Холл эффектинин сенсору: Arduino долбоорлоруңузда билишиңиз керек болгон нерселердин бардыгы

Холл эффектинин сенсору

Сиз жакын жердеги магнит талааларын аныктоого мүмкүндүк берген шайманды издеп жаткандырсыз, же суудан коргоону талап кылган тиркемелер үчүн байланышсыз которуштуруучу ж.б. Мындай учурда, сиз колдоно аласыз Hal эффектинин сенсорлоруАнын бирин Arduino менен келечектеги долбоорлоруңуз менен бириктирүү үчүн сизге керек болгон нерселердин бардыгын көрсөтөм. Чындыгында, аларды неодим магниттери менен бирге колдоно турган болсоңуз, анда алардан ала турган колдонмолор көп.

Көрүнүп тургандай, ушул типтеги шаймандардын туташуусу өтө жөнөкөй. Мындан тышкары, алар электрондук компоненттер  абдан арзан жана сиз көптөгөн адистештирилген дүкөндөрдөн же Интернеттен оңой таба аласыз. Көбүрөөк билгиңиз келсе, окуй берсеңиз болот ...

Холл эффектиси

Холл эффектинин диаграммасы

Анын аталышы биринчи ачылуучу, америкалык физик Эдвин Герберт Холлдон чыккан. The зал таасири Бул магнит талаасынын айлануусу аркылуу өткөргүчтүн ичиндеги электр заряддарынын бөлүнүшүнөн улам электр талаасы пайда болгондо пайда болгон физикалык кубулуш. Бул электр талаасынын (Холл талаасы) заряддардын кыймылына жана колдонулган магнит талаасынын перпендикуляр компонентине түзүүчү бөлүгү болот. Ушундай жол менен, башка нерселердин катарында, магнит талааларынын бар экендигин аныктоого болот.

Башкача айтканда, ток өткөргүчтөн же жарым өткөргүчтөн өтүп, жакын жердеги магнит талаасы болгондо, а магнит күчү аларды материалдын чегинде топтогон жүк ташуучуларда. Башкача айтканда, заряд алып жүрүүчүлөр өткөргүчтүн / жарым өткөргүчтүн бир жагына оодарылып, топтолушат. Сиз элестеткендей, бул электр өткөргүчүндө / жарым өткөргүчтө электр потенциалынын өзгөрүүсүн шарттайт жана магнит талаасына перпендикуляр болгон электр талаасын өндүрөт.

Hall эффект сенсору деген эмне?

Холл эффектинин сенсору

Демек, Hall эффектинин кандай иштээрин билгенден кийин, анын компоненттери же жөнүндө сүйлөшсөңүз болот Холл эффектинин сенсорлору Бул кубулушту алар кандайдыр бир практикалык колдонуу үчүн пайдалана алышат. Мисалы, алар менен магнит талаасын өлчөөгө болот.

Бул элементтер кеңири колдонулат көптөгөн электрондук долбоорлор жана көп колдонулуучу шаймандар. Мисалы, автоунааларда аларды айрым коопсуздук тутумдарынан, кыймылдаткычтагы бөлүштүрүүчү валдын ордун өлчөө, суюктуктун ылдамдыгын өлчөө, металлдарды аныктоо жана башкалар ж.б. таба аласыз.

Hall эффект сенсорлорунун бул түрүнүн башкалардан айырмаланып, жакшы жери ушул байланыштын кереги жок. Башкача айтканда, алар электрондук ызы-чуудан, чаңдан жана башкалардан толук иммунитет алгандан тышкары, бул тапшырмаларды алыстан эле аткара алышат, ошондуктан алар өлчөө жагынан бир топ бышык жана ишенимдүү. Бирок, алардын диапазону чектелүү, анткени аны тартып алуу үчүн, түзүлгөн талаадан белгилүү аралыкта болуш керек.

