Халов сензор ефекта: све што треба да знате за своје Ардуино пројекте

Можда тражите уређај који вам омогућава откривање оближњих магнетних поља или употребу као неконтактни прекидач за апликације којима је потребна заштита од воде итд. У том случају можете користити Сензори Хал ефектаОнај од којих ћу вам показати све што треба да знате да бисте га интегрисали са својим будућим пројектима са Ардуином. У ствари, ако ћете их користити заједно са неодимијумским магнетима, апликација које можете добити од њих је много.

Као што видите, веза ове врсте уређаја је врло једноставна. Поред тога, они су електронске компоненте  веома јефтино и које можете лако пронаћи у многим специјализованим продавницама или на мрежи. Ако желите да сазнате више, можете да наставите да читате ...

Холов ефекат

Његово име потиче од првог откривача, америчког физичара Едвина Херберт Халла. Тхе ефекат хола То је физички феномен који се јавља када се електрично поље појави услед раздвајања електричних наелектрисања унутар проводника кроз који магнетно поље циркулише. Ово електрично поље (Холово поље) имаће компоненту окомиту на кретање наелектрисања и на окомиту компоненту примењеног магнетног поља. На овај начин, између осталог, може се открити присуство магнетних поља.

Другим речима, када струја тече кроз проводник или полупроводник и постоји оближње магнетно поље, проверава се да магнетна сила у носачима терета који их прегруписују унутар материјала. Односно, носачи наелектрисања ће се скренути и скупити на једној страни проводника / полупроводника. Као што можете да замислите, ово узрокује варијацију електричног потенцијала у овом проводнику / полупроводнику, стварајући то електрично поље окомито на магнетно поље.

Шта је сензор Халл ефекта?

Стога, када једном знате како функционише Хол-ов ефекат, можете разговарати о компонентама или Сензори Халл ефекта да су у стању да искористе овај феномен за неку практичну примену. На пример, помоћу њих можете вршити мерења магнетног поља.

Ови елементи се широко користе у многи електронски пројекти и често коришћени уређаји. На пример, у возилима их можете пронаћи у неким безбедносним системима, за мерење положаја брегастог вратила у мотору, за мерење брзина флуида, откривање метала, дугачак итд.

Добра ствар код ове врсте сензора Халловог ефекта је, за разлику од осталих, у томе не треба им контакт. Односно, ове задатке могу да раде на даљину, поред тога што су потпуно имуни на електронску буку, прашину итд., Тако да су прилично издржљиви и поуздани у својим мерењима. Међутим, њихов домет је ограничен, јер морају да буду на одређеној удаљености од генерисаног поља да би могли да га ухвате.

Типови

Унутар сензора ефекта Халл можете пронаћи две основне врсте:

• Аналогни: они су врло основни уређаји, са пином или излазом који ће испоручивати сигнал пропорционалан интензитету магнетног поља које хватају. Односно, слични су сензор температуре, на напетости други сензори које смо детаљно описали на овом блогу.
• дигитални: у случају дигиталних, они су много основнији од аналогних. С обзиром да не испоручују излаз пропорционалан пољу, али дају високу вредност напона ако постоји магнетно поље и низак ако нема магнетног поља. Односно, не могу се користити за мерење магнетних поља попут аналогних, једноставно за откривање њиховог присуства. Даље, ове цифре се могу поделити у две додатне подкатегорије:
  • Реза: оне ове врсте се активирају када се неко приближи и задрже своју вредност на излазу док се не приближи супротни пол.
  • Прекидач: код ових осталих излаз се неће одржавати, они се деактивирају када се стуб уклони. Није потребно приближавати супротни пол да би се излаз променио ...

Саветујем вам да користите неодимијумски магнети, они су најбољи за добро функционисање ових сензора Халл ефекта.

Ако тражите сензор аналогног типа, добра опција може бити Сензор Халл 49Е. Помоћу ње можете открити присуство магнетних поља, а такође их мерити. На пример, можете да мерите магнетна поља у близини, направите тахометар помоћу магнета за мерење обртаја осе или брзине у минути, детектујете када се врата магнетом отворе или затворе, итд. Овај сензор можете пронаћи у неколико продавница за неколико центи, или за нешто друго ако га желите монтирати на ПЦБ са свим потребним у модулу спремном за употребу са Ардуином:

• Није пронађен ниједан производ.
• Није пронађен ниједан производ.

Поред тога, ако је оно што тражите дигитално, онда можете купити Халов сензор А3144, који је такође тип прекидача, односно неће бити потребно мењати стуб. На овај начин ћете моћи да детектујете присуство металног предмета или да ли постоји магнетно поље или не, па чак и да креирате бројач обртаја у минути као у претходном случају. Ово је такође лако пронаћи, а једнако је јефтино или више од претходног, и лабаво и у модулу:

• Није пронађен ниједан производ.
• Купите модул КИ-003 са холовим ефектом А3144

У случају аналогног, морате прегледајте технички лист модела који сте купили. За на пример, у 49Е Пронаћи ћете графикон како се магнетно поље може мерити и то ће вам помоћи да креирате формулу коју затим морате да примените у изворном коду Ардуино за израчунавање густине откривеног магнетног флукса (мТ). У случају 49Е то би било: Б = 53.33В-133.3, због магнетног домета и напона који може да испоручи на свом излазу ...

Оно што је заједничко дигиталном и аналогном је број пинова које има (пиноут), у оба случаја је 3. Ако Халлов сензор ставите лицем окренутим према себи, односно лицем на којем има натписе према вама, тада ће клин на левој страни бити 1, а централни 2 а онај с ваше десне стране биће 3:

• 1: и на 49Е и на А3144 налази се напонски пин од 5В.
• 2: управљачка јединица је у оба случаја повезана на ГНД или уземљење.
• 3: у оба случаја то је излаз, односно онај који мери или детектује магнетно поље, генеришући напон кроз њега. Имајте на уму да ће за дигитално бити потребне само две вредности, висока или ниска, док у аналогном можете применити претходну формулу да бисте знали како се то поље открива ...

Интеграција сензора Халовог ефекта са Ардуином

Једном када сте видели како то функционише и шта треба да знате о овом сензору Халл ефекта, са описаним пиноутом, требали бисте већ знати како је повежите се са Ардуино плочом. У овом случају повезаће се овако:

• Већ знате да пин 1 мора бити повезан на Ардуинов излаз напона од 5 В како би могао да га напаја, како у случају дигиталног тако и аналогног.
• Централни пин или 2, морате га повезати са ГНД-ом или масом ваше Ардуино плоче.
• У случају пина 3, он варира у зависности од тога да ли је аналогни или дигитални:
  • Аналогно: директно повежите пин 3 Халловог сензора на један од аналогних улаза ваше Ардуино плоче.
  • Дигитално: пин 1 и 3 морате премостити повлачним отпорником, на пример 10К да би коло исправно радило са А3144. Другим моделима ће можда требати различите вредности отпора ... Једном када то узмете у обзир, можете повезати пин 3 на дигитални улаз на вашој Ардуино плочи.

Није важан број улаза плоче на коју сте га повезали, само запамтите број и онда направите правилно изворни код за ваш пројекат. У овом случају, такође ће постојати разлике између тога да ли сте се одлучили за аналогни или дигитални:

• Једноставан код за аналогни је:

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);
}

• Једноставан код за дигитални би:

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);
  }
}

Надам се да вам је овај водич помогао ...