Стики на датчиках холла своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 05.10.2024

XX век был веком аналоговых технологий. Радио, телевидение, телефония – все было построено на создании в месте передачи электрических аналогов звуковой и видео информации и воссоздании ее на месте приема. Это был век ламп, реле и потенциометров.
Рождение транзистора дало начало веку полупроводников, а полупроводники дали миру цифровые технологии и к веку XXI цифровые технологии все быстрее вытесняют аналоговые из нашей жизни. Не так уж долго осталось жить аналоговому телевидению, аналоговая телефония быстро сдает позиции перед цифровой сотовой связью. Нет ни малейшего сомнения в том, что XXI век будет веком цифровых технологий и полупроводников.
Давайте посмотрим, как отразилась всемирная эволюция технологий на устройствах для управления компьютерными играми.
Рассмотрим 2 больших класса игровых устройств – джойстики и игровые рули. Мы не будем рассматривать внешний вид и эргономику устройств – об этом предостаточно сказано в огромном количестве статей в журналах и сети, а заглянем внутрь и попробуем понять, куда движутся технологии в устройствах лидеров рынка.

Джойстики

По-видимому, джойстики были первыми устройствами для управления компьютерными играми. Первые джойстики были весьма примитивны – фактически это были просто 4 кнопки, собранные в одном корпусе, которые нажимались при отклонении ручки джойстика в ту или иную сторону. Зачастую для подключения таких джойстиков не было даже предусмотрено никакого интерфейса, и контакты устройства просто напрямую подпаивались к кнопкам клавиатуры.
Думаю, многие еще помнят такие джойстики для ZX Spectrum:

Нужно было искать бесконтактное решение, и оно было предложено в виде оптических датчиков.
Первыми такое решение предложил Microsoft в джойстике Microsoft SideWinder Precision Pro. С появлением оптических сенсоров для мышей, Microsoft попытался применить ту же технологию внутри джойстика, однако решение оказалось не удачным и больше джойстиков с такими датчиками не выпускалось.

Более простым и надежным оказался простой оптический энкодер (как в обычной мышке с шариком):

На таком принципе построен, к примеру, джойстик Cyborg 3D Force Stick:

Решение было найдено в магнитных датчиках. С этого момента цифровые полупроводниковые технологии XXI века пришли и в игровые устройства. Со всей уверенностью можно сказать, что магнитные технологии – это будущее датчиков игровых устройств.

Первым массовым устройством на магнитных датчиках Холла стал джойстик Saitek X52

Датчики Холла придуманы для измерения напряженности магнитного поля. Грубо говоря, датчик может точно определять расстояние до постоянного магнита. Таким образом, разместив магниты на ручке джойстика, приближая или удаляя магнит от датчика, можно определить, насколько сместилась ручка. При этом расстояние измеряется с высокой точностью, которая определяется разрядностью контроллера. Контроллер на 10bit позволяет позиционировать джойстик с точностью 1024 отсчета на ось.
Казалось, что решение найдено – получен джойстик на вечных бесконтактных датчиках с высокой точностью позиционирования. Однако уже первые пользователи выяснили неприятную особенность датчиков Холла – данные на выходе изменяются нелинейно, а это приводит к неверному измерению угла отклонения ручки джойстика в средних положениях ручки.

Следующим этапом развития данной технологии стало применение 3D датчиков Холла. Эти датчики определяют не напряженность поля, а направление на источник магнитного поля. Впервые такой датчик был применен в джойстике Thrustmaster T.16000:

Данную проблему попытался решить Logitech, установивший оси джойстика Logitech Flight System G940 на подшипники.

Теперь магнит гарантированно перемещается по абсолютно правильной траектории, без люфтов и скачков, но непродуманная система обратной связи, реализованная на этой модели отпугнула многих пользователей (не говоря уже о цене в 13 000 рублей).

Радикально решить вопрос точности и долговечности датчиков, а также ресурса механических деталей джойстика решила компания Saitek в модели X65F:

В этом джойстике ручка закреплена совершенно неподвижно, движения игрока снимаются с ручки при помощи тензодатчиков – сенсоров, измеряющих давление. Игрок прикладывает усилия к ручке, тензодатчики фиксируют давление и передают его в игру. Таким образом решается проблема долговечности механики (ручка неподвижна, а значит, никакого износа у нее не будет), долговечности датчиков – тензодатчики имеют громадный ресурс, а точность будет обеспечивать высокопроизводительный контроллер. Однако, насколько удобно будет играть, не отклоняя ручку, пока не понятно. Джойстик еще не продается и потестировать его возможности пока нет. Скорее всего данный джойстик останется нишевым устройством для небольшого круга любителей современной боевой авиации, т.к. управление самолетами Первой и Второй Мировых войн требует, чтобы ручка отклонялась. Но поживем – увидим.

Подведем промежуточный итог.
За последние 20 лет джойстики превратились из примитивных дискретных переключателей в высокотехнологичные устройства, использующие самые современные технологии XXI века. В новых джойстиках применяются самые передовые датчики для измерения углов – магнитные, что позволяет делать устройства с очень большим ресурсом и высочайшей точностью позиционирования.
Сегодня покупателю доступны джойстики со всеми типами датчиков – на потенциометрах, оптических энкодерах, датчиках Холла и 3D Холлах. Возьму на себя смелость утверждать, что достаточно скоро потенциометры и оптика уйдут в прошлое – как только магнитные датчики станут дешевле, а производители учтут ошибки первых устройств на новой технологии.

