tobi.robotz]

mit dem richtigen Bohrer und einem guten Mechaniker...

Bohren weil ich magnete da hab mit so 6-8mm durchmesser. Das sind kleine Zylinder. Wenn ich da ein 3mm loch reinbohre dann könnte ich die vielleicht schön auf der Welle anbringen. Vielleicht auch mit dem Flachsenker. Evtl. muss ich auch dann garnix kleben. Oder noch ein bisschen verlöten. Ich weiß noch nicht genau. Das seh ich dann.

[Richard]

Bloß nicht Löten! Danach ist der Magnet kein Magnet mehr. Das gild auch
für Schleifen oder Bohren. Ab ca 120 Grad wird das Material unmagnetisch.
Außerdem muß zum Löten die Nickelschutzschicht abgeschmirgelt werden.

Ich habe mir mal Muster von Magnetmatten b.z.w. Magnetschilder
schicken lassen. Die sind im Abstand von 1..2 mm verschieden gepoolt.
Klappte aber (mit meinen Hallsensoren) eher schlecht, die Magnetschicht
ist sehr schwach.

Zum Testen kannst Du dir eine Plastickkappe welche auf die Welle
passt suchen und einen Magnet (Heißkleber) da rein gießen.

Meine kleinen Magnete habe ich mit 2k Keber befestigt.

Gruß Richard

[tobi.robotz]

Danke. Da hätte ich jetz überhaupt nicht daran gedacht. Curie-Temperatur oder so ähnlich...

[Kampi]

mmh bekommen Magnete aber ihre magnetischen Eigenschaften nicht wieder wenn sie wieder abkühlen und dann unterhalb der Curie Temperatur sind?
Hab ich zumindest so gelesen

[Besserwessi]

Wenn man einen magneten über die Cuietemperatur erwärmt, geht die Manetisierung verloren. Schon unterhalb der Curietemperatur kann die magentisierung nachlassen, wenn der magnet relativ kurz ist. Wie heiß man darf hängt vom Material ab: einige (teure) gehen bis 500 C noch. Auch die normalen Ferrite-magnete können bei passender Form über 200 C ab.

Nach dem abkühlen hat man dann auch noch keinen Permanentmagenten, sondern nur ein Material, dass man mit einem sehr starken Elektromagenten magnetisieren könnte. Etwas einfacher wäre es im Magnetfeld abzukühlen.