Tässä projektissa opimme Hall Effect -anturista, miten Hall Effect IC toimii, tyypillisen Hall Effect IC:n lohkokaavio ja miten Hall Effect -anturi liitetään Arduinoon. Lisäksi näytän, kuinka ohjata relettä Hall Effect -anturin ja Arduinon avulla.
Outline
- Johdanto
- Lyhyt huomautus Hall Effect -anturista
- Hall Effect -anturin lohkokaavio
- A1104 Hall Effect Sensorin nastat
- Hall Effect -anturin työskentely
- Hall-laitteiden tyypit
- Hall-vaikutusanturin liittäminen Arduinon kanssa
- Tarvittavat komponentit
- Koukku-up Guide of Hall Effect Sensor with Arduino
- Koodi
- Työskentely
- Ohjaa relettä Arduinolla ja Hall Effect -anturilla
- Koodi
- Työskentely
- Hall-efektianturin sovellukset
Johdanto
Jos muistat aiemmin toteuttamamme Arduinon vesivirtausanturin tutoriaalin, niin vesivirtausanturin pääkomponentti on Hall-efekti-IC.
Hall-efekti-anturi toimii periaatteella, no, Hall-efektillä. Yksinkertaisesti sanottuna Hall Effect Sensor tai IC havaitsee joko kestomagneetin, sähkömagneetin tai minkä tahansa ferromagneettisen materiaalin liikkeen, asennon tai magneettikentän voimakkuuden muutoksen.
Hall Effect IC ovat kosketuksettomia magneettisesti aktivoituja kytkimiä. Niitä käytetään monenlaisissa sovelluksissa, kuten autoissa, tietokoneissa, ohjausjärjestelmissä, turvajärjestelmissä jne.
Tässä projektissa keskustelen siis Hall Effect IC:stä A11004, miten tämä Hall Effect -anturi toimii ja lopulta miten Hall Effect -anturi liitetään Arduinoon.
Lyhyt huomautus Hall Effect -anturista
Kuten aiemmin mainittiin, Hall Effect -anturi on magneettisesti aktivoituva kytkin, jossa on kosketukseton laukaisin. Hall Effect IC, johon keskityn tässä projektissa, on A1104 Allegro Micro Systemsiltä. Se on saatavana 3-napaisissa SIP- sekä SOT23-paketeissa.
Yllä olevassa kuvassa näkyy tässä projektissa käytetty A1104 Hall-efekti-IC. Se perustuu BiCMOS-tekniikkaan, jossa yhdistyvät sekä bipolaarisen että CMOS-tekniikan edut.
Hall Effect -anturin lohkokaavio
A1104 Hall Effect IC:n pääkomponentit ovat: Jännitesäädin, Hall-laite, piensignaalivahvistin, Schmitt-triggeri ja NMOS-lähdön transistori. Seuraavassa kuvassa näkyy tämän Hall Effect IC:n lohkokaavio.
A1104 Hall Effect Sensorin nastat
Ennen kuin menemme katsomaan Hall Effect IC:n työskentelyä, haluan antaa yleiskatsauksen A1104 Hall Effect IC:n nastoista. A1104 Hall Effect IC: ssä on kolme nastaa: VCC, GND ja OUT.
- VCC (1): IC:n virtalähde. 3,8V – 24V.
- GND (2): Maa.
- OUT (3): IC:n ulostulo.
Seuraavassa kuvassa näkyvät A1104 Hall Effect IC:n nastat.
Hall Effect -anturin työskentely
Hall-elementti tai Hall-laite (jota kutsutaan joskus myös aktiiviseksi alueeksi) on pienehkö puolijohdearkki. Tämä on esitetty seuraavassa kuvassa.
Kun VCC:hen syötetään vakiojännite, puolijohdearkin läpi kulkee pieni mutta vakio virta. Kun magneettikenttää ei ole, jännite VHALL, joka mitataan Hall-elementin (puolijohdearkki) leveyden yli, on suunnilleen yhtä suuri kuin 0 V.
