Czujnik Halla: wszystko, co musisz wiedzieć o swoich projektach Arduino

Czujnik Halla

Być może szukasz urządzenia, które umożliwia wykrywanie pobliskich pól magnetycznych lub może służyć jako przełącznik bezkontaktowy do zastosowań wymagających ochrony przed wodą itp. W takim przypadku możesz użyć Czujniki efektu HalTen, o którym pokażę Ci wszystko, co musisz wiedzieć, aby zintegrować go z Twoimi przyszłymi projektami z Arduino. W rzeczywistości, jeśli zamierzasz używać ich razem z magnesami neodymowymi, zastosowań, które możesz z nich uzyskać, jest wiele.

Jak widać podłączenie tego typu urządzeń jest bardzo proste. Ponadto są to elementy elektroniczne  bardzo tani i które można łatwo znaleźć w wielu wyspecjalizowanych sklepach lub w Internecie. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, możesz kontynuować czytanie ...

Efekt Halla

Schemat efektu Halla

Jej nazwa pochodzi od pierwszego odkrywcy, amerykańskiego fizyka Edwina Herberta Halla. Plik efekt halla Jest to zjawisko fizyczne, które występuje, gdy pojawia się pole elektryczne w wyniku rozdzielenia ładunków elektrycznych wewnątrz przewodnika, przez który krąży pole magnetyczne. To pole elektryczne (pole Halla) będzie miało składową prostopadłą do ruchu ładunków i do prostopadłej składowej przyłożonego pola magnetycznego. W ten sposób można między innymi wykryć obecność pól magnetycznych.

Innymi słowy, gdy prąd przepływa przez przewodnik lub półprzewodnik i występuje w pobliżu pole magnetyczne, sprawdza się, czy siła magnetyczna w nośnikach ładunku, które przegrupowują je w materiale. Oznacza to, że nośniki ładunku odchylają się i skupiają się po jednej stronie przewodnika / półprzewodnika. Jak możesz sobie wyobrazić, powoduje to zmianę potencjału elektrycznego w tym przewodniku / półprzewodniku, wytwarzając pole elektryczne prostopadłe do pola magnetycznego.

Co to jest czujnik Halla?

Czujnik Halla

Dlatego, gdy już wiesz, jak działa efekt Halla, możesz porozmawiać o komponentach lub Czujniki Halla że potrafią wykorzystać to zjawisko do praktycznego zastosowania. Na przykład za ich pomocą możesz dokonywać pomiarów pola magnetycznego.

Te elementy są szeroko stosowane w wiele projektów elektronicznych i często używane urządzenia. Na przykład w pojazdach można je znaleźć w niektórych systemach bezpieczeństwa, do pomiaru położenia wałka rozrządu w silniku, do pomiaru prędkości płynów, wykrywania metali i długich itp.

Zaletą tego typu czujników Halla, w przeciwieństwie do innych, jest to, że nie potrzebują kontaktu. Oznacza to, że mogą wykonywać te zadania zdalnie, oprócz całkowitej odporności na szum elektroniczny, kurz itp., Dzięki czemu są dość trwałe i niezawodne w swoich pomiarach. Jednak ich zasięg jest ograniczony, ponieważ muszą znajdować się w pewnej odległości od generowanego pola, aby móc je uchwycić.

Rodzaje

W czujnikach efektu Halla można znaleźć dwa podstawowe typy:

  • Analog: są to bardzo podstawowe urządzenia, z pinem lub wyjściem, które dostarczy sygnał proporcjonalny do intensywności wychwytywanego pola magnetycznego. Oznacza to, że są podobne do czujnik temperatury, do napięciai inne czujniki, które szczegółowo opisaliśmy w tym blogu.
  • cyfrowy: w przypadku cyfrowych są one dużo bardziej podstawowe niż analogowe. Ponieważ nie zapewniają wyjścia proporcjonalnego do pola, ale dają wysoką wartość napięcia, jeśli istnieje pole magnetyczne, i niską, jeśli nie ma pola magnetycznego. Oznacza to, że nie można ich używać do pomiaru pól magnetycznych, takich jak analogowe, po prostu do wykrywania ich obecności. Ponadto te cyfry można podzielić na dwie dodatkowe podkategorie:
    • Zatrzask: te tego typu są aktywowane, gdy ktoś się zbliża i utrzymuje swoją wartość na wyjściu, dopóki nie zbliży się przeciwny biegun.
    • Przełącznik: w tych pozostałych wyjście nie zostanie utrzymane, są one dezaktywowane po zdjęciu bieguna. Nie jest konieczne przybliżanie przeciwnego bieguna do zmiany wyjścia ...

Radzę skorzystać magnesy neodymowe, są najlepsze, aby te czujniki Halla działały dobrze.