Игровые рули

Игровые рули родились позже джойстиков. Сначала казалась, что для игр-гонок хватит наличия джойстика, а то и просто клавиатуры, т.к. первые игры-гонки не отличались высоким уровнем реализма.
Однако игр-гонок становилось все больше, физическая модель автомобилей все усложнялась, и многие игроки захотели получить устройство управления приближенное к реальному автомобилю. Так появились первые рули и педали для игр-гонок.
Обычный комплект для игр-гонок состоит из непосредственно руля, педального блока (2, реже 3 педали) и иногда блока коробки передач и ручного тормоза.
Итак, с помощью каких датчиков измеряют угол отклонения рулевого колеса и педалей современные массово продаваемые игровые комплекты для игр-гонок? Их не так много, как в джойстиках.

Этот люфт приводит к тому, что в центральном положении рулевого колеса есть мертвая зона примерно в 5-8 градусов, в которой руль не работает вообще.
В сумме применение потенциометров в игровых рулях следует признать весьма неудачным решением. Единственное, что оправдывает их применение – низкая цена игрового комплекта.

Второй тип датчиков, которые применяются в игровых рулях, это оптические энкодеры, о которых мы также говорили выше.
Они бесконтактные (а значит надежные), не имеют ограничений на угол поворота, а значит, не создадут проблем ни для поворота на 250, ни даже на 900 градусов.
Казалось бы – вот идеальное решение для руля. Но, к сожалению, все не так просто, как кажется на первый взгляд.
Первая проблема состоит в том, что оптический энкодер не имеет никакого стартового положения. Все, что он умеет – передавать значения вкл/выкл через определенный угол поворота. И как тогда определить, где центральное положение рулевого колеса? Руль на оптическом энкодере требует калибровки при каждом включении.
Для того чтобы система знала, где находится центральное положение, руль надо повернуть в одну сторону до упора, потом в другую сторону до упора, система подсчитает, сколько прорезей прошло перед фотоэлементом, разделит это значение на 2, это и будет центр.
Логично поручить работу по калибровке специальному исполнительному механизму. В результате рули обзавелись собственным электродвигателем, который при каждом включении калибровал руль, вращая его туда-сюда. Наличие электродвигателя также позволило использовать в рулях систему активной обратной связи, т.н. Force Feedback, когда руль реагировал на ситуацию в игре как руль реального автомобиля, пытаясь вырваться из рук игрока при езде по неровной дороге, при потере сцепления колес с асфальтом руль начинает вращаться мягче и т.п.
Следующая проблема оптического энкодера – точность, которой не хватало даже для джойстика с его 40 градусами вращения. Как мы помним, минимальный угол, на который можно повернуть руль, определяется шириной прорези. Чтобы повысить точность можно:
а) сделать прорезь ỳже, а сам диск больше
б) считать, что, например, 10 прорезей = 1 градусу поворота в игре, тогда минимальный угол поворота игрового руля составит 0,1 градуса, что уже вполне достаточно для точного управления.

По первому пути не пошел никто из производителей – большой диск это увеличение габаритов, сужение прорезей – это проблемы с работой фотоэлемента, хотя такое решение позволило бы устанавливать диск с прорезями прямо на ось руля, не потребовался бы никакой редуктор.
Все пошли по второму пути – стали устанавливать небольшой диск с широкими прорезями, но не напрямую на ось руля, а через шестеренчатый редуктор.
Вроде бы проблема точности и долговечности руля была решена, но что делать с педалями? Места в корпусе педалей несравнимо меньше, чем в корпусе руля. Установить в педали оптический диск и редуктор – не тривиальная задача, особенно если учесть борьбу за цену конечного изделия. Дешевыми педали с точным редуктором точно не будут. В результате большинство производителей остановилось на компромиссном варианте – руль на оптике, педали на потенциометрах. В итоге пользователи этих рулей тоже досконально изучили внутреннее устройство своих педалей и потенциометров в них и пишут инструкции другим пользователям, как разбирать потенциометры и смазывать их WD-40.
На сегодня на рынке есть только одна модель – Saitek R660GT, в которой оптические энкодеры установлены и в руле и педалях. Но за это пришлось платить точностью. Рулевое колесо имеет всего 128 отсчетов на 270 градусов вращения, педали – 60 отсчетов на 15 градусов.

Все остальные модели, вплоть до весьма недешевых Logitech G25 и G27, имеют педали на потенциометрах.
Таким образом, применение вроде бы простого оптического датчика повлекло за собой усложнение конструкции руля – потребовался электродвигатель, сложный контроллер, дополнительный блок питания и редуктор, да к тому же мало кому удалось поставить оптику в педали.

Кажется логичным, что решение проблем долговечности и точности руля и педалей лежит, так же как и у джойстиков, в области магнитных датчиков – они и компактные и высокоточные.
Однако напрямую перенести технологии джойстиков в рули оказалось невозможно – датчики Холла, которые применяются в джойстиках, неприменимы в рулях. По весьма банальной причине – они не могут измерять углы больше 45 градусов.
Кажется логичным применить в руле оптический сенсор, а в педалях – датчики Холла, однако сращивание оптических технологий и технологий магнитных в одном устройстве приведет к резкому усложнению контроллера, а он и так не простой, ведь он еще и должен управлять электродвигателем.

