Цифровой биполярный датчик Холла US1881 / Melexis US1881 (корпус TO-92)

Цифровой биполярный датчик Холла US1881 / Melexis US1881 (корпус TO-92)

Датчик US1881 от компании Melexis — это классический биполярный цифровой переключатель Холла с защелкой (Bipolar Hall Latch) в корпусном исполнении TO-92 (SE). Датчик предназначен для бесконтактного определения полярности магнитного поля, измерения скорости вращения валов, контроля положения роторов в бесколлекторных двигателях (BLDC), а также для использования в тахометрах и автоэлектронике.

---

Технические характеристики

Параметр	Значение
Производитель / Модель	Melexis US1881 (US1881EUA / US1881KUA)
Тип датчика	Биполярный цифровой с фиксацией (Bipolar Latch)
Технология	CMOS с встроенной компенсацией температурного дрейфа
Напряжение питания ($V_{CC}$)	3.5 – 24.0 В DC
Порог включения ($B_{OP}$)	+0.5 … +9.5 мТл (+5 … +95 Гаусс, Южный $S$-полюс)
Порог выключения ($B_{RP}$)	-9.5 … -0.5 мТл (-95 … -5 Гаусс, Северный $N$-полюс)
Гистерезис	~10 мТл (100 Гаусс)
Тип выхода	Открытый сток (Open Drain N-channel)
Максимальный выходной ток ($I_{OUT}$)	До 50 мА
Потребляемый ток	2.5 – 5.0 мА
Тип корпуса / Монтаж	TO-92 (TO-92S / UA) / THT (выводной)
Диапазон рабочих температур	-40 °C … +85 °C (индекс E) / -40 °C … +125 °C (индекс K)

---

Принцип работы биполярной защелки US1881

Датчик имеет триггерную логику с памятью состояния:

1. Включение (LOW / 0V): При поднесении к маркированной (лицевой) стороне корпуса Южного ($S$) полюса магнита с напряженностью выше порога $B_{OP}$, выход переключается в низкий уровень (LOW / 0 В).
2. Фиксация (Latch): Если убрать магнит, датчик сохраняет низкое состояние на выходе.
3. Сброс (HIGH / $V_{CC}$): Чтобы вернуть выход в высокий уровень (HIGH / $V_{CC}$), необходимо воздействовать на датчик Северным ($N$) полюсом магнита с напряженностью ниже $B_{RP}$.

---

Назначение контактов (Pinout US1881)

При виде на скошенную (лицевую) сторону корпуса с маркировкой (выводы смотрят вниз):

• Пин 1 (VCC): Питание датчика (+3.5 В – +24.0 В DC).
• Пин 2 (GND): Общий провод (земля).
• Пин 3 (OUT): Цифровой выход (Open Drain).

Схемотехническая особенность: Выход выполнен по схеме с открытым стоком, поэтому между выводами OUT (Пин 3) и VCC (Пин 1) необходимо установить подтягивающий резистор (Pull-Up) номиналом 1 кОм – 10 кОм (или задействовать внутреннюю подтяжку INPUT_PULLUP в микроконтроллере).

---

Схема подключения к Arduino

• VCC (Пин 1) ➔ 5V (или 3.3V при стабилизированной линии от 3.5В)
• GND (Пин 2) ➔ GND
• OUT (Пин 3) ➔ Цифровой вход D2
• Резистор подтяжки: Резистор 10 кОм между VCC и OUT.

const int hallPin = 2; // Пин D2 Arduino
volatile unsigned long pulseCount = 0;

void IRAM_ATTR countISR() {
  pulseCount++;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(hallPin, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(hallPin), countISR, FALLING);
}

void loop() {
  Serial.print("Считано импульсов: ");
  Serial.println(pulseCount);
  delay(1000);
}

---

Область применения

• Тахометры и датчики скорости: Измерение частоты вращения валов, колес и кулеров при прохождении роторов с чередующимися магнитами ($N-S-N-S$).
• Бесколлекторные моторы (BLDC): Определение положения ротора в статорах электродвигателей.
• Бесконтактные инкрементальные энкодеры: Фиксация направления и скорости вращения механизмов.
• Бесконтактные конечные выключатели: Автоматика с защитой от ложных срабатываний из-за вибрации.

---

В чем разница между US1881, SS41F и A3144

• US1881 vs SS41F / 41H: Оба семейства являются биполярными датчиками-защелками (Latch). US1881 отличается чуть более высокой нагрузочной способностью по выходу (до 50 мА против 20 мА) и широким диапазоном температур.
• US1881 vs A3144 / 44E: US1881 — биполярный триггер (для сброса обязательно нужен противоположный $N$-полюс). A3144 и 44E — униполярные ключи (автоматически отключаются при отводе одиночного магнита).