bollwerkessen

• Úvod
• Senzor
• Speciální typ
• Standardní typ
• Tak jak to funguje?
• Nastavení testu
• Potřebný materiál
• Hardware
• Software
• Připojení Hallova jevu-Senzor k Arduinu
• Testovací programy
• Detekce blízkosti magnetu
• Spínání LED pomocí magnetu
• Poslední

Úvod

Před časem jsem v jednom obchodě s elektronikou objevil Hallovy senzory za bezkonkurenční cenu. Tak jsem si jich pár objednal, za 1,95 € za 10 ks nemůžete udělat chybu.

Když jsem čekal na zásilku, přemýšlel jsem, k čemu bych tyto senzory mohl použít. Senzor

Senzor s Hallovým efektem HAL510UA-E-1-A-2-00 od společnosti Micronas, který jsem si objednal, je unipolární senzor. Zvláštní na tomto senzoru je, že se neobjevuje v žádném datovém listu společnosti Micronas. Jediný odkaz, který se podařilo najít, uvádí, že typy s teplotním rozsahem „C“ a „E“ se přestaly vyrábět, a právě tyto typy prodejce nabízí.
Z tohoto důvodu nemohu převzít žádnou odpovědnost za zde uvedené informace.

1. Specifikace magnetických parametrů při TJ 25 °C až 100 °C, VDD=3,8 V až 24 V.
   Typické hodnoty platí pro VDD=12 V.
   Pracuje se statickými a dynamickými magnetickými poli do 10 KHz.
   

   Skupina 1: Speciální typ

   .

   TJ (°C)	BOn (mT)			BOff (mT)			Hyst (mT)
   	min	typ	max	min	typ	max	min	typ	max
   -..40	15,2	19,2	22	14,2	17	21,2	0,4	2,1	3
   25	16	18	20	15	17	19	0,4	1	3
   100	15	17	19	14	16	18	0,3	1	3

   Skupina 2: Standardní typ

   .

   TJ (°C)	BOn (mT)			BOff (mT)			Hyst (mT)
   	min	typ	max	min	typ	max	min	typ	max
   -40	15,2	19,2	22	14,2	17	21,2	0,4	2,1	3
   25	15	18	21	14	17	20	0,4	1	3
   100	14	17	20	13	16	19	0,3	1	3

   Výše uvedené parametry jsou mezní hodnoty měření.

Jak to tedy funguje?

Snímač s Hallovým jevem funguje na principu Hallova jevu, pojmenovaného po fyzikovi Edwinu Hallovi, který svůj objev zveřejnil v roce 1879. Tento jev spočívá v tom, že kdykoli se vodič s proudem nachází v magnetickém poli, indukuje se elektrické napětí. Toto napětí klesá kolmo na směr toku proudu ve vodiči. Tuto změnu napětí lze nyní použít k určení, zda se senzor nachází v blízkosti magnetu, nebo ne. Pomocí Arduina nebo jiného mikrokontroléru lze tuto změnu napětí vyhodnotit; na Arduinu je k tomu vhodný jeden z pinů přerušení. Základní fungování Hallova senzoru připojeného k Arduinu je znázorněno na následujícím blokovém schématu.

Shrneme-li, Hallův senzor je součástka, která reaguje na změny magnetického pole. Existuje řada různých typů Hallových snímačů, z nichž některé jsou pro určité aplikace vhodnější než jiné. Pro aplikace, kde není rychlost detekce kritická, lze použít jednoduché Hallovy senzory, jako je například Allegro A3144E. Pro aplikace, které vyžadují vysokou rychlost detekce, jako jsou zařízení pro měření rychlosti, by měly být použity rychlé snímače s Hallovým efektem, jako jsou snímače Micronas HAL509 nebo HAL502.
Snímače s Hallovým efektem se navíc vyrábějí v různých provedeních, např.: unipolární, bipolární a latch, stejně jako digitální a analogové snímače.

• Unipolární: Senzor reaguje pouze na jednu polaritu magnetického pole (severní nebo jižní pól).
• Bipolární: Senzor reaguje na obě polarity magnetického pole (severní i jižní pól).
• Latch: Senzor reaguje pouze na střídavé polarity magnetického pole.
• Analogový: Senzor poskytuje lineární napětí odpovídající intenzitě pole.
• Digitální: Senzor poskytuje buď úroveň HIGH, nebo LO

Testovací sestava

Pro testovací sestavu je zapotřebí pouze několik komponent. Položky 1 a 5 v seznamu jsou uvedeny pouze pro doplnění.

Potřebný materiál

Hardware:

1. Arduino nebo klon Arduina (např. Freeduino) nebo podomácku vyrobené Arduino
2. Senzor s Hallovým jevem, například HAL510UA-E-1-A-2-00 od společnosti Micronas, který lze získat velmi levně.
3. Malý magnet.
4. Odpor 10KOhm.
5. Baterie 9V s klipem.
6. Propojovací vodiče a destička.

Software:

Arduino IDE

Připojení senzoru Hallova jevu k Arduinu

Připojení senzoru Hallova jevu k Arduinu je opravdu jednoduché. Vývod VCC senzoru je připojen k 5 V vývodu Arduina. Vývod GND senzoru je připojen k vývodu GND Arduina. Vout – neboli signální pin hallova senzoru je připojen k přerušovacímu pinu (digitální pin 2) Arduina. Dále mezi vývody VCC – a Vout – Hallova senzoru připojte rezistor 10KOhm. Slouží k přivedení výstupu Hallova senzoru na 5 V. Zapojení se provádí podle následujícího schématu (štítky na Hallově senzoru směřují vaším směrem):

Testovací programy

Zjistit, zda je v blízkosti magnet

Po připojení Hallova senzoru k Arduinu je nyní třeba nahrát kód, zkopírujte výše uvedený kód do Arduino IDE pomocí Copy & Paste. Použitý kód Arduina detekuje přiblížení magnetu k Hallovu senzoru. Tento velmi jednoduchý náčrtek využívá pin 0 přerušení (digitální pin 2) Arduina.

Při každé detekci magnetu Hallovým senzorem je na pin Vout vyvedena úroveň LO (0 V), což způsobí, že Arduino při sestupné hraně vyvolá přerušení a je zavolána funkce detectMagnet. Ten pak vypíše zprávu na sériový port. Na obrázku je vidět, jak sériový monitor vypisuje zprávu „Magnet detected“, když se k senzoru přiblíží magnet.

Spínání LED pomocí magnetu

Poslední

Nakonec bych rád uvedl několik nápadů, pro které lze Hallův senzor využít.

• Budík na dveře a okna
• Tachometr pro jízdní kolo
• Bezkontaktní spínač
• Měřič rychlosti větru

To je prozatím vše, doufám, že tyto informace budou pro toho či onoho užitečné.

Vzhledem k tomu, že uvedené obvody a programy slouží pouze k základnímu pochopení, nemohu zaručit jejich funkčnost.
Jako obvykle, nemohu převzít žádnou odpovědnost za škody způsobené používáním zde zveřejněných obvodů a programů.

Všechny uvedené obchodní značky a ochranné známky chráněné třetími stranami podléhají bez omezení ustanovením příslušného platného zákona o ochranných známkách a vlastnickým právům příslušných registrovaných vlastníků. Pouhá zmínka o ochranné známce neznamená, že není chráněna právy třetích stran!