bollwerkessen

Etusivu Arduino Hall-ilmiöanturit Arduinolla

• Esittely
• Asennin
• Erikoistyyppi
• Vakiotyyppi
• Miten tämä toimii?
• Testiasetukset
• Tarvittavat materiaalit
• Hardware
• Ohjelmisto
• Hall-efektin kytkeminen-Anturi Arduinoon
• Testiohjelmat
• Havaitseminen, jos magneetti on lähellä
• LED:n kytkeminen magneetilla
• Viimeinen

Esittely

Joitakin aikoja sitten löysin elektroniikkaliikkeestä Hall-ilmiöantureita lyömättömään hintaan. Joten tilasin niitä, 1,95€:lla 10 kpl ei voi mennä pieleen.

Pakettia odotellessani mietin, mihin voisin käyttää näitä antureita. Anturi

Tilaamani Micronasin Hall-ilmiöanturi HAL510UA-E-1-A-2-00 on unipolaarinen anturi. Outoa tässä anturissa on se, että sitä ei näy missään Micronasin datalehdessä. Ainoa löydetty viite osoittaa, että tyypit, joissa on lämpötila-alueet ”C” ja ”E”, on lopetettu, ja juuri näitä tyyppejä jälleenmyyjä tarjoaa.
Tästä syystä en voi ottaa mitään vastuuta tässä annetuista tiedoista.

1. Magneettisten parametrien spesifikaatio TJ 25°C-100°C, VDD=3,8 V-24 V.
   Tyypilliset arvot koskevat VDD=12 V.
   Toimii staattisilla ja dynaamisilla magneettikentillä 10 KHz:iin asti.
   

   Ryhmä 1: Erikoistyyppi

   40

   TJ (°C)	BOn (mT)			BOff (mT)			Hyst (mT)
   	min	15,2	19,2	22	14,2	17	21,3	1	3

   Ryhmä 2: Vakiotyyppi

   40

   TJ (°C)	BOn (mT)			BOff (mT)			Hyst (mT)
   	min	15,2	19,2	22	14,2	17	21,2	0,4	2,3	1	3

   Yllä määritetyt parametrit ovat mittausrajoja.

Miten tämä toimii?

Hall-ilmiöanturi toimii Hall-ilmiön periaatteella, joka on nimetty fyysikko Edwin Hallin mukaan, joka julkaisi löytönsä vuonna 1879. Tämän ilmiön mukaan aina kun virtaa johtava johdin on magneettikentässä, syntyy sähköjännite. Tämä jännite laskee kohtisuoraan johtimessa kulkevan virran suuntaan nähden. Tätä jännitteen muutosta voidaan nyt käyttää sen määrittämiseen, onko anturi magneetin läheisyydessä vai ei. Tätä jännitteen muutosta voidaan arvioida Arduinon tai muun mikrokontrollerin avulla; Arduinossa yksi keskeytysnastoista soveltuu tähän. Arduinoon liitetyn Hall-efektianturin perustoiminta on esitetty alla olevassa lohkokaaviossa.

Miten Hall-efektianturi toimii Arduinossa

Yhteenvetona voidaan todeta, että Hall-efektianturi on komponentti, joka reagoi magneettikentän muutoksiin. Hall-ilmiöantureita on useita eri tyyppejä, joista jotkin soveltuvat paremmin tiettyihin sovelluksiin kuin toiset. Sovelluksissa, joissa tunnistusnopeus ei ole kriittinen, voidaan käyttää yksinkertaisia Hall-ilmiöantureita, kuten Allegro A3144E:tä. Korkeaa tunnistusnopeutta vaativissa sovelluksissa, kuten nopeudenmittauslaitteissa, tulisi käyttää myös nopeita Hall-ilmiöantureita, kuten Micronasin HAL509- tai HAL502-antureita.
Hall-ilmiöantureita on lisäksi saatavana eri malleissa, esimerkiksi unipolaarisina, bipolaarisina ja salpaavina sekä digitaalisina ja analogisina antureina.

