bollwerkessen

Home Arduino Czujniki efektu Halla na Arduino

• Wprowadzenie
• Czujnik
• Typ specjalny
• Typ standardowy
• Więc jak to działa?
• Ustawienie testowe
• Potrzebne materiały
• Sprzęt
• Oprogramowanie
• Podłączenie układu z efektem Halla.Czujnik do Arduino
• Programy testowe
• Wykrywanie, czy magnes jest w pobliżu
• Przełączanie diody LED za pomocą magnesu
• Ostatni

Wprowadzenie

Jakiś czas temu odkryłem czujniki hallotronowe w sklepie elektronicznym za bezkonkurencyjną cenę. Zamówiłem więc kilka z nich, za 1,95€ za 10 sztuk nie można się pomylić.

W czasie oczekiwania na przesyłkę pomyślałem o tym, do czego mógłbym wykorzystać te czujniki. Od razu przyszły mi do głowy następujące zastosowania takiego czujnika: wykrywanie czy drzwi lub okno są zamknięte, pomiar prędkości obrotowej lub tachometr.

Czujnik

Zamówiony w firmie Micronas czujnik hallotronowy HAL510UA-E-1-A-2-00 jest czujnikiem unipolarnym, ale osobliwością tego czujnika jest to, że nie występuje on w żadnej karcie katalogowej firmy Micronas. Jedyne odniesienie, jakie można znaleźć, wskazuje, że typy z zakresami temperatur „C” i „E” zostały wycofane z produkcji i są to dokładnie te typy, które oferuje sprzedawca.
Z tego powodu nie mogę przyjąć żadnej odpowiedzialności za informacje podane tutaj.

1. Specyfikacja parametrów magnetycznych przy TJ 25°C do 100°C, VDD=3,8 V do 24 V.
   Wartości typowe dotyczą VDD=12 V.
   Pracuje przy statycznych i dynamicznych polach magnetycznych do 10 KHz.
   

   Grupa 1: Typ specjalny

   .

   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

   Grupa 2: Typ standardowy

   .

   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

   Parametry podane powyżej są wartościami granicznymi pomiaru.

Jak to działa?

Czujnik efektu Halla działa na zasadzie efektu Halla, nazwanego tak na cześć fizyka Edwina Halla, który opublikował swoje odkrycie w 1879 roku. Efekt ten mówi, że zawsze gdy przewodnik przewodzący prąd znajduje się w polu magnetycznym, indukuje się napięcie elektryczne. Napięcie to spada prostopadle do kierunku przepływu prądu na przewodniku. Ta zmiana napięcia może być teraz użyta do określenia, czy czujnik znajduje się w pobliżu magnesu, czy nie. Za pomocą Arduino lub innego mikrokontrolera można ocenić tę zmianę napięcia; w Arduino nadaje się do tego jeden z pinów przerwania. Podstawowe działanie czujnika efektu Halla podłączonego do Arduino przedstawiono na poniższym schemacie blokowym.

Jak działa czujnik efektu Halla na Arduino

Podsumowując, czujnik efektu Halla to element reagujący na zmiany pola magnetycznego. Istnieje wiele różnych typów czujników z efektem Halla, z których niektóre są bardziej odpowiednie do określonych zastosowań niż inne. W aplikacjach, w których szybkość detekcji nie jest krytyczna, można zastosować proste czujniki hallotronowe, takie jak Allegro A3144E. W aplikacjach wymagających dużej szybkości detekcji, takich jak urządzenia do pomiaru prędkości, należy stosować również szybkie czujniki hallotronowe, takie jak czujniki HAL509 lub HAL502 firmy Micronas.
Ponadto, czujniki hallotronowe występują w różnych wykonaniach, np.: unipolarne, bipolarne i zatrzaskowe, a także cyfrowe i analogowe.