түрү

Hall эффектинин сенсорлорунан таба аласыз эки негизги түрлөрү:

  • Аналог: алар туткасы бар магнит талаасынын интенсивдүүлүгүнө пропорционалдуу сигнал бере турган төөнөгүчү же чыгышы бар эң негизги шаймандар. Башкача айтканда, алар окшош температура сенсору, тирешүүгө, жана ушул сенсордогу башка сенсорлор.
  • санариптик: санариптик болгондо, алар аналогдукуна караганда алда канча негиздүү. Алар талаага пропорционалдуу чыгууну бербегендиктен, магнит талаасы бар болсо жогорку чыңалууну, ал эми магнит талаасы жок болсо төмөн берет. Башкача айтканда, аларды магнит талааларын аналогдук сыяктуу өлчөө үчүн, алардын бар экендигин аныктоо үчүн колдонууга болбойт. Андан тышкары, бул санариптерди дагы кошумча эки категорияга бөлүүгө болот:
    • Илгич: ушул типтегилер жакын келгенде активдешип, карама-каршы уюлга жакындаганга чейин чыгууда өз баасын сактап калат.
    • Которуу: башкаларында, чыгым сакталып калбайт, уюл алынгандан кийин өчүрүлөт. Чыгуунун өзгөрүшү үчүн карама-каршы уюлду жакындатуунун кажети жок ...

Сизге колдонууга кеңеш берем неодим магниттери, алар бул Hall эффект сенсорлорунун жакшы иштеши үчүн мыкты.

Эгер сиз аналогдук типтеги сенсорду издесеңиз, жакшы вариант болушу мүмкүн Hall 49E сенсору. Анын жардамы менен магнит талааларынын бар экендигин аныктап, аларды өлчөөгө болот. Мисалы, жакын жердеги магнит талааларын өлчөөгө болот, магниттин жардамы менен тахометр жасап, огунун же ылдамдыктын бир мүнөтүнө айлануусун өлчөйт, эшиктин магнит менен ачылганын же жабылганын аныктайт ж.б. Бул сенсорду бир нече дүкөндөн бир нече центтен таба аласыз, же Arduino менен иштөөгө даяр модулда керектүү нерселердин бардыгы PCBге орнотулсун десеңиз:

Башка жагынан алганда, эгер сиз издеп жаткан нерсе санариптик болсо, анда сатып алса болот Зал сенсору A3144, ал ошондой эле которгуч түрүнө кирет, башкача айтканда, уюлду алмаштыруунун кажети жок болот. Ушундай жол менен металлдык нерсенин бар экендигин же магнит талаасы бар же жок экендигин аныктап, ал тургай мурунку учурдагыдай RPM эсептегичин түзө аласыз. Муну табуу да оңой жана мурункуга караганда арзан же кымбат, эркин жана модулда:

Аналогдук учурда, сөзсүз керек маалымат баракчасына кайрылыңыз сиз сатып алган үлгү. For мисалы, 49Э Магниттик талааны кандайча өлчөөгө боло тургандыгын көрсөткөн графиканы табасыз жана ал аныкталган магниттик агымдын (mT) тыгыздыгын эсептөө үчүн Arduino баштапкы кодуна киргизишиңиз керек болгон формуланы түзүүгө жардам берет. 49E учурда мындай болмок: B = 53.33V-133.3, магниттик диапазонго жана анын кубаттуулугунан чыккан чыңалууга байланыштуу ...

Санарип жана аналог үчүн жалпы нерсе - бул анда бар төөнөгүчтөрдүн саны (pinout), эки учурда тең 3. Эгерде сен Холл сенсорун бетиңди каратып, башкача айтканда, анда жазуусу бар бети менен койсоң, анда сол жагындагы пин 1, борбордуку 2 болот сенин оң жагыңда 3 болот:

  • 1: 49E да, A3144 те 5V кубаттагыч.
  • 2: башкаруу блогу эки учурда тең GND же жерге туташтырылган.
  • 3: эки учурда тең бул чыгуу, башкача айтканда, магнит талаасын өлчөө же аныктоо, ал аркылуу чыңалууну пайда кылат. Эсиңизде болсун, санарипте ал чоң же төмөн эки гана мааниге ээ болот, ал эми аналогдук түрдө бул талаа кандайча аныкталгандыгын билүү үчүн мурунку формуланы колдонсоңуз болот ...

