Sensor de efecto Hall

 

Funcionamiento de un sensor de efecto Hall.

Transmisión con un sensor Hall.

El sensor de efecto Hall o simplemente sensor Hall o sonda Hall (denominado según Edwin Herbert Hall) se sirve del efecto Hall para la medición de campos magnéticos o corrientes o para la determinación de la posición.
Si fluye corriente por un sensor Hall y se aproxima a un campo magnético que fluye en dirección vertical al sensor, entonces el sensor crea un voltaje saliente proporcional al producto de la fuerza del campo magnético y de la corriente. Si se conoce el valor de la corriente, entonces se puede calcular la fuerza del campo magnético; si se crea el campo magnético por medio de corriente que circula por una bobina o un conductor, entonces se puede medir el valor de la corriente en el conductor o bobina.
Si tanto la fuerza del campo magnético como la corriente son conocidos, entonces se puede usar el sensor Hall como detector de metales.

Aplicaciones de los sensores Hall

• Mediciones de campos magnéticos (Densidad de flujo magnético)
• Mediciones de corriente sin potencial (Sensor de corriente)
• Emisor de señales sin contacto
• Aparatos de medida del espesor de materiales

Como sensor de posición o detector para componentes magnéticos los sensores Hall son especialmente ventajosos si la variación del campo magnético es comparativamente lenta o nula. En estos casos el inductor usado como sensor no provee un voltaje de inducción relevante.
En la industria del automóvil el sensor Hall se utiliza de forma frecuente, ej. en sensores de posición del cigüeñal (CKP) en el cierre del cinturón de seguridad, en sistemas de cierres de puertas, para el reconocimiento de posición del pedal o del asiento, el cambio de transmisión y para el reconocimiento del momento de arranque del motor. La gran ventaja es la invariabilidad frente a suciedad (no magnética) y agua.
Además puede encontrarse este sensor en circuitos integrados, en impresoras láser donde controlan la sincronización del motor del espejo, en disqueteras de ordenador así como en motores de corriente continua sin escobillas, ej. en ventiladores de PC. Ha llegado a haber incluso teclados con sensores Hall bajo cada tecla.
Los sensores Hall se utilizan en señales salientes análogas para campos magnéticos muy débiles (campo magnético terrestre), ej. brújula en un sistema de navegación.
Como sensores de corriente se usan como bobinas, recorridas con una corriente por medir situadas en la separación del núcleo de hierro. Estos sensores de corriente se comercializan como componentes íntegros, son muy rápidos, se pueden usar para la medición de corrientes continuas (a diferencia de los transformadores de corriente) y proveen una separación de potencial entre circuitos de rendimiento y la electrónica de control.
Como sensor de reconocimiento de posición o tecla a distancia trabajan en conexión con imanes permanentes y disponen de un interruptor de límite integrado.

 Formato de los sensores Hall

Los sensores Hall se producen a partir de finas placas de semiconductores, ya que en ella la densidad de los portadores de carga es reducida y por ello la velocidad de los electrones es elevada, para conseguir un alto voltaje de Hall. Los formatos típicos son:

• Forma rectangular
• Forma de mariposa
• Forma de cruz

Los elementos del sensor Hall se integran generalmente en un circuito integrado en el que se amplifica la señal y se compensa la temperatura.

 Datos de los sensores Hall

La sensibilidad se mide normalmente en Milivolt por Gauß (mV/G).
Donde: 1 Tesla = 10000 Gauß (1 G = 10^-4 T).

sensor map
Que es el sensor map:

el sensor map (manifold absolute pressure), es, como su nombre lo indica, el sensor de presion absoluta en el multiple de admision del vehiculo, o sea la presion atmosferica + la presion manometrica de aire que entra al motor.


sensor map

2.- Importancia del sensor map:

el sensor map es un sensor que mide la presion de aire que ingresa al multiple de admision del vehiculo, entonces segun la cantidad que mida este sensor, sera la cantidad de gasolina que entregara el inyector. Este sensor funciona en conjunto con el sensor de posicion del cigüeñal y juntos envian la señal a la ECU para inyectar la gasolina.
En palabras simples, lo que hace es elaborar una señal sobre cuanta presion de aire hay en la admision, mas la señal de posicion del cigüeñal, y se las envian a la computadora y esta ordenara a los inyectores una cantidad optima de combustible.


en esta imagen se ve un sensor map. La regleta verde es donde van las conexiones y la manguera negra delgada es la que se conecta al multiple de admision.

3.- Ubicacion:

Este sensor esta ubicado en el multiple de admision del vehiculo, despues de la mariposa de aceleracion, y en ocaciones esta integrado a la ECU


posicion del senor map en un renault, se pueden ver las conexiones y la pequeña manguera destacada por el color naranjo, que va hacia el sensor.


otra imagen mas clara

4.- Funcionamiento:

para conocer el funcionamiento del sensor map, hay que tener en cuenta que existen de 2 tipos.
- por variacion de tension
- por variacion de frecuencia

-por variacion de tension: el vacio provocado por los cilindros del motor, hace actuar una resistencia variable en el sensor, el cual envia informacion sobre la presion a la ECU.
-por variacion de frecuencia: tiene dos misiones, medir la presión absoluta del colector de admisión, y verificar la presión barométrica sin haber arrancado el motor, y cuando está completamente abierta la válvula de mariposa, por lo que se va corrigiendo la señal del inyector mientras hay variaciones de altitud.