Но у каждой проблемы есть решение и оно найдено. Магнитные датчики, способные измерять большие углы, давно созданы и успешно применяются в автомобильной промышленности. Однако применению их в игровых устройствах мешает высокая цена, к примеру, бесконтактный датчик угла поворота HRS100SSAB090 от компании HONEYWELL стоит от 30$, а на руль их надо минимум 3 шт.
Пока решить эту проблему пока смогла только компания Gametrix, которая недавно вышла на российский рынок.
В первой модели, получившей название Gametrix Viper, и на руле и на педалях установлены бесконтактные магнитные датчики, получившие название MaRS. Эти датчики обладают бесконечным ресурсом, т.к. в них нет никаких трущихся частей.

Датчики реализованы на базе магнитных резисторов от компании NXP-Philips, которые давно и успешно применяются в автомобилестроении.
Они позволяют измерять любые углы с высочайшей точностью. К примеру, 12bit контроллер Gametrix Viper позволяет измерять углы поворота рулевого колеса с точностью 0.05 градуса!

Думаю, не будет преувеличением сказать, что и в игровых рулях, как и в джойстиках, будущее за магнитными технологиями.

Подведем итоги.

Прогресс происходит на наших глазах, технологии сменяют друг друга все быстрее и быстрее. На рынке игровых устройств сегодня мы наблюдаем удивительную ситуацию: в магазинах представлены все поколения игровых устройств – от примитивных джойстиков и рулей начала 90-х до устройств на самых совершенных технологиях 21 века.
Надеюсь, эта статья поможет Вам сделать правильный выбор при покупке.

Извините за большие картинки, жать каждую вручную некогда, а как автоматизировать процесс не знаю.
Схемы брал у уважаемого Бумбурума тут. Надеюсь, он меня за это простит.

Каждый любитель "леталок" рано или поздно сталкивается с тем, что его любимый (не дорогой) джой, в начинает подвергаться износу. Чаще это начинается с умирания резисторов на основных осях.
Методов лечения несколько, я покажу самый надежный и по моему мнению правильный. Идея не моя, ей 100лет в обед.

В качестве пациента я использовал Saiktek X45, и хотя сам джой в отличном состоянии и почти не использовался, я решил поставить на него холлы не дожидаясь пока умрут резисторы. Ведь бесконтактные магнитные датчики помимо всего еще и гораздо более точные, чем резисторы со скользящими гибкими контактами. Это мой первый опыт по установке холлов.
Ну очевидные вещи типа "снимите крышку с устройства выкрутив болтики отверткой вращая ее против часовой стрелки" я показывать и рассказывать не буду. Работы оказалось так мало что я и сам удивился.
И так, нам нужно убрать из джоя родные резисторы, и вместо них установить датчики.

Почти всегда к резисторам в устройствах ввода идет по 3 провода, это значит что работают они по принципу делителя напряжения, а не просто переменного резистора.

Провода на плате промаркированы как GND VR1 VR2 и 3V3 (земля, сигнал1, сигнал2 и питание соответственно)
Питание на резисторы в этом джое, по данным инета, 2,5В (сам я забыл измерить), а для нормальной работы ДХ (SS495a) нужно не менее 4,5В. Для этого нам нужно убрать перемычку R13 которая подводит 2.5В к питанию резисторов

Теперь на датчики идет 5В.
Когда с проводкой покончено, начинаем устанавливать сами ДХ. Этот способ также позаимствован мною.
Чтобы не портить родные резисторы, которые все еще в хорошем состоянии, я решил взять другие, главное чтобы ручка была подходящая. В принципе, если использовать родные резисторы, то можно оставит всю проводку родную, и даже не перепаивать ее, но родные провода очень хлипкие, и точно не пережили бы ерзанья ними в течении часа, поэтому я заменил их шлейфом USB от корпуса. Черный земля, красный +5В и белый с зеленами два сигнальных провода. Номинал резисторов абсолютно не важен, как и их состояние. Резистивные дорожки все равно нужно перерезать, а контакты удалить. Нужно это только для того чтобы не пилить и не резать родную механику.

Далее нам необходимо взять два неодимовых магнита, можно и обычные, но щас проще достать неодимовые, к тому же они мощней и по идее лучше будут работать. Взять их можно из старого CD-ROMа, там они установлены в магнитной подвеске головки лазера, их там 2, так что одного старого привода вполне хватит.
Магнит, по отношению к ДХ должен быть расположен так как на картинке, если магнит будет направлен к ДХ севером или югом, то датчик его перемещений просто не заметит.

Определить можно либо склеивая между собой магниты в различных вариациях, если вы понимаете как устроен магнит конечно, либо научным методом тыка. Если в итоге оси у вас окажутся инвертированными, то нужно перевернуть магнит по отношению к датчику на 180 градусов, не провернуть по оси резистора, а именно оторвать и приклеить другой стороной, так что клеить сразу накрепко не стоит, я для настройки использовал двухсторонний скотч, а потом уже посадил на суперклей.

Подстроечный резистор нужен чтобы подстравить напряжение, а следовательно и показания, напомню что вместо 2.5В мы подали 5В, поэтому подстроечник нужно установить в среднее положение. Крайне не рукомендую использовать для этого многооборотные резисторы, там не понятно где центр, а их точность тут излишня. Я поставил 5кОм, потому что такой у меня был, но по сути разницы никакой, ведь это делитель напряжения, можно просто скрутить вместо него два обычных резистора одинакового номинала, будет то же самое.
Теперь то, над чем я парил себе мозг не меньше часа.
После операции джой никак не хотел калиброваться, перепробовал все, что в голову приходило, в итоге ребутнул комп и джой сам определил что к чему, калибровка прошла как обычно. Так что после сборки перезагрузитесь обязательно.
Управление стало на много лучше, а главное что датчик теперь если не вечный, то многолетний уж точно, может только сгореть, износа никакого.
Схема эта универсальна почти под все джойстики где к резистору идет 3 провода, потому как в поделках Genius принцип другой. Там скорее магниторезисторы нужны. Но всеми любимые Extreme 3D Pro от Logitech и еще 100500 других джоев модернизируются точно по такому же принципу.
Осталось механику на подшипниках и плевать на всё джои что будут выпускать ближайшие лет 10.
Затраты составили:
Два датчика SS495a - купил в космодроме по 15грн штучка.
Старый сидюк - выменял на двушку колы за 12грн.
Часа 3 времени - нашел дома.
Несколько проводов - бесплатно, думаю у всех есть.

