Arduino Hall-effect sensoren op de Arduino- Inleiding
- De sensor
- Speciaal type
- Standaard type
- Dus hoe werkt dit?
- Testopstelling
- benodigde materialen
- hardware
- software
- Aankoppelen van de Hall-effect-Sensor aan de Arduino
- Testprogramma’s
- Detecteren of een Magneet dichtbij is
- Een LED schakelen met een Magneet
- De laatste
Inleiding
Enige tijd geleden ontdekte ik Hall-effect sensoren bij een elektronicawinkel voor een onverslaanbare prijs. Dus bestelde ik er een paar, aan 1,95€ voor 10 stuks kan je niet fout gaan.
Terwijl ik op het pakje wachtte dacht ik na over waar ik deze sensoren voor zou kunnen gebruiken. De sensor
De Hall-effect sensor HAL510UA-E-1-A-2-00 van Micronas die ik heb besteld is een unipolaire sensor. Het vreemde aan deze sensor is dat hij in geen enkel Micronas data sheet voorkomt. De enige referentie die kan worden gevonden geeft aan dat de types met de temperatuurbereiken “C” en “E” niet meer worden gebruikt en dit zijn precies de types die de dealer aanbiedt.
Om deze reden kan ik geen enkele aansprakelijkheid aanvaarden voor de hier gegeven informatie.
- Specificatie van magnetische parameters bij TJ 25°C tot 100°C, VDD=3,8 V tot 24 V.
De typische waarden gelden voor VDD=12 V.
Werkt met statische en dynamische magnetische velden tot 10 KHz.
Groep 1: Speciaal type
TJ (°C) BOn (mT) BOff (mT) Hyst (mT) min type max min type max min type 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 Groep 2: Standaardtype
TJ (°C) BOn (mT) BOff (mT) Hyst (mT) min type max min type max min type 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 De hierboven gespecificeerde parameters zijn meetlimieten.
Nu, hoe werkt dit?
De Hall-effectsensor werkt volgens het principe van het Hall-effect, genoemd naar de natuurkundige Edwin Hall, die zijn ontdekking in 1879 publiceerde. Dit effect houdt in dat wanneer een stroomvoerende geleider zich in een magnetisch veld bevindt, er een elektrische spanning wordt geïnduceerd. Deze spanning valt loodrecht op de richting van de stroom op de geleider. Deze spanningsverandering kan nu worden gebruikt om te bepalen of de sensor zich in de buurt van een magneet bevindt of niet. Met behulp van de Arduino of een andere microcontroller kan deze spanningsverandering worden geëvalueerd; op de Arduino is een van de interrupt-pennen hiervoor geschikt. De basiswerking van een Hall-effectsensor aangesloten op de Arduino wordt getoond in het blokschema hieronder.
Hoe de Hall-effectsensor werkt op de Arduino
Samenvattend, een Hall-effectsensor is een component dat reageert op veranderingen in het magnetisch veld. Er zijn een aantal verschillende soorten Hall-effectsensoren, waarvan sommige geschikter zijn voor bepaalde toepassingen dan andere. Voor toepassingen waarbij de detectiesnelheid niet kritisch is, kunnen eenvoudige Hall-effect sensoren zoals de Allegro A3144E worden gebruikt. Voor toepassingen die een hoge detectiesnelheid vereisen, zoals snelheidsmeetapparatuur, moeten ook snelle Hall-effect-sensoren worden gebruikt, zoals de Micronas HAL509- of HAL502-sensoren.
Daarnaast zijn Hall-effect-sensoren er in diverse uitvoeringen, bijv.: unipolair, bipolair en latch, en digitale en analoge sensoren.
- Unipolair: De sensor reageert op slechts één polariteit van het magnetische veld (noord- of zuidpool).
- Bipolair: De sensor reageert op beide polariteiten van het magnetische veld (noord- en zuidpool).
- Latch: De sensor reageert alleen op wisselende polariteiten van het magnetische veld.
- Analoog: De sensor levert een lineaire spanning die overeenkomt met de veldsterkte.
- Digitaal: De sensor levert een HIGH of LO niveau
Pinout van de HAL510
De testopstelling
Er zijn maar een paar componenten nodig voor de testopstelling. De punten 1 en 5 in de lijst zijn alleen ter completering opgenomen.
benodigde materialen
hardware:
- Arduino of een Arduino-kloon (b.v. Freeduino) of een zelfgemaakte Arduino
- Een Hall-effect sensor zoals de HAL510UA-E-1-A-2-00 van Micronas, die zeer goedkoop te verkrijgen is.
- Een kleine magneet.
- Een weerstand van 10KOhm.
- Een 9V batterij met batterijclip.
- Verbindingsdraden en een breadboard.
Software:
Arduino IDE
De Hall Effect Sensor aansluiten op de Arduino
De Hall Effect Sensor aansluiten op de Arduino is heel eenvoudig. De VCC pin van de sensor is verbonden met de 5 V pin van de Arduino. De GND pin van de sensor is verbonden met de GND pin van de Arduino. De Vout – of signaalpen van de hall effect sensor is verbonden met een interrupt pen (digitale pen 2) van de Arduino. Sluit bovendien een weerstand van 10KOhm aan tussen de VCC – en de Vout – pen van de Hall-effectsensor. Deze wordt gebruikt om de uitgang van de Hall-effectsensor naar 5V te trekken. De aansluitingen worden gemaakt zoals aangegeven in het volgende schema (labels op de Hall-effectsensor wijzen in uw richting):
Testprogramma’s
Detecteer of er een magneet in de buurt is
Als de Hall-effectsensor eenmaal is aangesloten op de Arduino, moet u nu de code uploaden, kopieer bovenstaande code in de Arduino IDE met Copy & Paste. De gebruikte Arduino-code detecteert wanneer een magneet in de buurt van de Hall-sensor wordt gebracht. Deze zeer eenvoudige sketch, maakt gebruik van de interrupt pin 0 (digitale pin 2) van de Arduino.
Telkens wanneer de Hall sensor een magneet detecteert, stuurt hij een LO niveau (0 V) op de Vout pin, dit zorgt ervoor dat de Arduino een interrupt activeert op de neergaande flank en de functie detectMagnet wordt aangeroepen. Deze stuurt dan een bericht naar de seriële poort. De schermafbeelding toont de seriële monitor die de boodschap “Magnet detected” geeft wanneer een magneet in de buurt van de sensor wordt gebracht.
Arduino en Hall sensor aan het werk
LED schakelen met een magneet
De laatste
Tot slot wil ik nog een paar ideeën opnoemen waarvoor een Hall effect sensor kan worden gebruikt.
- Deur en raam alarm
- Snelheidsmeter voor fiets
- Contactloze schakelaar
- Windsnelheidsmeter
Dat was het voor nu, ik hoop dat deze informatie nuttig is voor de een of de ander. En veel plezier bij het experimenteren.
De getoonde schakelingen en programma’s zijn slechts bedoeld om te helpen bij het basisbegrip, maar ik kan hun werking niet garanderen.
Zoals gebruikelijk kan ik geen aansprakelijkheid aanvaarden voor schade veroorzaakt door het gebruik van de hier gepubliceerde schakelingen en programma’s.
Alle genoemde en door derden beschermde merknamen en handelsmerken zijn zonder enige beperking onderworpen aan de bepalingen van het respectievelijk geldende merkenrecht en de eigendomsrechten van de respectieve geregistreerde eigenaars. De loutere vermelding van een merk impliceert niet dat het niet beschermd is door rechten van derden!