Funktionsprinzip und Datenblatthandbuch des Hallsensors A3144

Die Magnetfelderkennung wird insbesondere bei Anwendungen benötigt, die eine zuverlässige, berührungslose Erkennung erfordern.Der Halleffektsensor A3144 ist ein weit verbreiteter digitaler Magnetschalter, der Magnetfeldänderungen in stabile digitale Ausgangssignale umwandelt.In diesem Artikel werden die Pinbelegungsdetails, Spezifikationen, das Funktionsblockdiagramm, die Schaltungsfunktion und mehr des Halleffektsensors A3144 erläutert.

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Übersicht über den Halleffektsensor A3144

Die A3144 Der Hall-Effekt-Sensor ist ein digitaler Magnetfeldsensor, der in der Elektronik häufig zur berührungslosen Erkennung eingesetzt wird.Es funktioniert nach dem Hall-Effekt-Prinzip, bei dem ein Magnetfeld den internen Halbleiter beeinflusst und den Ausgangszustand ändert.Dieser Sensor funktioniert wie ein Magnetschalter und liefert ein sauberes digitales HIGH- oder LOW-Signal, wenn ein Magnet erkannt wird.

Der A3144 verfügt über drei Pins: VCC, GND und OUT.Er arbeitet typischerweise mit 4,5 V bis 24 V und wird üblicherweise bei 5 V in Mikrocontroller-Projekten verwendet.Wenn sich ein Magnet mit der richtigen Polarität dem Sensor nähert, schaltet der Ausgang auf LOW.Wenn der Magnet entfernt wird, kehrt der Ausgang über einen Pull-up-Widerstand auf HIGH zurück.

Da der A3144 über keine mechanischen Kontakte verfügt, bietet er eine hohe Zuverlässigkeit, schnelle Reaktionszeit und eine lange Lebensdauer.Es wird häufig in Geschwindigkeitserfassungs-, Positionserkennungs-, Drehzahlmessungs- und Näherungsschaltanwendungen verwendet.

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Details zur Pinbelegung des A3144-Sensors

Pin Nummer	Pin Name	Beschreibung	Funktion
1	VCC	Stromversorgung Eingabe	An +4,5 V anschließen bis +24V (normalerweise 5V)
2	GND	Boden	Verbinden mit Systemmasse
3	AUS	Digitaler Ausgang	Gibt LOW aus, wenn Magnetfeld wird erkannt, HIGH, wenn kein Magnet vorhanden ist (Pull-Up erforderlich). Widerstand)

Alternativen und gleichwertiges Modell

Modell	Hersteller	Ausgabe Typ	Betrieb Spannung	Paket	Notizen
OH3144	TT Electronics / Diodes Inc.	Digital (Open-Collector)	4,5V – 24V	TO-92	Direkt Funktionsäquivalent zu A3144
US1881	Melexis	Digital (Open-Drain)	3,5V – 24V	TO-92	Ähnlich unipolar Hallschalter
SS41	Honeywell	Digital (Open-Collector)	4,5V – 24V	TO-92	Vergleichbar Empfindlichkeit und Schaltverhalten
DRV5032	Texas Instrumente	Digital (Push-Pull/Open-Drain)	2,7V – 38V	SOT-23	Halle mit geringem Stromverbrauch Alternative wechseln
OH3144	Infineon Technologien	Digital (Open-Collector)	3,8 V – 24 V	TO-92	Automotive-Qualität Hallschalter

Funktionsblockdiagramm des Sensors A3144

Das Funktionsblockdiagramm des Halleffektsensors A3144 zeigt, wie das Gerät ein Magnetfeld in ein sauberes digitales Ausgangssignal umwandelt.Der Vorgang beginnt an Pin 1 (VCC), wo die Versorgungsspannung in den internen Spannungsregler (REG) gelangt.Dieser Regler stellt sicher, dass die internen Schaltkreise eine stabile Betriebsspannung erhalten, auch wenn die externe Versorgung innerhalb ihres Nennbereichs schwankt.Dies trägt zur Aufrechterhaltung einer zuverlässigen Leistung bei.

Der mit X gekennzeichnete Block stellt das Hall-Sensorelement dar.Wenn in der Nähe des Sensors ein Magnetfeld mit der richtigen Polarität angelegt wird, erzeugt das Hall-Element eine kleine Spannung proportional zur Magnetfeldstärke.Da dieses Signal sehr schwach ist, durchläuft es eine interne Verstärkerstufe, um seinen Pegel zu erhöhen.

Nach der Verstärkung gelangt das Signal in eine Schmitt-Trigger-Stufe.Der Schmitt-Trigger bereinigt Rauschen und sorgt für eine Hysterese, wodurch ein stabiles Schalten ohne schnelle Schwankungen gewährleistet wird, wenn das Magnetfeld nahe dem Schwellenwert liegt.

