Hur man använder Hall Effect Sensor med Arduino?

I det här projektet kommer vi att lära oss om Hall Effect Sensor, hur en Hall Effect IC fungerar, blockdiagram av en typisk Hall Effect IC och hur man kopplar en Hall Effect Sensor med Arduino. Dessutom kommer jag att visa hur man styr ett relä med hjälp av Hall Effect Sensor och Arduino.

Introduktion

Om du kommer ihåg Arduino WaterFlow Sensor Tutorial som vi implementerade tidigare, är huvudkomponenten i vattenflödessensorn Hall Effect IC:n.

En Hall Effect Sensor fungerar enligt principen om, ja, Hall Effect. Enkelt uttryckt upptäcker en Hall Effect Sensor eller IC rörelse, position eller förändring i magnetfältets styrka hos antingen en permanentmagnet, en elektromagnet eller något ferromagnetiskt material.

Hall Effect IC är kontaktlösa magnetiskt aktiverade brytare. De används i ett stort antal tillämpningar som bilar, datorer, styrsystem, säkerhetssystem etc.

Så, i det här projektet kommer jag att diskutera om en Hall Effect IC A11004, hur denna Hall Effect Sensor fungerar och slutligen hur man kopplar ihop en Hall Effect Sensor med Arduino.

En kort notis om Hall Effect Sensor

Som tidigare nämnts är en Hall Effect Sensor en magnetiskt aktiverad omkopplare med kontaktlös trigger. Den Hall Effect IC som jag kommer att fokusera på i det här projektet är A1104 från Allegro Micro Systems. Den finns tillgänglig i 3-pin SIP- samt SOT23-paket.

Ovanstående bild visar A1104 Hall Effect IC som används i detta projekt. Den är baserad på BiCMOS-teknik, som kombinerar fördelarna med både bipolär- och CMOS-teknik.

Blockdiagram över hall-effektsensorn

De viktigaste komponenterna i A1104 Hall Effect IC är: Spänningsregulator, hallenhet, små signalförstärkare, Schmitt-trigger och en utgående NMOS-transistor. Följande bild visar blockdiagrammet för denna Hall Effect IC.

Pins of A1104 Hall Effect Sensor

För att se hur en Hall Effect IC fungerar, låt mig ge en översikt över Pins of the A1104 Hall Effect IC. Det finns tre stift på A1104 Hall Effect IC: VCC, GND och OUT.

• VCC (1): Strömförsörjning till IC. 3,8V till 24V.
• GND (2): Ground.
• OUT (3): Utgång från IC:n.

Följande bild visar stift i A1104 Hall Effect IC:n.

Hall Effect Sensorens funktion

Hallelementet eller Hall-enheten (ibland kallad aktivt område) är en liten halvledarplatta. Detta representeras som följande bild.

När en konstant spänning ges vid VCC flödar en viss liten men konstant ström genom halvledarplattan. När det inte finns något magnetfält kommer spänningen VHALL, som mäts över Hallelementets (halvledarplattans) bredd, att vara ungefär lika med 0V.

Om Hallelementet utsätts för ett magnetfält så att det magnetiska flödet i magnetfältet är vinkelrätt mot strömmen som flödar genom plattan, är utgångsspänningen VHALL direkt proportionell mot styrkan i magnetfältet.

Typer av Hall-enheter

Baserat på orienteringen och egenskaperna hos det aktiva området (Hallelementet) kan Hall Effect Sensors kategoriseras i tre typer.

• Planar Hall-enhet
• Vertikal Hall-enhet
• 3D Hall-enhet

I planära Hall-enheter måste magnetfältets flödeslinjer passera vinkelrätt genom det aktiva området för att växeln ska fungera optimalt. Här är det aktiva området parallellt med IC:ns märkta yta, dvs. den yta som är märkt med tillverkarens artikelnummer.

Vad gäller den vertikala Hall-enheten kan dess känsliga områden vara på den övre kanten, den högra sidokanten eller den vänstra sidokanten. Slutligen kan en 3D-Hall-enhet upptäcka magnetfältet när magneten närmar sig från vilket håll som helst.

OBSERVERA: En viktig punkt att komma ihåg när det gäller Hall-effektsensorns funktion är att både magnetfältsstyrkan och polariteten (norr eller söder) är lika viktiga. Hall Effect Sensor kommer endast att växla om den utsätts för en tillräcklig magnetisk flödestäthet samt korrekt polaritet.

En Hall Effect Sensor kan vara känslig för antingen nordpolen eller sydpolen, men inte för båda.

Koppling av Hall Effect Sensor med Arduino

Nu när vi har sett lite om Hall Effect Sensor, låt mig ta dig igenom stegen för att koppla ihop en Hall Effect Sensor med Arduino.

Som vanligt kommer jag att implementera två kretsar: den ena är den grundläggande anslutningsguiden för Hall Effect Sensor med Arduino och den andra är en applikationskrets där jag kommer att styra ett relä med hjälp av Hall Effect Sensor och Arduino.

Komponenter som krävs

Komponenterna som krävs för båda dessa kretsar nämns nedan.

• Arduino UNO
• A1104 Hall Effect IC
• 10KΩ Resistor
• LED
• 1KΩ Resistor
• 5V Relämodul
• Mini Breadboard
• Koppling av kablar

Hacka-Uppkopplingsguide för hallsensor med Arduino

Följande bild visar de nödvändiga anslutningarna mellan Arduino UNO och A1104 Hall Effect IC.

Code

Working

Om du ser på kretsschemat är anslutningarna ganska enkla. VCC- och GND-stiften på Hall Effect IC, dvs. stift 1 och 2 från märkesytan, är anslutna till +5V och GND på Arduino.

Hall Effect IC:s OUT-stift dras till HIGH med hjälp av ett 10KΩ-resistor.

När magnetfältet placeras i närheten av Hall Effect IC:n blir Hall Effect IC:s utgång LOW. Denna förändring upptäcks av Arduino och aktiverar följaktligen lysdioden.

Styr ett relä med Arduino och Hall Effect Sensor

Kretsdiagrammet för styrning av en 5V-relämodul med Hall Effect Sensor och Arduino visas nedan.

Code

Working

Arbetssättet för denna krets är mycket enkelt. När Hall Effect-sensorn utsätts för ett magnetfält växlar den reläet (enligt koden).

Användningar för Hall Effect Sensor

Hall Effect Sensor används i ett stort antal tillämpningar som

• Automobiltändningssystem
• Tachometrar
• Strömsensorer
• Strömsensorer

.

• Brushless DC Motor Controllers
• Speed Control Systems
• Printers
• Keyboards
• Switchers (key and push button)
• Security Systems
• Position Detectors