• Unipolaarinen: Anturi reagoi vain yhteen magneettikentän polariteettiin (pohjois- tai etelänapa).
• Bipolaarinen: Anturi reagoi magneettikentän molempiin polariteetteihin (pohjois- ja etelänapa).
• Salpa: Anturi reagoi vain vaihtuviin magneettikentän polariteetteihin.
• Analoginen: Anturi antaa kentän voimakkuutta vastaavan lineaarisen jännitteen.
• Digitaalinen: Anturi antaa joko HIGH- tai LO-tason

HAL510:n nastakuvaus

Testiasetelma

Testiasetelmaan tarvitaan vain muutama komponentti. Luettelon kohdat 1 ja 5 ovat mukana vain täydennystä varten.

Tarvittavat materiaalit

Hardware:

1. Arduino tai Arduino-klooni (esim. Freeduino) tai kotitekoinen Arduino
2. Hall-ilmiöanturi, kuten Micronaksen HAL510UA-E-E-1-A-2-00, jonka saa hyvin edullisesti.
3. Pieni magneetti.
4. 10KOhm vastus.
5. 9V paristo paristoklipsillä.
6. Kytkentäjohdot ja leipälauta.

Ohjelmisto:

Arduino IDE

Hall-anturin liittäminen Arduinoon

Hall-anturin liittäminen Arduinoon on todella yksinkertaista. Anturin VCC-nasta on kytketty Arduinon 5 V-nastaan. Anturin GND-nasta kytketään Arduinon GND-nastaan. Hall-anturin Vout- tai signaalitappi on kytketty Arduinon keskeytystappiin (digitaalinen tappi 2). Kytke lisäksi 10KOhm vastus Hall-anturin VCC – ja Vout – nastan väliin. Tätä käytetään vetämään Hall-efektianturin ulostulo 5 V:iin. Kytkennät tehdään seuraavassa kaaviossa esitetyllä tavalla (Hall-vaikutusanturin tarrat osoittavat suuntaasi):

Testiohjelmat

Tunnista, onko lähellä magneetti

Kun Hall-vaikutusanturi on kytketty Arduinoon, sinun on nyt ladattava koodi, kopioi ylläoleva koodi Arduinon IDE-ohjelmaan kopioimalla & Liitä & Copy &. Käytetty Arduino-koodi havaitsee, kun magneetti tuodaan Hall-anturin lähelle. Tämä hyvin yksinkertainen luonnos käyttää Arduinon keskeytystappia 0 (digitaalinen tappi 2).

Joka kerta, kun Hall-anturi havaitsee magneetin, se antaa LO-tason (0 V) Vout-nastassa, mikä saa Arduinon laukaisemaan keskeytyksen putoavalla reunalla ja toimintoa detectMagnet kutsutaan. Tämä antaa sitten viestin sarjaporttiin. Kuvakaappauksessa sarjamonitori antaa viestin ”Magneetti havaittu”, kun magneetti tuodaan anturin lähelle.

Arduino ja Hall-anturi töissä

LED:n kytkeminen magneetilla

Viimeinen

Viimeiseksi haluaisin luetella muutamia ideoita, joihin Hall-anturia voi käyttää.

• Ovi- ja ikkunahälytin
• Tahtimittari polkupyörään
• Koskettimeton kytkin
• Tuulikellon nopeusmittari

Nyt se siitä, toivottavasti näistä tiedoista on hyötyä yhdelle tai toiselle. Ja pitäkää hauskaa kokeilemalla.

Koska esitetyt piirit ja ohjelmat on tarkoitettu vain auttamaan perusymmärryksen saavuttamisessa, en voi taata niiden toimivuutta.
Kuten tavallista, en voi ottaa vastuuta täällä julkaistujen piirien ja ohjelmien käytöstä aiheutuneista vahingoista.

Kaikki mainitut ja kolmansien osapuolten suojaamat tuotenimet ja tavaramerkit ovat rajoituksetta kulloinkin voimassaolevan tavaramerkkilain säännösten ja vastaavien rekisteröityjen omistajien omistusoikeuksien alaisia. Pelkkä tavaramerkin mainitseminen ei tarkoita, etteivät kolmansien osapuolten oikeudet suojaisi sitä!