Schließlich treibt das Signal eine Open-Collector-Transistor-Ausgangsstufe an, die mit Pin 3 (OUTPUT) und Pin 2 (GROUND) verbunden ist.Wenn ein Magnetfeld erkannt wird, schaltet der Transistor ein und zieht den Ausgang auf LOW.Wenn kein Magnetfeld vorhanden ist, schaltet der Transistor ab und der Ausgang bleibt über einen externen Pull-up-Widerstand HIGH.

Technische Daten des A3144-Sensors

Parameter	Symbol	Min	Typ	Max	Einheiten
Versorgungsspannung	VCC	4.5	—	24	V
Absolutes Maximum Versorgungsspannung	VCC	—	—	28	V
Batterie verpolen Spannung	VRCC	—	—	-35	V
Ausgang aus Spannung	VAUS	—	—	28	V
Reverse-Ausgabe Spannung	VAUS	—	—	-0,5	V
Kontinuierlich Ausgangsstrom	IchAUS	—	—	25	mA
Ausgabe Sättigungsspannung	VOUT (SA)	—	175	400	mV
Ausgangsleckage Aktuell	IchAUS	—	<1.0	10	µA
Versorgungsstrom	IchCC	—	4.4	9.0	mA
Ausgangsanstiegszeit	tr	—	0,04	2,0	µs
Abfallzeit des Ausgangs	tf	—	0,18	2,0	µs
Betriebspunkt (25°C)	BOP	70	—	350	Gauß
Freigabepunkt (25°C)	BRP	50	—	330	Gauß
Magnetisch Hysterese (25°C)	BHYS	20	55	—	Gauß
Betrieb Temperatur (Suffix E)	TA	-40	—	+85	°C
Betrieb Temperatur (Suffix L)	TA	-40	—	+150	°C
Lagerung Temperatur	TS	-65	—	+170	°C

Funktionen des A3144-Sensors

• Breite Betriebsspannung (4,5 V bis 24 V) – Der Sensor arbeitet über einen breiten Spannungsbereich und kann so in 5-V-Logiksystemen sowie in Industrie- oder Automobilanwendungen mit höherer Spannung eingesetzt werden, ohne dass eine geregelte Versorgung erforderlich ist.

• 25-mA-Open-Collector-Ausgang – Der Open-Collector-Ausgang kann bis zu 25 mA ableiten, wodurch er direkt mit Mikrocontrollern, digitalen Logikschaltungen und Pull-up-Widerstandskonfigurationen kompatibel ist.

• Verpolungsschutz der Batterie – Der integrierte Schutz verhindert interne Schäden, wenn die Polarität der Stromversorgung versehentlich vertauscht wird, und erhöht so die Zuverlässigkeit in Automobilumgebungen.

• Hohe Temperaturstabilität – Entwickelt für stabile magnetische Schaltleistung über einen weiten Temperaturbereich, wodurch es für Industrie- und Automobilsysteme geeignet ist.

• Funktioniert mit Standard-Permanentmagneten – Der Sensor wird mit kleinen, handelsüblichen Magneten aktiviert, was das Systemdesign vereinfacht und die Kosten senkt.

• Solid-State-Zuverlässigkeit – Da der A3144 keine mechanischen Kontakte hat, bietet er eine lange Lebensdauer, schnelle Schaltgeschwindigkeit und Verschleißfestigkeit.

• Kompaktes TO-92-Gehäuse – Die kleine Gehäusegröße ermöglicht eine einfache Integration in platzbeschränkte Elektronikdesigns.

• Beständig gegen physikalische Beanspruchung – Seine robuste Konstruktion gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb unter Vibrations- und • mechanischen Beanspruchungsbedingungen.

A3144 Sensor arbeitet im Stromkreis

Das Diagramm zeigt einen typischen Anschluss des A3144 Hall-Effekt-Sensors mit einer 5-V-Versorgung.Pin 1 (VCC) ist mit +5 V verbunden, Pin 2 ist mit Masse verbunden und Pin 3 stellt den digitalen Ausgang bereit.Da der A3144 über einen Open-Collector-Ausgang verfügt, kann er selbst kein HIGH-Signal erzeugen.Aus diesem Grund wird der Widerstand R1 (10 kΩ) zwischen den Ausgangspin und +5 V geschaltet, um als Pull-up-Widerstand zu fungieren.

