Hallotrony zatrzaskowe: DRV5013, SS461A, TLE4964-3M – LED świeci po usunięciu magnesu

Pytanie

jakie są rodzaje hallotronów i jak każdy z nich Szukam takiego który po przyłożeniu magnesu zaświeciła dioda a po usunięciu pola magnetycznego żeby nadal świeciła

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Poszukiwany element to hallotron zatrzaskowy (ang. latching Hall-effect sensor).
• Po zadziałaniu pola magnetycznego (np. bieguna S) jego wyjście przełącza się, co zasila diodę LED.
• Po usunięciu pola stan wyjścia jest podtrzymywany, więc dioda świeci dalej; wyzerowanie następuje dopiero po przyłożeniu przeciwnego bieguna (N) lub odłączeniu zasilania.

Kluczowe punkty
• Typy hallotronów: liniowe, przełączające unipolarne, omnipolarne, bipolarne, zatrzaskowe.
• Tylko wersja zatrzaskowa zapamiętuje stan bez dodatkowej elektroniki.
• Przykładowe układy: TI DRV5013/DRV5015, Infineon TLE4964-3M, Honeywell SS461A/C, Diodes Inc. AH377x, Nexperia KMZ60-series (TMR latch).

Szczegółowa analiza problemu

1. Klasyfikacja hallotronów

1. Hallotrony liniowe (analogowe)
   – Napięcie wyjściowe ≈ k·B. Idealne do pomiaru natężenia prądu lub kąta; brak pamięci stanu.

2. Hallotrony przełączające (cyfrowe) – wyjście dwustanowe; wewnętrzny komparator + histereza:
   a. Unipolarne – reagują tylko na jeden biegun, gasną po zniknięciu pola.
   b. Omnipolarne – reagują na dowolny biegun, również gasną po usunięciu pola.
   c. Bipolarne (Schmitt) – aby wrócić do stanu początkowego wymagają pola odwrotnej polaryzacji, lecz wciąż gasną, gdy pole spada poniżej progu Brp.
   d. Bipolarne zatrzaskowe (latching) – utrzymują stan po zaniku pola, zmiana następuje dopiero po przyłożeniu pola o przeciwnej polaryzacji; dokładnie to, czego potrzebujesz.

3. Specjalne odmiany
   • Hallotrony mikrozasilane (micropower) – praca pulsacyjna <10 µA (np. DRV5032).
   • Czujniki z TMR (tunnelling magnetoresistance) o wyższej czułości, często również z funkcją latching (np. NVE AAT-series).

2. Teoretyczne podstawy działania zatrzasku

Hallotron zatrzaskowy = czujnik Halla + przerzutnik typu RS wewnątrz struktury scalonej.
Prądy Halla są wzmacniane, a gdy \(B\ge B_{\mathrm{OP}}\) aktywują SET przerzutnika. Gdy \(B\le -B_{\mathrm{RP}}\) (przeciwny biegun) aktywowany jest RESET. Po usunięciu pola wyjście trzyma poziom dzięki pamięci przerzutnika.

3. Praktyczne zastosowanie

• Enkodery BLDC, liczniki obrotów, czujniki położenia klap samochodowych, zamki drzwiowe.
• W Twoim projekcie: trwałe zapalenie LED bez zużywania energii na cewkę czy mechaniczne styki.

Aktualne informacje i trendy

• Producenci przenoszą ofertę z klasycznych krzemowych czujników na układy z integracją logiki (push-pull, otwarty dren, opcje micropower).
• W automotive popularne są serie Infineon TLE49xx i TI DRV50xx – zgodność z AEC-Q100 i odporność > 8 kV HBM.
• Czujniki TMR wypierają klasyczne Halla w aplikacjach o ekstremalnej czułości (<1 mT) i niskim poborze (<2 µA).

Wspierające wyjaśnienia i detale

Przykładowy schemat (wyjście otwarty dren, aktywne w stanie LOW):

        +5 V
         │
         ├─R_LED 220 Ω
         │
      ┌──┴───►LED
      │
      │  OUT (open-drain)
Hall──┤
      │
      └──GND

• Po SET wyjście = LOW, dioda świeci.
• Wyzerowanie przez przeciwny biegun ⇒ OUT = Hi-Z ⇒ dioda gaśnie.

Parametry do sprawdzenia w datasheet:
Bop/Bop S – punkt załączenia; Brp – punkt zwolnienia; histereza \(H=B_{\mathrm{OP}}-|B_{\mathrm{RP}}|\); napięcie zasilania; typ wyjścia.

Aspekty etyczne i prawne

• Brak szczególnych zagrożeń; pamiętaj o zgodności z dyrektywą RoHS oraz ewentualnymi normami EMC (jeśli dioda steruje np. zamkiem).
• W aplikacjach bezpieczeństwa (np. detekcja pozycji w maszynach) wymagane jest SIL 2/3 – zwykły hallotron zatrzaskowy może nie spełnić tych wymagań bez redundancji.

Praktyczne wskazówki

1. Dobierz magnes: neodym N35–N52, średnica ≥ 5 mm, odległość robocza < 3–5 mm.
2. Zamontuj czujnik tak, aby linie pola przechodziły prostopadle przez aktywny obszar (patrz orientacja w nocie katalogowej).
3. Jeśli LED ma świecić z prądem 5–10 mA, użyj rezystora 220–560 Ω przy 5 V.
4. W wersjach open-drain zastosuj rezystor podciągający 4,7–10 kΩ, jeżeli LED jest sterowana odwrotnie (katoda na OUT).
5. W środowiskach o silnych zakłóceniach magnetycznych przewidź ekran lub zwiększ próg Bop.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Zatrzask wymaga przeciwnego bieguna do resetu; jeśli zależy Ci na wyłączeniu bez magnesu, dodaj zewnętrzny przerzutnik (np. 74HC74) lub mikrokontroler.
• A3144 jest popularny, ale NIE jest zatrzaskowy – nie nada się.
• Ekstremalna temperatura (>150 °C) może osłabić magnes i zmienić próg czujnika.

Sugestie dalszych badań

• Test czujników TMR (np. Crocus CMS-300) jako alternatywy przy bardzo małych polach.
• Implementacja soft-latch w mikrokontrolerze z watchdogiem bezpieczeństwa.
• Analiza starzenia magnesów NdFeB w podwyższonej temperaturze (koercja vs. czas).

Krótkie podsumowanie

Najprostszym i najpewniejszym sposobem utrzymania świecenia diody po odsunięciu magnesu jest użycie hallotronu zatrzaskowego. Wersje takie jak DRV5013, SS461A/C czy TLE4964-3M mają wbudowany przerzutnik, który sam „pamięta” stan, eliminując potrzebę dodatkowej logiki. Wystarczy dobrać odpowiedni magnes, prawidłowo spolaryzować bieguny, zasilić czujnik i LED przez rezystor, a układ będzie działał dokładnie zgodnie z Twoimi wymaganiami.