Jos Hall-elementtiin kohdistuu magneettikenttä siten, että magneettikentän magneettivuo on kohtisuorassa arkin läpi kulkevaan virtaan nähden, ulostulojännite VHALL on suoraan verrannollinen magneettikentän voimakkuuteen.
Hall-laitteiden tyypit
Aktiivisen alueen (Hall-elementin) suuntauksen ja ominaisuuksien perusteella Hall-efektianturit voidaan luokitella kolmeen tyyppiin.
- Tasomainen Hall-laite
- Pystysuora Hall-laite
- 3D-Hall-laite
Tasomaisissa Hall-laitteissa magneettikentän virtalinjojen on kuljettava kohtisuoraan aktiivisen alueen läpi, jotta kytkin toimisi optimaalisesti. Tässä aktiivinen alue on samansuuntainen IC:n merkityn pinnan eli valmistajan osanumerolla merkityn pinnan kanssa.
Pystysuuntaiseen Hall-laitteeseen siirryttäessä sen herkät alueet voivat olla yläreunassa, oikeassa reunassa tai vasemmassa reunassa. Lopuksi 3D-Hall-laite voi havaita magneettikentän, kun magneettia lähestytään mistä tahansa suunnasta.
Huomautus: Tärkeä muistettava seikka Hall-efektianturin toiminnasta on, että sekä magneettikentän voimakkuus että napaisuus (pohjoinen tai etelä) ovat yhtä tärkeitä. Hall-vaikutusanturi kytkeytyy vain, jos siihen kohdistuu riittävä magneettivuon tiheys sekä oikea napaisuus.
Hall-vaikutusanturi voi olla herkkä joko pohjoisnavalle tai etelänavalle, mutta ei molemmille.
Hall-vaikutusanturin liittäminen Arduinon kanssa
Nyt, kun olemme nähneet hieman Hall-vaikutusanturia, käyn läpi vaiheet, joilla Hall-vaikutusanturi liitetään Arduinon kanssa.
Tuttuun tapaan toteutan kaksi piiriä: toinen on Hall Effect -anturin ja Arduinon perus kytkentäopas ja toinen on sovelluspiiri, jossa ohjaan relettä Hall Effect -anturin ja Arduinon avulla.
Tarvittavat komponentit
Molempien näiden piirien tarvitsemat komponentit on mainittu alla.
- Arduino UNO
- A1104 Hall Effect IC
- 10KΩ vastus
- LED
- 1KΩ vastus
- 5V relemoduuli
- Mini leipälauta
- Kytkentäjohdot
Koukku-up Guide of Hall Effect Sensor with Arduino
Seuraavassa kuvassa näkyvät tarvittavat kytkennät Arduino UNO:n ja A1104 Hall Effect IC:n välillä.
Koodi
Työskentely
Jos huomaat piirikaavion, liitännät ovat melko suoraviivaisia. Hall Effect IC: n VCC- ja GND-nastat eli nastat 1 ja 2 merkkipinnasta kytketään Arduinon +5V: hen ja GND: hen.
Hall Effect IC: n OUT-nasta vedetään HIGH käyttämällä 10KΩ-vastusta.
Kun magneettikenttä asetetaan lähelle Hall Effect IC: tä, Hall Effect IC: n ulostulosta tulee LOW. Arduino havaitsee tämän muutoksen ja vastaavasti se aktivoi LEDin.
Ohjaa relettä Arduinolla ja Hall Effect -anturilla
Alla on esitetty piirikaavio 5V relemoduulin ohjaamiseksi Hall Effect -anturilla ja Arduinolla.
Koodi
Työskentely
Tämän piirin työskentely on hyvin yksinkertaista. Aina kun Hall Effect -anturiin kohdistuu magneettikenttä, se vaihtaa relettä (koodin mukaisesti).
Hall-efektianturin sovellukset
Hall-efektianturia käytetään monenlaisissa sovelluksissa, kuten
- Autojen sytytysjärjestelmät
- Takometrit
- Virta-anturit
- Harjaton tasavirtamoottorin ohjaimet
- Nopeudensäätöjärjestelmät
- Tulostimet
- Näppäimistöt
- Kytkimet (näppäin- ja painonappikytkimet)
- Turvajärjestelmät
- Asennonilmaisimet
.