Der Hall-Sensor TLE 4905L
Der Hall-Sensor noch inaktiv
Als möglicher Melder auf der Eisenbahnanlage wird auch immer wieder der Hall-Sensor genannt. Er ist wie ein Reedkontakt für kurze Schaltimpulse gedacht.
Da mich seine Möglich- keiten interessierten, habe ich einen unipolaren Hall-Sensor TLE 4905L bestellt.
Er hat die Abmessungen Höhe 3 x Breite 4 mm und Dicke ca. 1,5 mm.
Die Seite mit den seitlichen Abflachungen ist die aktive Seite. Hält man von dieser Seite einen Magneten mit dem Südpol in die Nähe, schaltet er den angeschlossenen Verbraucher gegen Masse durch.
Die Anschlüsse sind, betrachtet auf die abgeflachte Seite von links nach rechts: Spannungsversorgung Vs, Masse GND, Collectoreingang Q.
Das Datenblatt von Siemens ist bei Conrad und Reichelt zum Download verfügbar.
Edit 27.01.2010
Soeben entdeckt: die schweizerische Firma BBA stellt bei www.bba.ch unter Technische Informationen > Hallsensorbetätigung sehr anschauliche Grafiken bereit, die das Zusammenwirken von Magneten und Hallsensoren zeigen.
Auch sehr interessant ist dort der Abschnitt Leistungsvergleich, in dem die große Wirkung von Neodym-Magneten im Vergleich zu anderen Magnetarten dargestellt wird!
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Für einen ersten Test habe ich einen Neodym-Magneten 10×5x1,5 mm (Nord-Süd durch die flache Seite) verwendet. Die Gleichspannung, ca. 20 V, stammt aus einem Eisenbahntrafo, mit nachgeschaltetem Gleichrichter und Glättungskondensator. Der Hall-Sensor hat einen weiten zulässigen Spannungsbereich von 3 bis 24 V. Eine integrierte Diode schützt ihn gegen Verpolung beim Anschließen. Der max. schaltbare Strom ist 100 mA.
Zur Anzeige habe ich eine LED angeschlossen: Plus > LED > Widerstand ca. 1000 Ohm > Open Collector. Minus an die gemeinsame Masse. Auf den im Datenblatt gezeigten 1,2 k Widerstand zw. Vs und Q habe ich erstmal verzichtet. Er soll wohl bei inaktivem Zustand einen eindeutigen High-Pegel für den Eingang sicherstellen.
Sensor aktiv
Im zweiten Bild und im Video unten sieht man, dass man den Magneten recht weit weg halten kann und der Hall-Sensor trotzdem schaltet. Bei der genannten Magnetgröße spricht der Sensor bereits ab etwa 10 mm Abstand an. Auch muss der Magnet nicht direkt über den Sensor gehalten werden. Er spricht schon bei seitlicher Annäherung an. Das ist ein wichtiger Fakt, wenn man den Magneten z.B. bei einer alten Märklinlok einfach unten an der metallischen Kupplung befestigt. Auch wenn man diese voll ausschwenkt (Kurvenfahrt), schaltet der Sensor immer noch.
Führt man den Magneten in seiner Längsrichtung über den Sensor, wird der Schaltimpuls länger.
Der Hall-Sensor im Märklin-Metallgleis
Das Schaltverhalten ist eindeutiger als bei einem Reedkontakt, wo man den Magneten an ganz bestimmten Stellen über den Kontakt führen muss, damit er nicht zweimal schaltet. Dazu mehr auf dieser Seite.
Die Größenverhältnisse zum Metallgleis zeigt das dritte Bild. Der Sensor kann also sehr unauffällig eingebaut werden.
Der Hallsensor in der Bauform P-SS0-3-2, wie in den Bildern zu sehen, ist übrigens bei Conrad für 2,07 EUR inkl. Mwst. erhältlich, bei Reichelt für 0,60 EUR inkl. Mwst (Stand April 2012).
Wenn Sie bei reichelt.de TLE 4905L oben links in der Suche eingeben, wird er angezeigt. Bei der Artikelseite ist auch unter “Datenblätter und Downloads” das Datenblatt von Siemens als pdf-Datei zu finden.
Und Action:
Edit 18.03.2012
Aus der sehr guten Diskussion mit Axel, siehe unten, ergab es sich, dass wir zwei Varianten für den Einbau des Hallsensors in das Märklin Metallgleis ausprobiert haben.
Die Ergebnisse sind auf dieser Seite zu sehen.
Montag, 5. März 2012
Hallo,
es ist frustrierend. Habe den TLE4905L angeschlossen wie folgt (flache Seite oben):
rechts: plus 12V Gleichstrom
mitte: minus 12V Gleichstrom
links: 1kOhm Widerstand an LED an plus 12V
Die LED leuchtet nicht, wenn ich einen Reichelt Supermagnet (Durchmesser 8mm) darüberfahre. Keine Reaktion. Sollte jetzt nicht die LED leuchten, wenn der Magnet darüberfährt ? Was mache ich falsch ? Bitte Hilfe. Danke im voraus.