Из инструментов использовал: Паяльник, отвертки, вольтметр (не обязательно), бокорезы, шило, клей, вазелин (смазал механику раз была возможность), двухсторонний скотч.

Переход игровой индустрии из 2D в 3D в свое время совпал с появлением у геймпадов стиков и триггеров. Это легко объяснить: третье измерение нуждалось в дополнительных элементах управления. Сегодня мы разберем, как функционировали тогда и работают сейчас аналоговые стики и триггеры у контроллеров.

Немного истории

Привычный нам D-pad — крестовину — популяризовала приставка NES. На ее геймпаде также присутствовали лицевые кнопки, они же action buttons, и служебные кнопки.

Манипулятор для N64 познакомил миллионы геймеров с аналоговым стиком и съемным модулем вибрации. В середине 1990-х годов считалось, что именно модуль вибрации произведет в индустрии революцию, а вовсе не стик. В реальности произошла обратная ситуация.

Во второй половине 1990-х контроллеры начали обрастать периферией. Речь не только о модуле вибрации. Так, к геймпаду Dreamcast нужно было докупить карту памяти. Она вставлялась в слот в передней части контроллера.

На карте памяти присутствовал экран, выводивший, например, подсказки в процессе игры. Геймпад Dreamcast примечателен и тем, что оснащен стиком и двумя триггерами на датчиках Холла. Об этом расскажем чуть ниже.

Во второй половине 2000-х годов грянула мода на беспроводные контроллеры — вспомните PlayStation 3 и Xbox 360. Nintendo тем временем экспериментировала с сенсорными дисплеями. Идея, опробованная в портативной приставке DS, расцвела в Wii U. Геймпад последней представляет собой этакий планшет. Сенсорный экран задействовуют для управления и показа полезной информации, к примеру, карты в Pikmin 3.

Если Microsoft не особенно меняет свой Xbox Controller, то Sony тестирует разные подходы. На геймпаде DualShock 4 она разместила сенсорную панель и динамик под ней. Еще манипулятор PS4 имеет кнопку Share для записи видео и снятия скриншотов. До эпохи PS4/Xbox One делать скриншоты в играх на консолях было проблематично, приходилось обращаться к картам захвата и другим недешевым устройствам.

Стики и триггеры на переменных резисторах

Описанная проблема известна как дрифт или дрейф стика. Она характерна для всех геймпадов со второй половины 1990-х годов по сей день. Модули для стиков Nintendo, Sony и Microsoft закупают у японской фирмы Alps. По пессимистичному прогнозу, приведенному в ролике iFixIt, потенциометры выходят из строя спустя 417 часов активной игры. На деле все зависит от модели контроллера. Можно зависать в виртуальных мирах годами и не знать проблем со стиками.

Интересно, что первый стик на потенциометрах был у контроллера Atari 5200. Консоль выпускалась в 1982–1984 годах. Впоследствии стики на потенциометрах нашли применение в контроллерах для авиасимуляторов и в аркадных автоматах, взять Space Harrier (1985).

В геймпадах для консолей и PC стики на переменных резисторах по-прежнему остаются для производителей выбором по умолчанию. Держите вы в руках DualShock 4, DualSense, Xbox Elite Wireless Controller Series 2 или Switch Pro Controller, знайте — внутри отдуваются потенциометры.

Стики и триггеры на датчиках Холла

Преимущество стиков и триггеров на датчиках Холла заключается в отсутствии трущихся и контактирующих деталей. В стик или триггер вставляется один магнит, на плате под или за этим элементом ставятся датчики Холла. Далее датчики точно отслеживают колебания магнитного поля. В итоге никакого износа и, соответственно, дрифта стика или поломки триггера.

Мертвых зон у стиков, основанных на датчиках Холла, тоже нет. Мертвая зона — это отклонения стика, которые потенциометр не фиксирует. Очень раздражающая проблема, особенно в дешевых контроллерах.

В истории игровой индустрии только один массовый геймпад был оборудован стиками и триггерами на датчиках Холла. Это грузный манипулятор Dreamcast. Ниже в видео показана плата контроллера и магниты в стике и триггерах. Даже спустя 20 лет после выхода с геймпадами Dreamcast почти не бывает проблем, а ход стика ощущается как очень плавный.

В наши дни у датчиков Холла ограниченное применение в сфере игр. Ими могут похвастаться разве что геймпады для Xbox One и Xbox Series — там они обрабатывают данные с триггеров. Еще стики и триггеры на датчиках Холла использует контроллер SteelSeries Stratus Duo.

Пока в борьбе потенциометров и датчиков Холла в игровой индустрии безоговорочную победу одерживают первые. Почему платформодержатели не переключатся на вторые? Возможно, дело в цене или в нежелании расставаться со старыми партнерами. А как вы думаете, что мешает датчикам Холла прочно закрепиться на рынке геймпадов?

