Sensor Efek Hall : Pengertian dan Prinsip Kerjanya

Sensor efek hall merupakan komponen jenis transduser yang bisa mengubah informasi magnetik menjadi sinyal listrik untuk pemrosesan rangkaian elektronik selanjutnya. Sensor ini sering digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi kecepatan (speed),  mendeteksi kedekatan (proximity), mendeteksi pergerakan arah (directional), mendeteksi arus listrik (current sensing) dan mendeteksi posisi (positioning). Sensor magnetik yang terbuat dari bahan semikonduktor ini merupakan komponen populer pilihan para perancang elektronika untuk aplikasi non-contact karena mudah dirawat dan kehandalannya. Sensor efek hall tahan terhadap air, getaran dan juga debu apabila dibungkus dengan pelindung yang benar. 

 

Salah satu penggunaan sensor efek hall yaitu pada produk otomotif seperti mendeteksi posisi jok mobil, indikator minyak, sensor sabuk pengaman dan kecepatan roda untuk sistem pengeraman ABS (Anti-Lock Braking System). Selain pada produk otomotif, sensor efek hall juga bisa ditemukan di produk smartphone yang memiliki fitur deteksi cover atau penutup ponsel. 

 

Sensor efek hall yaitu perangkat atau komponen yang diaktifkan oleh medan magnet eksternal. Medan magnet memiliki dua karakteristik penting yaitu densitas flux (flux density) dan kutub (kutub utara dan kutub selatan). Sinyal masukan dari sensor efek hall ini yaitu densitas medan magnet di sekitar sensor tersebut. Jika densitas medan magnet melebihi batas ambang yang ditentukan, maka sensor akan mendeteksi dan menghasilkan tegangan keluaran yang disebut dengan tegangan hall. 

 

Bentuk dan Simbol Sensor Efek Hall

 

Sensor efek hall yang diambil dari nama penemunya ini berbentuk petak tipis da nada yang terdiri dari tiga kaki terminal atau pun empat kaki terminal. Berikut ini bentuk dan simbol sensor efek hall. 

 

 

Prinsip Kerja Sensor Efek Hall

 

Pada dasarnya, sensor efek hall terdiri dari potongan tipis semikonduktor bertipe P dengan bentuk persegi panjang. Biasanya bahan semikonduktor yang digunakan yaitu indium antimonide (InSb), gallium arsenide (GaAs),  indium phosphide (InP) atau indium arsenide (InAs). Potongan tipis semikonduktor tersebut dilewati oleh arus listrik secara  terus menerus. Ketika didekatkan dengan medan magnet atau ditempatkan pada lokasi yang bermedan magnet, garis fluks magnetik akan menggunakan gaya pada semikonduktor tersebut untuk mengalihkan muatan pembawa elektron dan holes ke kedua sisi plat semikonduktor. Gerakan pembawa muatan tersebut merupakan hasil dari gaya magnet yang melewati semikonduktor. Elektron dan holes masing-masing bergerak ke kedua sisi semikonduktor sehingga akan timbul perbedaan potensial di antara kedua sisi tersebut. Pergerakan elektron yang melalui bahan semikonduktor dipengaruhi oleh adanya medan magnet eksternal pada sudut yang benar. Bentuk yang terbaik agar mendapatkan sudut yang tepat yaitu menggunakan bentuk persegi panjang yang pipih pada komponen sensor efek hall ini. 

 

Peristiwa berbelok atau beralihnya aliran listrik dalam plat konduktor karena pengaruh medan magnet ini disebut dengan efek hall . Pada tahun 1879, efek hall ditemukan oleh Dr. Edwin Hall. Jadi, nama “Hall” diambil dari nama penemu tersebut. Untuk menghasilkan perbedaan potensial di seluruh perangkat, garis fluks magnetik harus tegak lurus 90° terhadap aliran listrik dengan kutub yang benar. Dasar prinsip kerja dari efek hall ini adalah gaya Lorenz yaitu gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak dalam suatu medan magnet. 

 

Kelebihan Sensor Efek Hall

 

1. Jika dibandingkan dengan sakelar mekanik, sensor efek hall ini relatif lebih murah dan lebih handal. 

 

2. Bisa beroperasi hingga 100 kHz.

 

3. Tidak terpengaruh oleh kondisi lingkungan. Hal ini dikarenakan sensor berada di dalam paket tertutup (dibungkus) sehingga bisa digunakan pada lingkungan yang kurang bersahabat.

 

4. Bisa mendeteksi rentang medan magnet yang luas.

 

5. Bisa mendeteksi kutub utara atau kutub selatan.

 

6. Memiliki bentuk yang pipih atau datar sehingga bisa digunakan pada perangkat elektronik yang lebih tipis.