En este proyecto, aprenderemos sobre el sensor de efecto Hall, cómo funciona un CI de efecto Hall, el diagrama de bloques de un CI de efecto Hall típico y cómo interconectar un sensor de efecto Hall con Arduino. Además, te mostraré cómo controlar un relé usando el sensor de efecto Hall y Arduino.
Descripción
- Introducción
- Una breve nota sobre el sensor de efecto Hall
- Diagrama de bloques del sensor de efecto Hall
- Pines del sensor de efecto Hall A1104
- Funcionamiento del Sensor de Efecto Hall
- Tipos de dispositivos Hall
- Interfaz del sensor de efecto Hall con Arduino
- Componentes necesarios
- Enganche-up Guide of Hall Effect Sensor with Arduino
- Código
- Funcionando
- Controlar un relé con Arduino y el sensor de efecto Hall
- Código
- Funcionamiento
- Aplicaciones del Sensor de Efecto Hall
Introducción
Si recuerdas el Tutorial del Sensor de Flujo de Agua de Arduino que implementamos anteriormente, el componente principal del Sensor de Flujo de Agua es el CI de Efecto Hall.
Un Sensor de Efecto Hall funciona según el principio de, bueno, Efecto Hall. En pocas palabras, un sensor de efecto Hall o IC detecta el movimiento, la posición o el cambio en la intensidad del campo magnético de un imán permanente, un electroimán o cualquier material ferromagnético.
Los IC de efecto Hall son interruptores activados magnéticamente sin contacto. Se utilizan en una amplia gama de aplicaciones como automóviles, computadoras, sistemas de control, sistemas de seguridad, etc.
Así que, en este proyecto, voy a discutir sobre un IC de efecto Hall A11004, cómo funciona este sensor de efecto Hall y, finalmente, cómo interconectar un sensor de efecto Hall con Arduino.
Una breve nota sobre el sensor de efecto Hall
Como se mencionó anteriormente, un sensor de efecto Hall es un interruptor activado magnéticamente con disparador sin contacto. El IC de efecto Hall en el que me centraré en este proyecto es el A1104 de Allegro Micro Systems. Está disponible en 3 pines SIP, así como paquetes SOT23.
La imagen de arriba muestra el A1104 Hall Effect IC utilizado en este proyecto. Está basado en la tecnología BiCMOS, que combina las ventajas de las tecnologías Bipolar y CMOS.
Diagrama de bloques del sensor de efecto Hall
Los principales componentes del CI de efecto Hall A1104 son: Regulador de voltaje, dispositivo Hall, amplificador de pequeña señal, disparador Schmitt y un transistor NMOS de salida. La siguiente imagen muestra el diagrama de bloques de este IC de efecto Hall.
Pines del sensor de efecto Hall A1104
Antes de ver el funcionamiento de un IC de efecto Hall, permítanme dar una visión general de los pines del IC de efecto Hall A1104. Hay tres pines en el CI de efecto Hall A1104: VCC, GND y OUT.
- VCC (1): Alimentación del IC. 3.8V a 24V.
- GND (2): Tierra.
- OUT (3): Salida del IC.
La siguiente imagen muestra los Pines del IC de Efecto Hall A1104.
Funcionamiento del Sensor de Efecto Hall
El Elemento Hall o el Dispositivo Hall (a veces llamado como Área Activa) es una pequeña lámina de semiconductor. Esto se representa como la siguiente imagen.
Cuando se da un voltaje constante en VCC, alguna corriente pequeña pero constante fluye a través de la hoja de semiconductor. Cuando no hay campo magnético, el voltaje VHALL, que se mide a través de la anchura del elemento Hall (hoja de semiconductor) será aproximadamente igual a 0V.
Si el elemento Hall se somete a un campo magnético tal que, el flujo magnético del campo magnético es perpendicular a la corriente que fluye a través de la hoja, el voltaje de salida VHALL es directamente proporcional a la fuerza del campo magnético.
Tipos de dispositivos Hall
Basado en la orientación y las características del área activa (elemento Hall), los sensores de efecto Hall se pueden clasificar en tres tipos.
- Dispositivo Hall Plano
- Dispositivo Hall Vertical
- Dispositivo Hall 3D
En los Dispositivos Hall Plano, las líneas de flujo del campo magnético deben pasar perpendicularmente a través del área activa para operar óptimamente el interruptor. Aquí, el área activa es paralela a la cara de la marca del CI, es decir, la cara marcada con el número de pieza del fabricante.
En cuanto al dispositivo Hall vertical, sus áreas sensibles pueden estar en el borde superior, el borde lateral derecho o el borde lateral izquierdo. Finalmente, un Dispositivo Hall 3D puede detectar el campo magnético cuando el imán se acerca desde cualquier dirección.
NOTA: Un punto importante a recordar sobre el funcionamiento del Sensor de Efecto Hall es que tanto la intensidad del campo magnético como la polaridad (Norte o Sur) son igualmente importantes. El sensor de efecto Hall conmutará sólo si se somete a una densidad de flujo magnético suficiente, así como la polaridad correcta.
Un sensor de efecto Hall puede ser sensible al polo norte o al polo sur, pero no a ambos.
Interfaz del sensor de efecto Hall con Arduino
Ahora que hemos visto un poco sobre el sensor de efecto Hall, permítanme llevarles a través de los pasos de interfaz de un sensor de efecto Hall con Arduino.
Como de costumbre, voy a implementar dos circuitos: uno es la guía básica de enganche del Sensor de Efecto Hall con Arduino y el segundo es un circuito de aplicación donde voy a controlar un relé con la ayuda del Sensor de Efecto Hall y Arduino.
Componentes necesarios
Los componentes necesarios para estos dos circuitos se mencionan a continuación.
- Arduino UNO
- A1104 Hall Effect IC
- Resistencia de 10KΩ
- LED
- Resistencia de 1KΩ
- Módulo de relé de 5V
- Mini Breadboard
- Cables de conexión
Enganche-up Guide of Hall Effect Sensor with Arduino
La siguiente imagen muestra las conexiones necesarias entre Arduino UNO y A1104 Hall Effect IC.
Código
Funcionando
Si te fijas en el diagrama del circuito, las conexiones son bastante sencillas. Los pines VCC y GND del IC de efecto Hall, es decir, los pines 1 y 2 de la cara de la marca se conectan a +5V y GND de Arduino.
El pin OUT del IC de efecto Hall se tira en ALTO usando una resistencia de 10KΩ.
Siempre que el campo magnético se coloca cerca del IC de efecto Hall, la salida del IC de efecto Hall se vuelve BAJA. Este cambio es detectado por Arduino y en consecuencia activa el LED.
Controlar un relé con Arduino y el sensor de efecto Hall
El diagrama del circuito para controlar un módulo de relé de 5V con el sensor de efecto Hall y Arduino se muestra a continuación.
Código
Funcionamiento
El funcionamiento de este circuito es muy sencillo. Cada vez que el Sensor de Efecto Hall es sometido a un campo magnético, conmuta el Relé (según el código).
Aplicaciones del Sensor de Efecto Hall
El Sensor de Efecto Hall se utiliza en una amplia gama de aplicaciones como
- Sistemas de encendido de automóviles
- Tacómetros
- Sensores de corriente
- Controladores de motores de corriente continua sin escobillas
- Sistemas de control de velocidad
- Impresoras
- Teclados
- Interruptores (llave y pulsador)
- Sistemas de seguridad
- Detectores de posición