Jeśli szukasz czujnika analogowego, może być dobrym rozwiązaniem Czujnik Halla 49E. Dzięki niemu możesz wykryć obecność pól magnetycznych, a także je zmierzyć. Na przykład możesz zmierzyć pobliskie pola magnetyczne, zrobić tachometr za pomocą magnesu do pomiaru obrotów osi lub prędkości na minutę, wykryć, kiedy drzwi otwierają się lub zamykają za pomocą magnesu itp. Czujnik ten można znaleźć w kilku sklepach za kilka groszy lub na coś innego jeśli chcesz go zamontować na płytce drukowanej ze wszystkim czego potrzebujesz w module gotowym do użycia z Arduino:

  • Nie znaleziono produktów
  • Nie znaleziono produktów

Ponadto jeśli szukasz czegoś cyfrowego, wtedy możesz kupić Czujnik Halla A3144, który jest również typu wyłącznikowego, to znaczy nie będzie konieczna zmiana bieguna. W ten sposób będziesz w stanie wykryć obecność metalowego przedmiotu lub to, czy istnieje pole magnetyczne, a nawet utworzyć licznik obrotów, jak w poprzednim przypadku. Jest to również łatwe do znalezienia i jest tak samo tanie lub więcej niż poprzednie, zarówno luzem, jak i w module:

W przypadku analogu musisz zapoznaj się z arkuszem danych zakupionego modelu. Dla na przykład w 49E Znajdziesz wykres, w jaki sposób można zmierzyć pole magnetyczne, który pomoże Ci stworzyć formułę, którą następnie musisz zaimplementować w kodzie źródłowym Arduino, aby obliczyć gęstość wykrytego strumienia magnetycznego (mT). W przypadku 49E byłoby to: B = 53.33V-133.3, ze względu na zakres magnetyczny i napięcie, które może dostarczyć na swoim wyjściu ...

To, co jest wspólne dla cyfrowego i analogowego, to liczba posiadanych pinów (pinout), w obu przypadkach jest to 3. Jeśli położysz czujnik Halla twarzą do siebie, to znaczy twarzą, w której ma napisy do ciebie, to pin po lewej będzie miał 1, środkowy będzie miał 2 a ten po twojej prawej stronie będzie miał 3:

  • 1: zarówno w 49E, jak i A3144 znajduje się pin zasilania 5 V.
  • 2: centrala jest podłączona w obu przypadkach do GND lub masy.
  • 3: w obu przypadkach jest to wyjście, to znaczy to, które mierzy lub wykrywa pole magnetyczne, generując przez nie napięcie. Pamiętaj, że w cyfrowym zajmie to tylko dwie wartości, wysoką lub niską, podczas gdy w analogowym możesz zastosować poprzednią formułę, aby wiedzieć, jak to pole jest wykrywane ...

Integracja czujnika Halla z Arduino

Schemat podłączenia czujnika Halla z Arduino

Kiedy już zobaczysz, jak to działa i co musisz wiedzieć o tym czujniku Halla, z opisanym pinoutem, powinieneś już wiedzieć, jak to jest Połącz się z płytą Arduino. W takim przypadku połączy się w ten sposób:

  • Wiesz już, że pin 1 musi być podłączony do wyjścia napięciowego 5V Arduino, aby mógł je zasilać, zarówno w przypadku sygnału cyfrowego, jak i analogowego.
  • Centralny pin lub 2, musisz podłączyć go do GND lub masy swojej płyty Arduino.
  • W przypadku pinu 3 różni się w zależności od tego, czy jest to analogowy, czy cyfrowy:
    • Analogowe: bezpośrednio podłącz pin 3 czujnika Halla do jednego z wejść analogowych na płycie Arduino.
    • Cyfrowe: musisz zmostkować styki 1 i 3 z rezystorem podciągającym, na przykład 10 K, aby obwód działał poprawnie z A3144. Inne modele mogą wymagać innych wartości rezystancji ... Gdy weźmiesz to pod uwagę, możesz podłączyć pin 3 do wejścia cyfrowego na płycie Arduino.

Nie ma znaczenia numer wejścia płytki, do której ją podłączyłeś, po prostu zapamiętaj numer i utwórz poprawnie kod źródłowy twojego projektu do pracy. W takim przypadku będą również różnice między tym, czy wybrałeś opcję analogową czy cyfrową:

  • Prosty kod dla analogowe jest:
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);
}

  • Prosty kod dla cyfrowy by:
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);
  }
}

Mam nadzieję, że ten przewodnik ci pomógł ...


Bądź pierwszym który skomentuje

Zostaw swój komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

*

*

  1. Odpowiedzialny za dane: Miguel Ángel Gatón
  2. Cel danych: kontrola spamu, zarządzanie komentarzami.
  3. Legitymacja: Twoja zgoda
  4. Przekazywanie danych: Dane nie będą przekazywane stronom trzecim, z wyjątkiem obowiązku prawnego.
  5. Przechowywanie danych: baza danych hostowana przez Occentus Networks (UE)
  6. Prawa: w dowolnym momencie możesz ograniczyć, odzyskać i usunąć swoje dane.