bollwerkessen

Főoldal Arduino Hall-effekt szenzorok az Arduinón

• Előszó
• A szenzor
• Speciális típus
• Standard típus
• Hogyan működik?
• Tesztfelszerelés
• Szükséges anyagok
• Hardver
• Szoftver
• A Hall-hatás csatlakoztatása
• A Hall-hatás…Érzékelő az Arduinóhoz
• Tesztprogramok
• Mágnes közelségének érzékelése
• LED kapcsolása mágnessel
• Az utolsó

Előszó

Néhány évvel ezelőtt egy elektronikai kiskereskedésben verhetetlen áron találtam Hall-hatás érzékelőket. Így hát rendeltem belőlük néhányat, 1,95€-ért 10 darabot nem lehet elrontani.

Míg a csomagra vártam, azon gondolkodtam, hogy mire használhatnám ezeket az érzékelőket. Azonnal a következő alkalmazások jutottak eszembe egy ilyen érzékelőhöz: ajtó vagy ablak zárva tartásának érzékelése, fordulatszámmérés vagy egy fordulatszámmérő.

Az érzékelő

A Micronastól rendelt HAL510UA-E-1-A-2-00 Hall-érzékelő egy unipoláris érzékelő, de az a furcsa ezzel az érzékelővel kapcsolatban, hogy nem szerepel egyetlen Micronas adatlapon sem. Az egyetlen fellelhető hivatkozás szerint a “C” és “E” hőmérséklet-tartományú típusok gyártása megszűnt, és pontosan ezeket a típusokat kínálja a kereskedő.
Ezért az itt közölt információkért semmilyen felelősséget nem tudok vállalni.

1. Mágneses paraméterek meghatározása TJ 25°C és 100°C között, VDD=3,8 V és 24 V között.
   A tipikus értékek VDD=12 V-ra vonatkoznak.
   Működik statikus és dinamikus mágneses mezőkkel 10 KHz-ig.
   

   1. csoport: Speciális típus

   TJ (°C)	BOn (mT)			BOff (mT)			Hyst (mT)
   	min	típus	max	min	típus	max	min	típus	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

   2. csoport: Standard típus

   TJ (°C)	BOn (mT)			BOff (mT)			Hyst (mT)
   	min	típus	max	min	típus	max	min	típus	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

   A fent megadott paraméterek mérési határértékek.

Most hogyan működik?

A Hall-effektus érzékelő a Hall-effektus elvén működik, amely Edwin Hall fizikusról kapta a nevét, aki 1879-ben publikálta felfedezését. A hatás azt mondja ki, hogy amikor egy áramvezető mágneses térben van, elektromos feszültséget indukál. Ez a feszültség a vezetőn folyó áram irányára merőlegesen csökken. Ez a feszültségváltozás most már felhasználható annak meghatározására, hogy az érzékelő közel van-e a mágneshez vagy sem. Az Arduino vagy egy másik mikrokontroller segítségével ez a feszültségváltozás kiértékelhető; az Arduinón az egyik megszakítási pin alkalmas erre. Az Arduinóhoz csatlakoztatott Hall-effektus érzékelő alapvető működését az alábbi blokkdiagram mutatja.

Hogyan működik a Hall-effektus érzékelő az Arduinón

Összefoglalva, a Hall-effektus érzékelő egy olyan alkatrész, amely a mágneses tér változásaira reagál. Számos különböző típusú Hall-érzékelő létezik, amelyek közül egyesek bizonyos alkalmazásokhoz jobban megfelelnek, mint mások. Azokban az alkalmazásokban, ahol az érzékelési sebesség nem kritikus, egyszerű Hall-érzékelők, mint például az Allegro A3144E, használhatók. A nagy érzékelési sebességet igénylő alkalmazásokhoz, mint például a sebességmérő eszközök, gyors Hall-hatás érzékelőket, például a Micronas HAL509 vagy HAL502 érzékelőket is használni kell.
A Hall-hatás érzékelők különböző kialakításúak, pl.: unipoláris, bipoláris és reteszelő, valamint digitális és analóg érzékelők.