Gruß Axel
Montag, 5. März 2012
Hallo Axel,
anbei ein Schaltplan (siehe bei Schaltpläne und Bauanleitungen). Schau es Dir nochmals an. Vielleicht hast Du nur die beiden äußeren Pins vertauscht. Was meinst Du mit “flache Seite oben”?.
Bitte gib mir Bescheid, wenn es funktioniert.
Viele Grüße Jürgen
Montag, 5. März 2012
Hallo Jürgen,
danke für die wirklich schnelle Antwort. Habe mir den Schaltplan angeschaut und den TLE4905L (abgeflachte Seiten) nach oben verlötet wie angegeben. Am Collector-Ausgang liegt doch die LED und die andere Seite der LED über den Vorwiderstand an +12V Gleichstrom. Die LED leuchtet nicht, wenn ich den Magnet drüberführe, auch nicht wenn ich den Magnet umdrehe oder den Hallsensor umdrehe. Das kann doch nicht sein. Habe einen “frischen” Sensor verwendet. Woran liegts denn jetzt noch ?
Sorry, daß ich Umstände mache.
Gruß Axel
Montag, 5. März 2012
Hallo Axel,
ich komme immer noch nicht klar mit Deiner Angabe “abgeflachte Seite”. Beide Seiten sind flach. Die aktive Seite, wo der Magnet drüber gezogen wird, ist die mit den seitlichen Schrägen und der Kennzeichnung.
Siehe auch im beigefügten Datenblatt Seite 2.
Wenn Du hier alles richtig hast, kann ja nur noch die LED falsch rum angeschlossen sein. Der Collector schaltet die LED gegen Masse durch. Also muss die Minus-Seite der LED (Kathode = großer Pol in der LED, kurzes Bein) an den Collector angeschlossen sein,
siehe auch hier
http://www.mwselektronik.net/howto/LED_Schaltungen/ledschaltungen.html
und hier,
http://www.projektlabor.tu-berlin.de/menue/onlinekurs/testen_fehlersuche/baugruppe_untersuchen/
weiter unten die LED-Zeichnung.
Der kleine Pol der LED (+ = Anode = langes Bein) liegt am Widerstand und der an +12 V.
Sorry, ich denke schon, dass Du die LEDs und ihre Anschlüsse kennst. Aber sonst weiß ich nicht, wo der Fehler liegen kann. Ich habe auch schon öfters LEDs falsch rum angeschlossen und sie damit abgeschossen.
Bist Du sicher, dass die LED noch funktioniert?
Viele Grüße
Jürgen
Dienstag, 6. März 2012
Hallo Jürgen,
hatte tatsächlich die LED “verkehrt herum”. Sorry. Jetzt klappt es sehr gut.
Wie hast du denn die Hallsensoren auf dem M-Gleis verkabelt ? Bietet sich wohl nur im Schattenbahnhofsbereich an, da sonst die Verkabelung auf der Schiene den Anblick stört. Oder hast du eine gute Idee wie der Sensor am unsichtbarsten verkabelt werden kann.
Eine Möglichkeit: mit dem Bohrer eine Öffnung zwischen Schiene und Mittelleiter bohren. Unter diese Öffnung den Sensor setzen und von unten verkabeln. Ich meine aber die Wirksamkeit des Magneten (obwohl sehr stark) verringert sich, die LED spricht nur an, wenn der Magnet sehr dicht über die Öffnung ist. Kann also Probleme geben.
Fällt dir eine bessere Lösung ein ? Danke dir für deine Hilfe.
Gruß Axel
Samstag, 10. März 2012
Hallo Jürgen,
habe dir mit separater email einige Fotos zugeschickt, wie ich 2 Hallsensoren auf einem geraden M-Gleis versetzt angeordnet habe. So bekommt man ein Signal in jedem Fall, wenn 2 Rundmagnete (Durchmesser 10mm) unter einem Wagen jeweils mehr zu der einen oder der anderen Seite angebracht sind. Wird also ein Wagen gedreht macht das nichts - der Effekt ist der gleiche. Ich hoffe das hilft allen.
Verwende den Hallsensor für die Bewegungsanzeige von Zügen auf nicht einsehbaren Gleisabschnitten auf dem GBS. Habe das GBS noch nicht angeschlossen - ist aber in Planung.
Gruß und schönes Wochenende.
Gruß Axel
Montag, 19. März 2012
Hallo Axel,
herzlichen Dank für die Fotos!
Ich habe diese auf einer neuen Seite eingebaut, da es hier in den Kommentaren zu umfangreich werden würde.
Viele Grüße
Jürgen