Wenn kein Magnetfeld vorhanden ist, bleibt der interne Transistor ausgeschaltet und der Pull-up-Widerstand hält den Ausgang auf HIGH.Wenn sich ein Magnet mit der richtigen Polarität dem Sensor nähert, schaltet sich der interne Transistor ein und zieht den Ausgang auf Masse, wodurch das Signal auf LOW gesetzt wird.

Der Kondensator C1 (0,1 µF) ist zwischen Ausgang und Masse geschaltet, um Rauschen zu filtern und das digitale Signal zu stabilisieren.Durch diese einfache Schaltung lässt sich der A3144 problemlos mit Mikrocontrollern und digitalen Logiksystemen verbinden.

A3144-Sensoranwendungen

• Geschwindigkeitserkennung

• Drehzahlmessung

• Kommutierung des bürstenlosen Gleichstrommotors

• Näherungserkennung

• Positionserkennung

• Erkennung des Öffnens/Schließens der Tür

• Grenzwertschaltung

• Magnetische Encodersysteme

• Durchflussmessererkennung

• Sicherheitsalarmsysteme

Vergleich: A3144-Sensor vs. A3145-Sensor

Parameter	A3144	A3145
Sensortyp	Digital Hall-Effekt-Schalter	Digital Hall-Effekt-Schalter
Magnetischer Typ	Unipolar	Unipolar
Ausgabetyp	Open-Collector	Open-Collector
Betrieb Spannung	4,5V – 24V	4,5V – 24V
Ausgangsstrom	Bis zu 25 mA	Bis zu 25 mA
Betriebspunkt (BOP)	~70 – 350 Gauss	Niedriger als A3144 (empfindlicher)
Freigabepunkt (BRP)	~50 – 330 Gauss	Niedriger als A3144
Empfindlichkeit	Standard Empfindlichkeit	Höher Empfindlichkeit
Paket	TO-92	TO-92
Typisch Anwendungen	Allgemein magnetisch Erkennung	Schwach magnetisch Felderkennungsanwendungen

Mechanische Abmessungen des Sensors A3144

Hersteller des A3144-Sensors

Allegro MicroSystems ist ein globaler Halbleiterhersteller mit umfassender Expertise in der Entwicklung und Produktion von Hall-Effekt-Sensor-ICs wie dem A3144.Das Unternehmen integriert das Hall-Sensorelement, den Verstärker, den Spannungsregler, den Schmitt-Trigger und den Ausgangstransistor mithilfe fortschrittlicher Halbleiterfertigungsprozesse in einem einzigen monolithischen Chip.Zu den Fertigungskapazitäten von Allegro gehören die Präzisionswaferherstellung, IC-Design und -Tests, die Montage in Industriestandardgehäusen wie TO-92 sowie strenge Qualitätskontrollverfahren, um eine stabile Leistung über weite Spannungs- und Temperaturbereiche hinweg sicherzustellen.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie weit kann der A3144 Hall-Effekt-Sensor einen Magneten erkennen?

Der Erfassungsabstand hängt von der Magnetstärke und Polarität ab.Mit einem Standard-Neodym-Magneten erkennt der A3144 typischerweise innerhalb von 2–10 mm.

2. Kann der A3144 mit 3,3-V-Mikrocontrollern wie ESP32 oder Raspberry Pi arbeiten?

Ja, aber es erfordert einen geeigneten Pull-up-Widerstand auf 3,3 V.Stellen Sie sicher, dass die Versorgungsspannung den Mindestbetriebsanforderungen von 4,5 V entspricht.

3. Erkennt der A3144 sowohl Nord- als auch Südpole?

Nein. Der A3144 ist ein unipolarer Sensor und wird nur aktiviert, wenn er der richtigen magnetischen Polarität (typischerweise Südpol) ausgesetzt wird.

4. Welchen Pull-Up-Widerstandswert sollte ich mit A3144 verwenden?

Üblicherweise wird ein Widerstand von 4,7 kΩ bis 10 kΩ verwendet.Der Wert hängt von der Schaltgeschwindigkeit und den Lastanforderungen ab.

5. Ist der A3144 für die Hochgeschwindigkeits-Drehzahlmessung geeignet?

Ja.Mit einer Schaltzeit im Mikrosekundenbereich ist es in der Lage, schnell rotierende Objekte und Motorgeschwindigkeiten zu erkennen.

6. Warum ist der Ausgang meines A3144 immer HIGH?

Mögliche Ursachen sind falsche Magnetpolarität, unzureichende Magnetstärke, fehlender Pull-up-Widerstand oder falsche Verkabelung.

8. Was ist der Unterschied zwischen einem selbsthaltenden Hall-Sensor und A3144?

Der A3144 ist nicht selbsthaltend (unipolar).Ein Verriegelungssensor ändert seinen Zustand mit wechselnder magnetischer Polarität.