El efecto Hall fue descubierto en 1879 por Edwin Hall, 20 años antes del descubrimiento del electrón. En ese momento, nadie realmente sabía cómo explicar el fenómeno; No fue hasta mucho más tarde que el efecto llegó a las aplicaciones comerciales.


Edwin Hall, el descubridor del efecto Hall. Imagen utilizada por cortesía de la Universidad John Hopkins.

Hoy en día, el efecto Hall se utiliza en todo tipo de sistemas eléctricos, generalmente en forma de sensores de efecto Hall. Por el bien de este artículo, analizaremos un tipo específico de sensor de efecto Hall: el sensor de efecto Hall unipolar.

El efecto Hall: una breve recapitulación

Nuestra discusión sobre el sensor de efecto Hall unipolar primero requiere que comprendamos el efecto Hall en su núcleo. El efecto Hall es la diferencia de potencial entre dos lados de un material conductor cuando se expone a un campo magnético.

Representación visual del efecto Hall.
Representación visual del efecto Hall. Imagen utilizada por cortesía de Melexis

En un nivel alto, se puede pensar así: cuando los electrones fluyen a través de un conductor, viajan en su mayoría en línea recta. Ahora, si pones ese conductor en un campo magnético, los electrones son desviados de su línea recta por la Fuerza de Lorentz. Esta distribución espacial desigual de electrones hace que se desarrolle una diferencia potencial en el conductor.
Este efecto se explota en los sensores de efecto Hall para detectar campos magnéticos por una variedad de razones.

Sensores unipolares de efecto Hall

Un sensor de efecto Hall unipolar utiliza el efecto Hall para funcionar como un interruptor. El principio de funcionamiento es el siguiente.
Un imán que presente un campo magnético positivo (polo sur) de suficiente fuerza (densidad de flujo magnético) hará que el dispositivo cambie a su estado de encendido. Una vez activado, el IC unipolar permanecerá activado hasta que se elimine el campo magnético y el IC vuelva a su estado desactivado.

Regiones de operación de interruptor unipolar vs. densidad de flujo magnético
Regiones de operación de interruptor unipolar vs. densidad de flujo magnético. Imagen utilizada por cortesía de Allegro Microsystems

El funcionamiento de estos interruptores normalmente depende de la intensidad del campo magnético, la dirección del campo y las tolerancias del dispositivo. En la mayoría de los interruptores unipolares, el campo debe apuntar perpendicularmente a través de la cara del paquete.

La orientación del campo magnético es importante para la operación de un interruptor unipolar
La orientación del campo magnético es importante para la operación de un interruptor unipolar. Imagen utilizada por cortesía de Steven R. Stuve

Aplicaciones de sensores unipolares de efecto Hall

Esta tecnología ha encontrado un hogar en muchos dispositivos de detección de proximidad.
Un ejemplo clásico de aplicación de esta tecnología es una palanca de cambio de marchas del vehículo. Cuando el conductor mueve la palanca, también se mueve un imán en la parte inferior de la palanca. A medida que cambia de ubicación, diferentes sensores están expuestos al campo magnético y su interruptor se enciende. Los demás, fuera de la proximidad, están apagados. De esta manera, un conductor puede controlar el modo de operación (es decir, conducir, estacionar, revertir, neutral) del vehículo.

Sensores unipolares de efecto Hall en una palanca de cambio de marchas del vehículo
Sensores unipolares de efecto Hall en una palanca de cambio de marchas del vehículo. Imagen utilizada por cortesía de Allegro Microsystems

Otras aplicaciones incluyen la detección de orientación abierta frente a cerrada de computadoras portátiles o teléfonos inteligentes deslizantes.

Sensores unipolares de efecto Hall en una computadora portátil
Sensores unipolares de efecto Hall en una computadora portátil. Imagen utilizada por cortesía de Digi-Key

Un nuevo interruptor dual unipolar

Hoy en día, las empresas todavía están trabajando para mejorar y miniaturizar los interruptores unipolares debido a su amplia gama de aplicaciones.
Solo este mes, Diodes Incorporated lanzó el AH3188, un nuevo interruptor unipolar de baja potencia y alta sensibilidad. Este dispositivo incluye salidas unipolares duales, lo que significa que el AH1388 puede detectar independientemente los polos norte y sur.

Gráfico del AH1388
Gráfico del AH1388. Imagen utilizada por cortesía de Diodes Incorporated

El dispositivo reclama una mayor sensibilidad para permitir imanes más pequeños, lo que permite diseños más compactos, de menor potencia y flexibles. El producto está dirigido a diseños de detección de proximidad y actualmente se encuentra en plena producción.

Úselo como un interruptor pequeño y flexible

Los sensores de efecto Hall unipolares son una tecnología útil que explota el efecto Hall para funcionar como interruptores. A menudo se encuentran en aplicaciones de detección de proximidad, estos dispositivos ofrecen una solución flexible y de pequeña escala para los diseñadores.
Con las empresas aún desarrollando y mejorando la tecnología, parece probable que estos dispositivos sigan estando ampliamente disponibles.

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