• Unipolar: Czujnik reaguje tylko na jedną polaryzację pola magnetycznego (biegun północny lub południowy).
• Bipolar: Czujnik reaguje na obie polaryzacje pola magnetycznego (biegun północny i południowy).
• Latch: Czujnik reaguje tylko na zmienne polaryzacje pola magnetycznego.
• Analogue: Czujnik podaje liniowe napięcie odpowiadające natężeniu pola.
• Cyfrowe: Czujnik podaje poziom HIGH lub LO

Wyjście pinów układu HAL510

Ustawienie testowe

Do wykonania ustawienia testowego potrzeba tylko kilku elementów. Pozycje 1 i 5 na liście są dołączone tylko do uzupełnienia.

Potrzebne materiały

Sprzęt:

1. Arduino lub klon Arduino (np. Freeduino) lub domowej roboty Arduino
2. Czujnik hallotronowy, taki jak HAL510UA-E-1-A-2-00 firmy Micronas, który można dostać bardzo tanio.
3. Mały magnes.
4. Rezystor 10KOhm.
5. Bateria 9V z klipsem na baterię.
6. Przewody połączeniowe i płytka drukowana.

Oprogramowanie:

Arduino IDE

Podłączanie czujnika efektu Halla do Arduino

Podłączenie czujnika efektu Halla do Arduino jest naprawdę proste. Pin VCC czujnika jest podłączony do pinu 5 V Arduino. Pin GND czujnika jest połączony z pinem GND Arduino. Vout – lub pin sygnałowy czujnika efektu halla jest podłączony do pinu przerwania (pin cyfrowy 2) Arduino. Ponadto należy podłączyć rezystor 10KOhm pomiędzy VCC – i Vout – czujnika hallotronowego. Jest on używany do podciągnięcia wyjścia czujnika hallotronowego do 5V. Połączenia wykonujemy tak jak na poniższym schemacie (etykiety na czujniku hallotronowym skierowane w Twoją stronę):

Programy testowe

Wykryj czy w pobliżu jest magnes

Po podłączeniu czujnika hallotronowego do Arduino, należy teraz wgrać kod, skopiuj powyższy kod do Arduino IDE za pomocą Kopiuj & Wklej. Zastosowany kod Arduino wykrywa, kiedy magnes zostanie zbliżony do czujnika Halla. Ten bardzo prosty szkic, wykorzystuje pin 0 przerwania (pin cyfrowy 2) układu Arduino.

Za każdym razem, gdy czujnik Halla wykryje magnes, wysyła poziom LO (0 V) na pin Vout, to powoduje, że Arduino wyzwala przerwanie przy opadającym zboczu i wywoływana jest funkcja detectMagnet. Następnie wysyła komunikat do portu szeregowego. Zrzut ekranu pokazuje, że monitor szeregowy wysyła komunikat „Magnet detected”, gdy magnes zostanie zbliżony do czujnika.

Arduino i czujnik Halla w pracy

Przełączanie diody LED za pomocą magnesu

Ostatni

Na koniec chciałbym wymienić kilka pomysłów, do których można wykorzystać czujnik efektu Halla.

• Alarm do drzwi i okien
• Speedometr rowerowy
• Przełącznik bezdotykowy
• Miernik prędkości wiatru

To na razie tyle, mam nadzieję, że te informacje są przydatne dla jednych lub drugich. I baw się dobrze eksperymentując.

Jako, że pokazane obwody i programy są przeznaczone tylko do pomocy w podstawowym zrozumieniu, nie mogę zagwarantować ich działania.
Jak zwykle, nie mogę przyjąć żadnej odpowiedzialności za szkody spowodowane przez użycie układów i programów opublikowanych tutaj.

Wszystkie nazwy marek i znaki towarowe wymienione i chronione przez osoby trzecie podlegają bez ograniczeń przepisom odpowiednio obowiązującego prawa o znakach towarowych i prawom własności odpowiednich zarejestrowanych właścicieli. Samo wymienienie znaku towarowego nie oznacza, że nie jest on chroniony prawami osób trzecich!