Хорошее было время, оно было свободно :), с месяц работы, поиска, и он почти готов. Почти как всегда — до РУДа руки так и не дошли. Спросите зачем я его делал? Понятия не имею :), полетать хотелось, сделал, полетал и успокоился.

Итак, то, что я сделал имеет следующие Фичи:
• 3+1 осей
• хатка
• 4 кнопки
• Из вкусного — оси на датчиках холла

Хотя стоит отметить, что сама схема поддерживает 6 осей и до 24 кнопок, не требует никаких дров (в хр), и работает, что немаловажно. Правда у прошивки 1.2 есть один баг, но он то есть то его нет :), а убить его удается двойным втыканием юсб разъема (воткнули-вынули-воткнули).

Итак, при производстве в ход были пущены останки флопов и куски листового железа плюс корпус, получился такой монстр:

Для центровки используется пыльник от классики, в него вставлен кусок медной трубы. Вот механика:

Начнем с главного, а именно с датчиков, хотя вначале был любезно предоставленный знакомым вирпелом раздолбанный в хлам китайский джой — с него я упер ручку. Котроллер джоя был заделал в считанные дни, мега прошита, комп девайс распознал.

Вначале попытался присобачить контроллер к остаткам подаренного джоя, результат не есть гут, высокое китайское качество резюков, пружин и пластиковой идеи (программа joytester2):

Дальше попробовал использовать оптопары и светодиоды от мыши, провел ряд экспериментов (ФизТех епта) в коих производилось вращение и замер градуса при его постепенном повышении — получилось не особо. Сразу скажу, требуемая точность была обеспечена при всех экспериментах. Пробовалось вращение светодиода, график вот:

Как видно линейности никакой, дальше вращал фотоприемник, менялось расстояние:

Как видно, вид с боку лучше — но это не для меня, да и повторяемость хреновая и боязнь засветки. Была еще круглая шторка, но там чтобы получить прямую надо по ходу интеграл в ряд разложить.

А теперь — Холл. Он изначально казался мне не жилец, а все из-за умников, которые в нете пишут нехорошие вещи про нелинейность, сложность и все такое. Сперва как водится датчик никак не хотел давать то, что от него требовалось, но потом я его уломал:

Справа нормированный, слева по напряжению с датчика, по горизонтали — градус; вращается магнит. Имеем потрясную линейность в офигенный угол, как я понял из опытов, его можно довести до 180 гр., если руки прямые. И все это сделано на коленке и даже без особых затрат ден. знаков. Все ноу-хау упирается в форму магнита и расположение датчика, нормальных фот нет, т.к. нет возможности фоткать. Магнит изготавливал из мягкого магнитного материала, применяемого в частности в компьютерных вентиляторах. При некотором навыке в магните можно просверлить отверстие, я сверлил d = 4 мм, в которое потом и вставляется датчик холла, а вот место для отверстия подбирал только опытным путем. Вот примерно так, видно, что магнит пасажен на клей типа момент:

Датчики я заимствовал от флопиков, как на 5, так и на 3,5 дюйма. В работе датчик со схемой на оу выдает напряжение, линейное от угла, с нулем в точке равновесия, размах напряжения зависит от пропускаемого тока, в итоге я питал датчики от 5 В через резюк в 1к, поэтому потребовалось заделать усилитель на ОУ К1446УД1 с выходом от 0 до 5 В и центром в 2,5 В.

Вот так он собственно выглядит, схемно и наглядно

В конечном итоге, имеем ровные и гладкие линии:

Производство электроэнергии

Новый купон пользователя по заказам US $4.00

Гарантия возврата денег Возврат за 15 дней

Бренд: HR
Тип электрогенератора: Other
Выходное Напряжение (V): 0.5-4.5V
Тип: Генератор
Номер модели: SJ100 industrial joystick

SJ100 промышленный джойстик с датчиком Холла

1. Тип потенциометра датчика или датчика Холла

2. Одноосное или двухосное управление

3. Высокопрочный рычаг управления и пропорция превосходного управления или выхода переключателя

4. Панель выше класса защиты IP56

5. Простая установка, гибкая работа, равномерное ощущение руки, долгий срок службы, бесплатное обслуживание.

Размер: Большой палец джойстик Технология: Эффект Холла Оси: 1 Механизм возврата: Возвратная пружина Интерфейс: аналоговый Глубина корпуса под панелью: ≤ 25 мм Серия TRY13 оснащена эргономичным колесиком с пропорциональным выходным сигналом. Он может быть встроен в рукоятки, например, серии TRY81, но также может использоваться как автономное устройство. Колесо доступно в разных цветах.

Сенсорный эффект Холла

Блок питания 5 В постоянного тока ± 0,5 В постоянного тока без переходных процессов

Разрешение 1,22 мВ

Возврат к центральному допуску напряжения ± 200 мВ нач.