• Unipoláris: Az érzékelő csak a mágneses tér egyik polaritására reagál (északi vagy déli pólus).
• Bipoláris: Az érzékelő a mágneses tér mindkét polaritására reagál (északi és déli pólus).
• Latch: Az érzékelő csak a mágneses tér váltakozó polaritására reagál.
• Analóg: Az érzékelő a térerősségnek megfelelő lineáris feszültséget szolgáltat.
• Digitális: Az érzékelő vagy HIGH vagy LO szintet szolgáltat

A HAL510 kivezetése

A tesztberendezés

A tesztberendezéshez csak néhány alkatrészre van szükség. A lista 1. és 5. pontjai csak a teljesség kedvéért szerepelnek.

Szükséges anyagok

Hardver:

1. Arduino vagy egy Arduino-klón (pl. Freeduino) vagy egy saját készítésű Arduino
2. Hall-érzékelő, például a Micronas HAL510UA-E-1-A-2-00, amely nagyon olcsón beszerezhető.
3. Egy kis mágnes.
4. Egy 10KOhm ellenállás.
5. Egy 9V-os elem az elemcsipesszel.
6. Kötővezetékek és egy kenyérvágólap.

Szoftver:

Arduino IDE

A Hall-érzékelő csatlakoztatása az Arduinóhoz

A Hall-érzékelő csatlakoztatása az Arduinóhoz nagyon egyszerű. Az érzékelő VCC csapja az Arduino 5 V-os csapjához van csatlakoztatva. Az érzékelő GND-csapja az Arduino GND-csapjához van csatlakoztatva. A Vout – vagy a csarnokhatás-érzékelő jelcsapja az Arduino megszakítócsapjához (2. digitális csap) van csatlakoztatva. Csatlakoztasson továbbá egy 10KOhm ellenállást a Hall-érzékelő VCC – és Vout – csapja közé. Ezt arra használják, hogy a Hall-effektusú érzékelő kimenetét 5V-ra húzzák. A csatlakozások az alábbi ábrán látható módon történnek (a Hall-effekt szenzoron lévő címkék az Ön irányába mutatnak):

Tesztprogramok

Érzékeli, hogy van-e mágnes a közelben

Mihelyt a Hall-effekt szenzort az Arduinóhoz csatlakoztattuk, most a kódot kell feltölteni, másolja a fenti kódot az Arduino IDE-be a Copy & Paste segítségével. A használt Arduino kód érzékeli, ha egy mágnes a Hall-érzékelő közelébe kerül. Ez a nagyon egyszerű vázlat az Arduino 0 megszakítási pinjét (digitális pin 2) használja.

Minden alkalommal, amikor a Hall-érzékelő mágnest érzékel, LO szintet (0 V) ad ki a Vout pin-en, ez az Arduino-t megszakítás kiváltására készteti a csökkenő élen, és a detectMagnet függvényt hívja meg. Ezután egy üzenetet ad ki a soros portra. A képernyőképen látható, hogy a soros monitor a “Magnet detected” üzenetet adja ki, amikor egy mágnest viszünk az érzékelő közelébe.

Arduino és Hall érzékelő munka közben

LED kapcsolása mágnessel

Az utolsó

Végül szeretnék felsorolni néhány ötletet, amire a Hall-effektus érzékelő használható.

• Ajtó- és ablakriasztó
• Speedométer kerékpárhoz
• érintésmentes kapcsoló
• Szélsebességmérő

Egyelőre ennyi, remélem, hogy ez az információ hasznos volt egyik vagy másik számára. És jó szórakozást a kísérletezéshez.

Mivel a bemutatott áramkörök és programok csak az alapvető megértést hivatottak segíteni, nem tudom garantálni a működésüket.
Az itt közzétett áramkörök és programok használatából eredő károkért szokás szerint nem tudok felelősséget vállalni.

Minden említett és harmadik fél által védett márkanév és védjegy korlátozás nélkül a mindenkor hatályos védjegytörvény rendelkezéseinek és a mindenkori bejegyzett tulajdonosok tulajdonjogának hatálya alá tartozik. Egy védjegy puszta említése nem jelenti azt, hogy azt nem védik harmadik személyek jogai!