Czujnik Halla do manetki gazu – Honeywell SS49E, Allegro A1324, Infineon TLE4997, wybór i parametry

Pytanie

jaki czujnik halla do manetki gazu

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Do klasycznej manetki gazu (rower-/hulajnoga-/skuter-/EV-throttle) należy zastosować liniowy, analogowy czujnik Halla zasilany 5 V, o napięciu wyjściowym ok. 0,8–4,2 V i czułości rzędu 1–5 mV/G.
• W praktyce najczęściej używa się: Honeywell SS49E (49E), Allegro A1324 / A1325 / A1326 lub automotive Infineon TLE4997.

Kluczowe punkty
• typ: liniowy (nie przełączający)
• zasilanie: 5 V DC
• wyjście: analog 0,5–4,5 V (przy Vcc = 5 V)
• obudowa: TO-92 lub SOT-23
• temperatura: ≥ –40…85 °C (najlepiej –40…125 °C)

Szczegółowa analiza problemu

1. Zasada działania w manetce

Magnes neodymowy obracany razem z rączką generuje zmienne pole magnetyczne; nieruchomy czujnik Halla zamienia je na napięcie:
\[ V{OUT}=V{REF}+S\cdot B \]
gdzie VREF≈ Vcc/2, S – czułość [mV/G], B – indukcja [G].

2. Wymagane charakterystyki elektryczne

3. Najpopularniejsze modele

1. Honeywell SS49E – sprawdzony, tani, TO-92, typowa czułość 1,4 mV/G.
2. Allegro A1324/A1325/A1326 – trzy poziomy czułości, wyższa liniowość, SOT-23 lub SIP; AEQ-100 qualified.
3. Infineon TLE4997 – automotive-grade, wbudowana kompensacja temperatury, błędy nieliniowości < ±0,5 %.
4. Melexis MLX90242/90251 – szerokie Vcc = 3,3–12 V, zintegrowane kondycjonowanie.

4. Dobór czułości vs. magnes

Dla magnesu Ø6 mm × 3 mm neodym N35, przy szczelinie 1,5 mm:
• skok manetki 30° ≈ zmiana B o 100–150 G → przy S=2,5 mV/G uzyskamy ΔV≈ 0,25–0,38 V/10°.
Zbyt mała czułość = zbyt wąski zakres; zbyt duża = sterowanie „nerwowe”.

5. Kondycjonowanie sygnału

• filtr RC (1 kΩ / 100 nF) tłumi zakłócenia PWM z falownika,
• dodatkowy klucz FET + pull-down realizuje funkcję fail-safe (VOUT≈0 V przy przerwanym zasilaniu),
• kalibracja programowa: liniaryzacja + histereza soft-start.

Aktualne informacje i trendy

• Pojazdy mikro-mobilne (2022–2024) przechodzą na redundantne podwójne czujniki Halla (np. TMR-Dual: Allegro A1345) – wymagania ISO 13849-1 PL-c i UL 2272.
• W automotive rośnie udział w pełni cyfrowych czujników kątowych PSI5/SENT (Infineon TLE5012, AS5600) – możliwa migracja do e-bike’ów klasy L1e-B.
• Coraz częściej stosuje się czujniki TMR (Tunnel Magneto-Resistance) o lepszej liniowości i niższym poborze (< 2 mA).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Orientacja pola: najłatwiej uzyskać gradient radialny (magnes w osi obrotu, czujnik tangent).
• Pinout różni się między producentami: SS49E (1-Vcc, 2-GND, 3-Vout), Allegro A132x (1-Vout, 2-GND, 3-Vcc).
• Test statyczny: mierzymy VOUT przy 0° i max°, korygujemy odległość magnesu (podkładki dystansowe).

Aspekty etyczne i prawne

• Funkcja „walk-assist” w e-bike’ach w UE ograniczona do 6 km/h (EN 15194) – należy zagwarantować poprawny zakres napięcia.
• ISO 26262 w aplikacjach L-kategori EV wymaga detekcji zerwania przewodu, zamiana VOUT=Vcc/2 na dwa sygnały H1/H2 przesunięte fazowo zwiększa bezpieczeństwo.
• Ochrona środowiska: selektywne lutowia bezołowiowe i zgodność RoHS.

Praktyczne wskazówki

1. Prototyp: płytka testowa z wyprowadzeniem wtyku JST-SM 3-pin, magnes na dźwigni 3D-print.
2. Ekranowanie: przewód sygnałowy ekranowany lub skrętka z masą – ogranicza EMI od silnika BLDC.
3. Zapas części: czujniki TO-92 kosztują < 1 €; kup kilka sztuk – pozwoli dobrać idealną czułość.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Zamienniki „49E” z marketplace’ów mogą mieć rozrzut czułości ±40 %; zawsze weryfikuj na stole.
• Przy zasilaniu 3,3 V niektóre czujniki (SS49E) pracują, lecz zakres napięć może spaść poniżej minimum ADC kontrolera – lepiej użyć wersji „3 V”, np. Allegro A1308.

Sugestie dalszych badań

• Porównanie czujników Halla vs. TMR pod kątem dryftu temperaturowego (–20…60 °C).
• Zbadanie wpływu promieniowania EMI od falownika 20 kHz na szum VOUT (spektralna analiza FFT).
• Implementacja redundantnej manetki z dwoma czujnikami + algorytm „plausibility check”.

Krótkie podsumowanie

Najpewniejszym, uniwersalnym wyborem do manetki gazu jest liniowy czujnik Halla Honeywell SS49E lub dowolny jego odpowiednik 49E. Jeżeli wymagane są wyższa dokładność, odporność temperaturowa i zgodność z normami automotive, warto rozważyć Allegro A1324–A1326 lub Infineon TLE4997. Dobór czułości, prawidłowa orientacja magnesu i filtrowanie sygnału zapewnią płynne, bezpieczne i trwałe działanie manetki.