Выходной сигнал 0..5 В / 0,5..4,5 В / 1..4 В / доступны резервные выходы

Выходное сопротивление 1,5 Ω

Механические и экологические данные

Механический угол движения 80 ° (± 40 ° от центра)

Ожидаемая жизнь 5 миллионов циклов

Сила отрыва 0,7 Н

Уплотнение IP67 (джойстик электроники)

Рабочая температура -40 ° C .. + 85 ° C

Температура хранения -40 ° С .. + 85 ° С

Уровень невосприимчивости к ЭМС EN61000-4-3 (расширенный)

Уровень выбросов EMC EN61000-6-3: 2001

ESD EN61000-4-2 (расширенный)

О производителе Megatron

Мехатронные прецизионные изделия — более 50 лет — MEGATRON
Измерение, управление, приведение в действие: всякий раз, когда положения, электрические перемещения, углы и силы должны измеряться точно или точно контролироваться, MEGATRON предлагает соответствующее решение со своими датчиками, прецизионными резисторами, электромеханическими компонентами и промышленными джойстиками. MEGATRON предлагает уникальный ассортимент прецизионных изделий как от нашей собственной разработки и производства, так и от наших давних эксклюзивных партнеров. Независимо от продукции, производимой нами или нашими эксклюзивными партнерами, вы всегда получаете гарантированное качество MEGATRON. Наше хорошо организованное хранение, а также тесная координация с нашими партнерами означает высокую надежность доставки. MEGATRON придает большое значение долгосрочным партнерским отношениям и помогает своим клиентам от первоначальной идеи до ее окончательной реализации, но также в течение всей жизни отдельных приложений. Наша миссия заключается в том, чтобы предложить каждому клиенту высокую степень креативности в сочетании с разумным ноу-хау. В результате MEGATRON предоставляет вам полный пакет, соответствующий вашим потребностям, иными словами, все исходит из одного источника — уже более 50 лет.

Близость к клиенту и опыт работы с MEGATRON
Наше предложение — наша философия
Портфель продукции MEGATRON развивался на протяжении более 50 лет, последовательно основываясь на требованиях самых разнообразных промышленных приложений. Сегодня настраиваемые датчики и джойстики MEGATRON устанавливаются буквально в тысячах применений. MEGATRON доверяет давним, надежным и надежным технологиям и продуктам, но также высоко ценит инновации. Это только требование отдельного приложения, принимающего решение о выборе правильного продукта. Это наша философия.

Ваше решение — наша настройка
Это одна из специализаций MEGATRON — адаптировать практически каждый продукт в соответствии с его функциями, дизайном и механическими, а также электрическими интерфейсами к конкретным потребностям клиента — в том числе и для небольших количеств. Это возможно благодаря нашему разнообразию вариантов, нашим концепциям модульного продукта и нашей гибкой организации. Таким образом, вы получите функциональное и экономичное решение в рамках существующего и желаемого дизайна. С MEGATRON вы можете сократить свои расходы и реализовать короткие сроки разработки. Таким образом, мы предоставляем вам преимущество в конкурентной борьбе.
Ваше преимущество — близость наших клиентов и практический опыт
Наши опытные технические инженеры по продажам связывают знания о продукте с опытом, накопленным во многих приложениях. При необходимости мы дополняем наши процессы консультациями технических менеджеров по продуктам и инженеров-разработчиков. Таким образом, вам лучше всего посоветовать — также непосредственно у вас. Мы анализируем ваше индивидуальное заявление и определяем ваше решение вместе с вами. В зависимости от сложности мы оперативно предоставляем решение путем стратегического выбора или настройки существующего продукта или определения альтернативного нового продукта. Мы всегда стремимся обеспечить наилучший дизайн.

Ни когда не задумывался о принципе работы вентиляторов, применяемых в компьютерной и офисной технике. Но тут неожиданно сдох один из таких (Фото 1).

Достоинством таких микросхем, на мой взгляд, является еще и то, что изменяя напряжения питания этих микросхем их выход можно согласовывать с любым типом жесткой логики. На их основе можно сотворить датчики для различных устройств. Надо только подумать, информация к размышлению есть. До свидания. К.В.Ю.

Среди элементов радиоэлектроники, автоматики, а также измерительной техники, датчик Холла, принцип работы которого основан на одноименном эффекте, занимает особое место. Смысл упомянутого эффекта заключается в том, что при помещении проводника в магнитное поле появляется электродвижущая сила (ЭДС), направление которой будет перпендикулярным полю и току. Как же это используется в автомобиле?

Датчик Холла – принцип работы и назначение

В современных условиях происходит постоянное технологическое развитие датчиков Холла. Они отличаются надежностью, точностью и постоянством данных. Широкое распространение эти приборы получили в автомобилях и других транспортных средствах. Они обладают повышенной устойчивостью к агрессивным внешним воздействиям. Датчики Холла являются составной частью многих устройств, с помощью которых контролируется определенное состояние техники.

Во многих случаях этот прибор размещается в трамблере и отвечает за образование искры, то есть он используется вместо контактов. Нередко данный прибор применяется для слежения за током нагрузки. С его помощью производится отключение при возникновении токовых перегрузок. В случае перегревания датчика происходит срабатывание температурной защиты. Резкое изменение напряжения может иметь для устройства тяжелые последствия. Поэтому в последних моделях устанавливается внутренний диод, препятствующий обратному включению напряжения.

Датчик Холла до настоящего времени не смог заменить обычные механические переключатели. Однако в любом случае он имеет ряд значительных преимуществ. Основными из них являются отсутствие контактов, загрязнений, а также механических нагрузок. Поэтому часто можно встретить датчик Холла на скутере, применяемый в качестве составной части датчика зажигания.

Классическое устройство датчика Холла на практике – тонкий полупроводниковый листовой материал. При прохождении через него постоянного тока на краях листа образуется сравнительно невысокое напряжение. Если под прямым углом поперек пластинки проходит магнитное поле, то на краях листа происходит усиление напряжения, которое находится в прямо пропорциональной зависимости с магнитной индукцией. Датчик Холла является одной из разновидностей датчиков импульсов, создающих электрические импульсы с низким напряжением. Благодаря своим качествам, этот элемент широко применяется в бесконтактных системах зажигания.

