コラム Vol.4 モノの動作の検知とホールIC

物理スイッチや光センサーの限界

住宅の窓や扉といった、モノの動きを検知し、電気的な信号へと変化させる──。そのための技術として、まず思いつくのが物理的なスイッチでしょう。

ただ、物理スイッチの場合、例えば、窓や扉の開閉部の動作を、スイッチを「押す」、または「スライドさせる」といった動作に変換しなければならず、構造が複雑化します。また、動作部にホコリが堆積したり、液体が侵入したりすることで故障が発生し、長年安定して使い続けられるとは限りません。

ならば、発光ダイオードと光センサーを組み合わせた「非接触スイッチ」は、どうでしょうか。この仕組みであれば、物理的な構造がシンプルになり、設計も楽になります。ただし、環境光や汚れなどによって光センサーの感度が低下するおそれがあるほか、消費電力を小さくするのも困難になります。

「ホールIC」という選択肢

上述したような問題を一挙に解決できる技術が、「ホールIC」です。 ホールICとは、半導体センサーによって磁気の強さを電気信号に変換するICのことです。磁気検知の方式として、「片極検知型」「両極検知型」「交番検知型」の3タイプがあり、それぞれの方式を採用したホールICには、次のような特徴があります。

①片極検知型／両極検知型

片極検知型／両極検知型のホールICは、磁石の接近を検知して信号を出し、磁石が離れたときに元の状態に戻るスイッチタイプのICです。片極検知型は、N極とS極のどちらか一方に反応し、両極検知型はN極とS極のどちらにも反応します。
このタイプのホールICは、磁石との併用により、非接触スイッチとして用いることができます。そのため、折り畳み式ケータイやノートPCの開閉を検知する仕組みとして広く利用されてきました。
例えば、ケータイの液晶画面側に小さな磁石を、キーパッド側にホールICをそれぞれ組み込んでおき、ユーザーが画面を閉じた際に、ホールICが磁石の接近を検知して信号を出し、スリープモードに自動で切り替える、といった具合です。

②交番検知型

交番検知型のホールICは、N極とS極の入れ替わりを交互に検知するICです。 例えば、円盤状の磁石を回転させ、その近くに交番検知型のホールICを設置します。これにより、円盤状の磁石の回転数を計測することが可能になります。 このタイプのホールICは、モータやファンの回転制御などに応用されています。

多彩なホールICで
エンジニアの「こうしたい」をかたちに

以上のように、ホールICの考え方はとてもシンプルで、応用の範囲も幅広く、求められる機能もさまざまです。

そのため、エイブリックでは、多彩なホールICを提供し、エンジニアのニーズに応えてきました。そして今日では、「低電圧型」「高耐圧型」「高速動作型」「高温動作型」など、IoTデバイスへの応用を想定したホールICの拡充に力を注いでいます。

また、エイブリックのホールICは、共通して「小型」「低消費電流」「高精度」「高品質」という特徴も備えています。消費電力に関しては業界最小クラスを実現しているほか、パッケージの実装密度についても業界最高水準にあり、外観検査が容易なノンリードタイプの「SNT-4A」（4端子、1.6×1.2×0.5mm）を中心に、汎用性の高い「SOT-23-3」「SOT-23-3S」を用意しています。
IoTデバイスは、省電力性や耐久性、省スペース性が強く求められる場合が多くあります。エイブリックのホールICは、そうしたIoTデバイスでの活用に適したホールICと言えるのです。

さらに、もう一つ、エイブリックでは、ホールICの技術サポートとして、高精度磁気シミュレーションサービスをはじめ、様々な支援サービスを提供しています。そのシミュレーションサービスをお使いいただくことで、磁気や磁石、ホールICの扱いに不慣れな方でも、ホールICを使った精度の高い磁気設計ができます。