Arduino менен Холл эффектинин сенсорун бириктирүү

Arduino менен Hall эффект сенсорунун туташуу схемасы

Анын кандай иштээрин жана ушул Hall эффект сенсору жөнүндө билишиңиз керек болгон, pinout сүрөттөлгөн менен, анын кандай экенин билишиңиз керек Arduino тактаңызга туташыңыз. Бул учурда, ал төмөнкүдөй туташат:

  • Сиз буга чейин билип турасыз, 1-пинди Arduino компаниясынын 5V кубаттуулуктагы кубаттуулугуна туташтыруу керек, ошондо ал аны кубаттай алат, санариптик да, аналогдук дагы.
  • Борбордук төөнөгүч же 2, аны Arduino тактасынын GND же жерине туташтыруу керек.
  • 3-төөнөгүчтө, ал аналогдук же санариптик болгонуна жараша өзгөрүлөт:
    • Аналог: Hall сенсорунун 3-төөнөгүчүн Arduino тактасынын аналогдук киргизүүлөрүнүн бирине түздөн-түз туташтыр.
    • Санарип: чынжырдын А1 менен туура иштеши үчүн, мисалы, 3K тартма резистор менен 10 жана 3144 төөнөгүчтөрдү бириктириш керек. Башка моделдерге ар кандай каршылык көрсөткүчтөрү керек болушу мүмкүн ... Муну эске алганда, 3-төөнөгүчтү Arduino тактаңыздагы санарип киргизүү менен туташтыра аласыз.

Сиз ага туташтырган тактанын киргизилген санынын мааниси жок, жөн гана санды эстеп, андан кийин туура түзүңүз сиздин долбоордун иштеши үчүн баштапкы код. Мындай учурда, сиз аналогдук же санариптик жолду тандап алганыңыздын ортосунда дагы айырмачылыктар болот:

  • Үчүн жөнөкөй код analogic Ал:
const int pinHall = A0;
 
void setup() {
  pinMode(pinHall, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
 
  //Filtro para ruido con 10 medidas
  long measure = 0;
  for(int i = 0; i < 10; i++){
      int value = 
      measure += analogRead(pinHall);
  }
  measure /= 10;
  
  //Calcular el voltaje en mV que da la salida del sensor Hall
  float outputV = measure * 5000.0 / 1023;
  Serial.print("Voltaje de salida = ");
  Serial.print(outputV);
  Serial.print(" mV   ");
  
  //Interpolación a densidad del campo magnético (fórmula)
  float magneticFlux =  outputV * 53.33 - 133.3;
  Serial.print("La densidad del flujo magnético del campo es = ");
  Serial.print(magneticFlux);
  Serial.print(" mT");
  
  delay(2000);
}

  • Үчүн жөнөкөй код санариптик болмок:
const int HALLPin = 2;
const int LEDPin = 13;
//El pin 13 en el esquema de nuestro ejemplo no pinta nada, pero se podría agregar un LED a dicho pin para que se encienda si detecta campo magnetico
 
void setup() {
  pinMode(LEDPin, OUTPUT);
  pinMode(HALLPin, INPUT);
}
 
void loop() {
  if(digitalRead(HALLPin)==HIGH)
  {
    digitalWrite(LEDPin, HIGH);   
  }
  else
  {
    digitalWrite(LEDPin, LOW);
  }
}

Бул колдонмо сизге жардам берди деп үмүттөнөм ...


Макаланын мазмуну биздин принциптерге карманат редакциялык этика. Ката жөнүндө кабарлоо үчүн чыкылдатыңыз бул жерде.

Комментарий биринчи болуп

Комментарий калтырыңыз

Сиздин электрондук почта дареги жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар менен белгиленет *

*

*

  1. Маалыматтар үчүн жооптуу: Мигель Анхель Гатан
  2. Маалыматтын максаты: СПАМды көзөмөлдөө, комментарийлерди башкаруу.
  3. Мыйзамдуулук: Сиздин макулдугуңуз
  4. Маалыматтарды берүү: Маалыматтар үчүнчү жактарга юридикалык милдеттенмелерден тышкары билдирилбейт.
  5. Маалыматтарды сактоо: Occentus Networks (ЕС) тарабынан уюштурулган маалыматтар базасы
  6. Укуктар: Каалаган убакта маалыматыңызды чектеп, калыбына келтирип жана жок кыла аласыз.