Мы рассмотрели, какой имеет датчик Холла принцип работы, схема его пока что нам не ясна. Она включает в свой набор постоянный магнит, полупроводниковую пластину с микросхемой и стальной экран, имеющий прорези. Стальной экран через прорези осуществляет пропуск магнитного поля, благодаря чему в пластине из полупроводников начинает возникать напряжение. Сам экран не пропускает магнитного поля, поэтому, когда прорези и экран чередуются, происходит создание импульсов низкого напряжения.

При конструктивном объединении этого датчика с распределителем получается единое устройство – трамблер, выполняющий функции прерывателя-распределителя зажигания.

Датчик Холла и особенности эксплуатации

Когда в конструкции авто активно эксплуатируется датчик Холла, схема подключения его требует регулярных проверок и профилактического обслуживания. Главное еще и не навредить во время таких проверок, поэтому отсоединение разъема кабеля от датчика должно в обязательном порядке производиться при выключенном зажигании. Иначе элемент может просто выйти из строя, ремонтировать его нет смысла, потребуется замена.

Проверить правильность схемы можно следующим образом: при вращении коленчатого вала и, соответственно, вала распределителя должен попеременно загораться и гаснуть контрольный светодиод, указывающий на наличие сигнала. Запрещается проверять датчик с помощью обычной контрольной лампы. Особое внимание во время работы устройства следует обращать на чистоту и надежность в разъеме и контакте штекеров. Необходимо помнить, что датчик Холла нельзя использовать в обычной системе зажигания.

Самостоятельный ремонт датчика Холла

В случае неисправности элемент требует скорейшей замены. Однако цена детали в магазине сильно ударит по кошельку. Поэтому можно попытаться провести самостоятельный ремонт датчика Холла.

Работы будут проводиться на примере автомобиля марки Фольксваген. Иномарка имеет стандартный примитивный датчик Холла. Процесс ремонта очень прост: необходимо только заменить логический элемент S 441 А.

В центре корпуса датчика Холла дрелью нужно высверлить небольшое отверстие. Необходимо хорошее сверло, так как пластмассовый корпус детали укреплен изнутри металлическим каркасом.

Финальный этап работ – это сборка датчика. Все действия осуществляются последовательно, но в обратном порядке.

Такой ремонт очень прост и не потребует специальных знаний. Он подходит также для автомобилей AUDI, Daewoo, Mittsubishi и других иномарок.

Ремонтируем датчик Холла сами

В общем случае убедиться в том, что виною возникшей неисправности является именно датчик Холла довольно просто. Для этого, прежде всего, следует замкнуть центральный контакт датчика на ближайшую надежную массу (наличие искры свидетельствует о нормальной работе высоковольтной части), а затем на крайних контактах соединителя замерить наличие входного напряжения, которое должно составлять около 9-10В (присутствие напряжения и нормальном функционировании прочих устройств говорит об отказе датчика Холла).

Как уже указывалось выше конструкция датчика Холла достаточно примитивна и если говорить об изделиях, устанавливаемых на автомобилях Фольксваген различных модификаций, то наиболее ненадежной их частью является логический элемент S441A (который, по большому счету, и является датчиком, только без магнита) и основой процесса ремонта становиться его замена.

Итак, элемент S441A исправен и можно приступать непосредственно к ремонту:

Прежде всего, при помощи дрели по центру корпуса датчика Холла снятого с автомобиля высверливаем отверстие. Обращается внимание на то, что под внешним пластмассовым корпусом находится металлический каркас, так что сверло должно быть соответствующим;

Размещаем измерительный элемент в изготовленном нами окошке в корпусе датчика и используя описанную выше схему контроля вновь проверяем датчик на работоспособность (при вращении шторки и при прохождении ее прорези мимо магнита светодиод должен светиться, а при перекрытии магнитного потока – затухать).

Если схема не заработала – переворачиваем измерительный элемент и повторяем проверку (учитывая тот факт, что полярность расположения элемента имеет важное значение);

По окончании пайки визуально и при помощи тестера контролируем состояние датчика на отсутствие коротких замыканий. Если все нормально – выполняем заделку технологического отверстия термостойким клеем или герметиком. Использовать для этих целей пластмассу не рекомендуется, так как от высокой температуры она может потечь.

Необходимо отметить, что данный метод ремонта не требует особых знаний и доступен практически каждому автолюбителю. Подобным образом можно восстанавливать датчики Холла не только автомобилей VW, но также и AUDI, Mitsubishi, Daewoo и пр., (принципы действия и конструкция датчиков Холла различных модификаций практически идентичны).

Магнитоуправляемые микросхемы | Все своими руками

Замена датчика холла с изначальной проверкой резистором

Авто, оснащенные карбюраторными ДВС, имеют полезный элемент под названием датчик холла. Основная функция этого компонента, подавать управляющие импульсы на коммутатор, преобразующий их и направляющий на основную обмотку бабины (катушки). Со временем датчик холла выходит из строя, и тогда нужна бывает его умелая замена. В статье представлены подробные инструкции по проверке и замене, а также видео.

Место расположения, фиксация, неисправности

Находится датчик или микроэлектронный регулятор в трамблере современного образца. Защищен пыльником (пылезащитный экран). Фиксируется на пластине двумя винтами или заклепками, что зависит от разновидности модели трамблера.

Меняется микроэлектронный элемент распределителя авто, как и говорилось выше, когда он изнашивается по известным причинам. Следует знать, что если датчик выходит из строя, двигатель просто-напросто глохнет или больше не запускается.

