Hvordan man bruger Hall Effect Sensor med Arduino?

I dette projekt vil vi lære om Hall Effect Sensor, hvordan en Hall Effect IC fungerer, blokdiagram af en typisk Hall Effect IC og hvordan man bruger en Hall Effect Sensor med Arduino. Derudover vil jeg vise dig, hvordan man styrer et relæ ved hjælp af Hall Effect Sensor og Arduino.

Introduktion

Hvis du husker Arduino WaterFlow Sensor Tutorial, som vi implementerede tidligere, er hovedkomponenten i vandgennemstrømningssensoren Hall Effect IC’et.

En Hall Effect Sensor fungerer efter princippet om, ja, Hall Effect. Enkelt sagt registrerer en Hall Effect Sensor eller IC bevægelse, position eller ændring i magnetfeltets styrke af enten en permanent magnet, en elektromagnet eller et hvilket som helst ferromagnetisk materiale.

Hall Effect IC er kontaktløse magnetisk aktiverede afbrydere. De anvendes i en lang række applikationer som biler, computere, kontrolsystemer, sikkerhedssystemer osv.

Så i dette projekt vil jeg diskutere om en Hall Effect IC A11004, hvordan denne Hall Effect Sensor fungerer og endelig hvordan man forbinder en Hall Effect Sensor med Arduino.

En kort bemærkning om Hall Effect Sensor

Som tidligere nævnt er en Hall Effect Sensor en magnetisk aktiveret switch med kontaktløs udløser. Den Hall Effect IC, som jeg vil fokusere på i dette projekt, er A1104 fra Allegro Micro Systems. Det fås i 3-pin SIP- såvel som SOT23-pakker.

Overstående billede viser A1104 Hall Effect IC, der anvendes i dette projekt. Det er baseret på BiCMOS-teknologi, som kombinerer fordelene ved både den bipolære og CMOS-teknologi.

Blokdiagram over hall-effekt-sensoren

De vigtigste komponenter i A1104 Hall Effect IC’et er: Spændingsregulator, hall-enhed, små signalforstærker, Schmitt-trigger og en NMOS-udgangstransistor. Følgende billede viser blokdiagrammet for dette Hall Effect IC.

Pins of A1104 Hall Effect Sensor

Hvor vi går til at se, hvordan et Hall Effect IC fungerer, vil jeg gerne give et overblik over Pins of the A1104 Hall Effect IC. Der er tre pins på A1104 Hall Effect-IC’et: VCC, GND og OUT.

• VCC (1): Strømforsyning til IC. 3,8V til 24V.
• GND (2): Ground.
• OUT (3): Udgang fra IC’et.

Det følgende billede viser pinsene i A1104 Hall Effect IC’et.



Hall Effect Sensorens funktion

Hallelementet eller Hall-enheden (undertiden kaldet det aktive område) er en lille halvlederplade. Dette er repræsenteret som følgende billede.



Når der gives en konstant spænding ved VCC, løber der en vis lille, men konstant strøm gennem halvlederpladen. Når der ikke er noget magnetfelt, vil spændingen VHALL, som måles over Hallelementets (halvlederpladens) bredde, være omtrent lig med 0 V.



Hvis Hallelementet udsættes for et magnetfelt, således at magnetfeltets magnetiske flux er vinkelret på den strøm, der løber gennem pladen, er udgangsspændingen VHALL direkte proportional med styrken af magnetfeltet.



Typer af Hall-enheder

Baseret på orienteringen og egenskaberne ved det aktive område (Hall-elementet) kan Hall-effekt-sensorer kategoriseres i tre typer.

• Planar Hall-enhed
• Vertikal Hall-enhed
• 3D Hall-enhed

I planære Hall-enheder skal magnetfeltets fluxlinjer gå vinkelret gennem det aktive område for at betjene kontakten optimalt. Her er det aktive område parallelt med IC’ens mærkeflade, dvs. den flade, der er markeret med producentens varenummer.



Kommende til den vertikale Hall-enhed kan dens følsomme områder være på den øverste kant, højre sidekant eller venstre sidekant. Endelig kan en 3D-Hall-enhed registrere magnetfeltet, når magneten nærmer sig fra alle retninger.

BEMÆRK: Et vigtigt punkt at huske om Hall-effekt-sensorens funktion er, at både magnetfeltets styrke samt polariteten (nord eller syd) er lige vigtige. Hall Effect-sensoren vil kun skifte, hvis den er udsat for en tilstrækkelig magnetisk fluxtæthed samt korrekt polaritet.

En Hall Effect-sensor kan være følsom over for enten nordpolen eller sydpolen, men ikke begge dele.

Sammenkobling af Hall Effect-sensor med Arduino

Nu da vi har set lidt om Hall Effect-sensoren, vil jeg gennemgå trinene for sammenkobling af en Hall Effect-sensor med Arduino.

Som sædvanlig vil jeg implementere to kredsløb: det ene er den grundlæggende tilslutningsvejledning for Hall Effect Sensor med Arduino, og det andet er et applikationskredsløb, hvor jeg vil styre et relæ ved hjælp af Hall Effect Sensor og Arduino.

Nødvendige komponenter

De komponenter, der kræves til begge disse kredsløb, er nævnt nedenfor.

• Arduino UNO
• A1104 Hall Effect IC
• 10KΩ Resistor
• LED
• 1KΩ Resistor
• 5V Relæmodul
• Mini Breadboard
• Stikledninger

Krog-

op Guide of Hall Effect Sensor with Arduino

Det følgende billede viser de nødvendige forbindelser mellem Arduino UNO og A1104 Hall Effect IC.

Code

Working

Hvis du lægger mærke til kredsløbsdiagrammet, er forbindelserne ret ligetil. VCC- og GND-stifterne på hall-effekt-IC’en, dvs. stift 1 og 2 fra mærkefladen, er forbundet med +5V og GND på Arduino.

Hall-effekt-IC’ens OUT-stift trækkes HØJ ved hjælp af en 10KΩ-modstand.

Når magnetfeltet placeres i nærheden af hall-effekt-IC’en, bliver hall-effekt-IC’ens udgang LOW. Denne ændring registreres af Arduino og aktiverer følgelig LED’en.

Styr et relæ med Arduino og Hall Effect Sensor

Kredsløbsdiagrammet til styring af et 5V relæmodul med Hall Effect Sensor og Arduino er vist nedenfor.

Code

Working

Arbejdet af dette kredsløb er meget simpelt. Når Hall Effect-sensoren udsættes for et magnetfelt, skifter den relæet ud (som angivet i koden).

Anvendelser af Hall Effect Sensor

Hall Effect Sensor anvendes i en lang række applikationer som

• Automobiltændingssystemer
• Tachometre
• Stromsensorer
• Stromsensorer
• Børsteløse DC-motorstyringer
• Hastighedskontrolsystemer
• Drykkere
• Tastaturer
• Tastaturer
• Switche (nøgle og trykknap)
• Sikkerhedssystemer
• Positionsdetektorer