en ambos casos cuando sensa una baja carga (el vehiculo sin carga, o en ralenti) y un alto vacio (esto quiere decir que entra poca presion de aire), la ECU se encarga de empobrecer la mezcla aire combustible, es decir, le "dice" a los inyectores que deben inyectar menos gasolina.
por el contrario cuando envia una señal de alta carga y poco vacio (vehiculo en movimiento o con carga y mucho aire entrando) la ECU enriquece la mezcla, "diciendole" a los inyectores que inyecten mayor cantidad de combustible.


resistencia variable, en el caso del sensor por variacion de tension (el sensor no ocupa una identica a esta, pero sirve para enterderlo)

5.- Sintomas de falla, consecuencias de las fallas, y reparacion

los sintomas de falla de este sensor, son simples de verificar:
- encendido de la luz testigo check engine (como en todos los sensores)


- detonacion y fallas en el encendido
- perdida de potencia y aumento del consumo de combustible: esto se provoca porque al estar el sensor en mal estado, envia una señal erronea hacia la ECU, pudiendo asi inyectar mayor cantidad de gasolina cuando no es necesario
- humo negro


- detencion del motor

consecuencias:

las fallas en este sensor traerian como consecuencia mayor emision de gases y mayor gasto de combustible, ademas de continuas detonaciones y detenciones del motor.

reparacion y revision:

lo primero que hay que hacer si se sospecha de la falla de este amiguito es escanear el vehiculo.
tambien se puede medir con multimetro.
La revision se realiza dependiendo el tipo de sendor map. Si es uno por variacion de frecuencia, se debe utilizar un multitester con opcion de frecuencia, y los valores deben estar entre 90 y 160 Hz, la alimentacion es de 5 volts y la toma de masa 0.08 volts.
Si es de variacion de tension, se debe probar con un multitester y debe tener los mismos valores que el anterior.



el mantenimiento de este sensor es sencillo:
siempre revisar la manguera que conecta al sensor son el multiple de admision. Si existe ruptura, hay que reemplazarla, porque entrara aire por esta ruptura y enviara una señal erronea.
limpiar el sensor, desconectando sus terminales (siempre con el motor apagado), con mucho cuidado, con un paño seco y limpio.

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Sensor de detonación o Knock Sensor

El sensor de detonación detecta la detonación del motor y envía una señal de tensión a la ECM. La ECM usa la señal del sensor de detonación para controlar la sincronización. La detonación del motor se produce dentro de un rango de frecuencias. El sensor de detonación, que se encuentra en el bloque del motor, la cabeza o el múltiple de admisión, es ajustado para detectar dicha frecuencia. En el interior del sensor de detonación hay un elemento piezoeléctrico. Elementos piezoeléctricos generan una tensión cuando la presión o vibración se aplica a ellos. El elemento piezoeléctrico en el sensor de detonación se sintoniza en la frecuencia de golpeteo del motor. Las vibraciones del motor detonando hacen vibrar el elemento piezoeléctrico generando una tensión. La tensión de salida del sensor de detonación es mayor en este momento. El sensor de detonación se situa en el bloque del motor y se trata de un generador de voltaje. Tiene como objetivo recibir y controlar las vibraciones anormales producidas por el pistoneo, transformando estas oscilaciones en una tensión de corriente que aumentará si la detonación aumenta. La señal es enviada asì al centro de control, que la procesarà y reconocerà los fenómenos de detonación realizando las correcciones necesarias para regular el encendido del combustible, pudiendo generar un retardo de hasta 10 grados. Asì este sensor regulará el encendido logrando una mejor combustión lo que brindará al coche más potencia con un consumo menor. Combustibles con un octano mayor permiten que el sistema, en caso de poseer este sensor de detonación, logren un mejor aprovechamiento del combustbile evitando la detonación, manteniendo el avance del encendido.

sensor tps -sensor de posision de mariposa

Este sensor es conocido también como TPS por sus siglas Throttle Position Sensor, está situado sobre la mariposa, y en algunos casos del sistema monopunto esta en el cuerpo (el cuerpo de la mariposa es llamado también como unidad central de inyección). Su función radica en registrar la posicion de la mariposa envíando la información hacia la unidad de control. El tipo de sensor de mariposa más extendido en su uso es el denominado potenciómetro. Consiste en una resistencia variable lineal alimentada con una tensión de 5 volts que varia la resistencia proporcionalmente con respecto al efecto causado por esa señal.  Detectando fallas en los TPS Control de voltaje mínimo. Uno de los controles que podemos realizar es la medición de voltaje mínimo. Para esto con el sistema en contacto utilizamos un tester haciendo masa con el negativo del tester a la carrocería y conectando el positivo al cable de señal. Control de voltaje máximo Se realiza con el sistema en contacto y acelerador a fondo utilizando un tester obteniéndose en caso de correcto una tensión en el rango de la tensión de voltaje máxima segun el fabricante, generalmente entre 4 y 4.6 volts. Barrido de la pista El barrido de la pista se realiza con un tester preferentemente de aguja o con un osciloscopio debiéndose comprobar que la tensión se mantenga uniforme y sin ningún tipo de interrupción durante su ascenso. La tensión comienza con el voltaje minimo y en su función normal consiste en una suba hasta llegar al voltaje máximo, valor que depende según el fabricante. Fallas frecuentes Un problema causado por un TPS en mal estado es la pérdida del control de marcha lenta, quedando el motor acelerado o regulando en un régimen incorrectos. La causa de esto es una modificación sufrida en la resistencia del TPS por efecto del calor producido por el motor, produciendo cambios violentos en el voltaje mínimo y haciendo que la unidad de control no reconozca la marcha lenta adecuadamente. Esta falla es una de las mas comununes en los TPS, y se detecta mediante el cheuqeo del barrido explicado anteriormente.