О неисправностях датчика могут сигнализировать также следующие симптомы:

на ХХ (холостом режиме) мотор функционирует с перебоями и рывками;
авто при движении дергается, особенно когда переключаешься на высокие обороты.

Проверка

Проверить датчик можно несколькими способами. Да и вообще, каждый опытный автомобилист знает и применяет свой, любимый и для него самый эффективный метод. Мы рассмотрим самые популярные варианты диагностики.

Самый простой и одновременно сложный/времязатратный способ, не требующий особой квалификации от владельца (не считая умения разбирать трамблер до мелких деталей). Надо просто взять рабочий датчик, например, одолжить у знакомого, чтобы не покупать. И установить его вместо старого. Если ДВС больше не будет вести себя, как раньше – будет нормально запускаться и не дергаться на высоких оборотах, датчик неисправен точно.
Взять измерительный прибор, например, обычный тестер или резистор. С его помощью измерить ток на выходе микроэлектронного регулятора. Исправный датчик авто должен показать напряжение в пределах 0,4-11 В. Другие значения уже будут свидетельствовать о неисправности.
Третий вариант подразумевает следующее. Надо вынуть 3-штекерную колодку с датчика, затем включить зажигание, и соединить концы 3 и 6 коммутатора. Если появится искра, то датчик не работает.

Способ проверки посредством резистора считается имитацией работы датчика. Другими словами, резистор выступает в роли самого датчика. Этот вариант проверки подразумевает уже снятый датчик холла. Он проверяется по схеме, представленной на фото.

Можно изготовить самодельный резистор измеритель. Другими словами, подготовить некое подобие резистора с контактами, имитирующими датчиковые. Концы их вдеваются в переходниковую колодку, последняя подключается к питанию.

Подробнее о том, как проверить датчик холла смотрите в этом видео

Классический, так сказать самый правильный способ проверки датчика подразумевает обязательное измерение. Это делается лучше всего с помощью вольтметра или мультиметра со шкалой измерения постоянного тока.

Итак, проверка классическим способом осуществляется так.

Взять два гвоздя среднего размера, загнуть их в верхней части, как на фото ниже.

Снять резиновый чехол с колодки, подключенной к трамблеру и непосредственно к датчику холла.
Далее нужно будет скинуть главный бронепровод с распределителя.

Главный бронепровод надо подключить к массе, чтобы обезопаситься от случайного запуска двигателя.

Включается зажигание.
С трамблера снимается колодка.
На мультиметре устанавливается режим в диапазоне 20 В и прибор включается.
Минусовой зажим кидается на массу, а плюсовым щупом проверяются провода колодки.

Проверка красного провода (крайний) должна показать значение, близкое к аккумуляторному (12 вольт).

Проверка зеленого провода (средний контакт) – значение тоже, близкое к аккумуляторному.

Проверка белого провода (крайний левый) – значение нулевое. Другими словами, здесь напряжения не должно быть. А в режиме звуковой прозвонки мультиметра, на этом проводе должен появиться сигнал, свидетельствующий о соединении с массой.

Таким образом, можно убедиться, что на датчик холла поступают все необходимые импульсы.

Теперь нужно сделать так:

Взять один из гвоздей, вдеть его в отверстие среднего провода с обратной стороны клеммы. Второй гвоздь вдеть на место белого провода массы (провода не снимаются).
Колодка ставится на место (зажигание должно быть включено).
Мультиметр ставится в режим проверки постоянного тока. Щуп плюсовой ставится на гвоздик, вдетый в среднее отверстие колодки, а черный, соответственно на белый.

Теперь надо посмотреть на мультиметр, поставленный в режим измерения напряжения постоянного тока. Он должен выдавать значение, близкое к аккумуляторному.

Прокручивается коленвал (посредством ключа или другими способами).
Одновременно следует наблюдать за показаниями прибора.

Если показания падают ниже 0,04 В (что является нижним пределом измерения), а верхний предел измерения при вращении соответствует значению, выше 9 В, то датчик холла считается полностью исправным.

Замена своими руками

Что касается общих рекомендаций, то вот они.

Трамблер демонтируется полностью с автомашины.
Снимается крышка, держащаяся на 2-х защелках. Последние просто ослабляются рукой или отверткой.
Демонтируется ротор (бегунок).
Под ним находится пыльник (пылезащитный экран), который надо будет снять, поддев отверткой.
Фигурной отверткой снимается винт, фиксирующий колодку проводов сбоку.
Далее ослабляется и снимается фиксатор, удерживающий провод датчика холла.
Теперь надо будет поддеть отверткой стопорное кольцо, удерживающее тягу вакуум-корректора на штифте.
Тяга снимается (та, что на фото ниже).

Два винта, указанные стрелками на фото ниже, откручиваются.

Приподнимается отверткой опорная пластина, на которой и расположен датчик холла.

Сам датчик на пластине может фиксироваться либо винтиками, либо заклепками. Если крепится последними, то придется менять датчик в сборе с пластиной. На фото ниже – датчик, закрепленный винтиками.

Напоследок также рекомендуем посмотреть видео о том, что собой представляет датчик холла, как он был придуман и зачем.

Как платить за БЕНЗИН В ДВА РАЗА МЕНЬШЕ

Цены на бензин растут с каждым днем, а аппетит автомобиля только увеличивается.
Вы бы рады сократить расходы, но разве можно в наше время обойтись без машины!?

Но есть совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год! Подробнее об этом по ссылке.

Читайте также: