Cảm biến hiệu ứng Hall: mọi thứ bạn cần biết cho các dự án Arduino của mình

Bạn có thể đang tìm một thiết bị cho phép bạn phát hiện từ trường gần đó hoặc sử dụng làm công tắc không tiếp xúc, cho các ứng dụng cần bảo vệ chống nước, v.v. Trong trường hợp đó, bạn có thể sử dụng Cảm biến hiệu ứng HalMột trong số đó tôi sẽ chỉ cho bạn mọi thứ bạn cần biết để tích hợp nó với các dự án tương lai của bạn với Arduino. Trên thực tế, nếu bạn định sử dụng chúng cùng với nam châm neodymium, các ứng dụng bạn có thể nhận được từ chúng là rất nhiều.

Kết nối của loại thiết bị này rất đơn giản, như bạn có thể thấy. Ngoài ra, chúng còn là những linh kiện điện tử  rất rẻ và bạn có thể dễ dàng tìm thấy ở nhiều cửa hàng chuyên biệt hoặc trực tuyến. Nếu bạn muốn biết thêm, bạn có thể đọc tiếp …

Hiệu ứng hội trường

Tên của nó bắt nguồn từ người phát hiện đầu tiên, nhà vật lý người Mỹ Edwin Herbert Hall. Các hiệu ứng phòng Là hiện tượng vật lý xảy ra khi xuất hiện điện trường do sự phân tách các điện tích bên trong vật dẫn, qua đó có từ trường chuyển động. Điện trường này (trường Hall) sẽ có thành phần vuông góc với chuyển động của các điện tích và thành phần vuông góc với từ trường tác dụng. Bằng cách này, trong số những thứ khác, sự hiện diện của từ trường có thể được phát hiện.

Nói cách khác, khi một dòng điện chạy qua một vật dẫn hoặc chất bán dẫn và có một từ trường gần đó, nó được xác minh rằng lực từ trong các chất mang tải mà nhóm chúng lại trong vật liệu. Tức là các hạt tải điện sẽ lệch hướng và tụ lại về một phía của vật dẫn / chất bán dẫn. Như bạn có thể tưởng tượng, điều này gây ra sự biến đổi của điện thế trong vật dẫn / chất bán dẫn này, tạo ra điện trường vuông góc với từ trường.

Cảm biến hiệu ứng Hall là gì ?

Do đó, khi bạn biết hiệu ứng Hall hoạt động như thế nào, bạn có thể nói về các thành phần hoặc Cảm biến hiệu ứng Hall những người có thể tận dụng hiện tượng này cho một số ứng dụng thực tế. Ví dụ, với chúng, bạn có thể thực hiện các phép đo từ trường.

Những yếu tố này được sử dụng rộng rãi trong nhiều dự án điện tử và các thiết bị thường xuyên sử dụng. Ví dụ, trên các phương tiện giao thông, bạn có thể tìm thấy chúng trong một số hệ thống an ninh, để đo vị trí của trục cam trong động cơ, để đo tốc độ chất lỏng, phát hiện kim loại, v.v.

Điều tốt về loại cảm biến hiệu ứng Hall này, không giống như những loại cảm biến khác, là họ không cần liên lạc. Có nghĩa là, chúng có thể thực hiện các tác vụ này từ xa, ngoài ra chúng hoàn toàn miễn nhiễm với tiếng ồn điện tử, bụi, v.v., vì vậy chúng khá bền và đáng tin cậy trong các phép đo của chúng. Tuy nhiên, phạm vi của chúng có giới hạn, vì chúng cần phải ở một khoảng cách nhất định so với trường được tạo để có thể chụp được nó.

Loại

Trong các cảm biến hiệu ứng Hall có thể được tìm thấy hai loại cơ bản:

• Analog: chúng là những thiết bị rất cơ bản, có chân cắm hoặc đầu ra sẽ cung cấp tín hiệu tỷ lệ với cường độ từ trường mà chúng đang thu nhận. Đó là, chúng tương tự như cảm biến nhiệt độ, căng thẳngvà các cảm biến khác mà chúng tôi đã trình bày chi tiết trong blog này.
• Kỹ thuật số: trong trường hợp kỹ thuật số, chúng cơ bản hơn nhiều so với tương tự. Vì chúng không cung cấp đầu ra tỷ lệ với trường, nhưng chúng cho giá trị điện áp cao nếu có từ trường và thấp nếu không có từ trường. Có nghĩa là, chúng không thể được sử dụng để đo từ trường như các thiết bị tương tự, chỉ đơn giản là để phát hiện sự hiện diện của chúng. Hơn nữa, những chữ số này có thể được chia thành hai danh mục phụ bổ sung:
  • Chốt: những cái kiểu này được kích hoạt khi một người đến gần và duy trì giá trị của chúng ở lối ra cho đến khi cực ngược lại tiếp cận.
  • Công tắc: trong những cái khác này, đầu ra sẽ không được duy trì, chúng sẽ ngừng hoạt động khi cực được tháo ra. Không cần thiết phải đưa cực ngược lại gần hơn để đầu ra thay đổi …

Tôi khuyên bạn nên sử dụng nam châm từ neodymium, chúng là tốt nhất để những cảm biến hiệu ứng Hall này hoạt động giải trí tốt .

Nếu bạn đang tìm kiếm một cảm biến loại analog, một lựa chọn tốt có thể là Cảm biến Hall 49E. Với nó, bạn có thể phát hiện sự hiện diện của từ trường và cũng có thể đo chúng. Ví dụ: bạn có thể đo từ trường gần đó, chế tạo máy đo tốc độ bằng nam châm để đo số vòng quay mỗi phút của trục hoặc tốc độ, phát hiện khi cửa mở hoặc đóng bằng nam châm, v.v. Cảm biến này có thể được tìm thấy ở một số cửa hàng với giá vài xu hoặc cho một số thứ khác nếu bạn muốn nó được gắn trên PCB với mọi thứ bạn cần trong một mô-đun sẵn sàng sử dụng với Arduino:

• Không tìm thấy loại sản phẩm .
• Không tìm thấy mẫu sản phẩm .

Hơn nữa, nếu những gì bạn đang tìm kiếm là một kỹ thuật số, sau đó bạn có thể mua Cảm biến Hall A3144, cũng thuộc loại công tắc, tức là sẽ không cần thay đổi cực. Bằng cách này, bạn sẽ có thể phát hiện sự hiện diện của một vật thể kim loại, hoặc có hay không có từ trường và thậm chí tạo bộ đếm RPM như trong trường hợp trước. Cái này cũng dễ tìm và nó rẻ hoặc hơn cái trước, cả rời và trong mô-đun:

• Không tìm thấy loại sản phẩm .
• Mua mô-đun KY-003 với hiệu ứng Hall A3144

Trong trường hợp tương tự, bạn phải tham khảo bảng dữ liệu của mô hình bạn đã mua. Đối với ví dụ, trong 49E Bạn sẽ tìm thấy một biểu đồ về cách đo từ trường và nó sẽ giúp bạn tạo công thức mà sau đó bạn phải thực hiện trong mã nguồn Arduino để tính toán mật độ của từ thông được phát hiện (mT). Trong trường hợp của 49E, nó sẽ là: B = 53.33V-133.3, do phạm vi từ tính và điện áp mà nó có thể cung cấp ở đầu ra của nó …

Điều phổ biến đối với kỹ thuật số và tương tự là số chân nó có (sơ đồ chân), trong cả hai trường hợp, nó là 3. Nếu bạn đặt cảm biến Hall với mặt của nó hướng về phía bạn, nghĩa là với mặt mà nó có dòng chữ về phía bạn, thì chốt ở bên trái sẽ là 1, chốt ở giữa sẽ là 2 và cái bên phải của bạn sẽ là 3:

• 1: trên cả 49E và A3144 là chân nguồn 5V.
• 2: Bộ điều khiển được kết nối trong cả hai trường hợp với GND hoặc nối đất.
• 3: trong cả hai trường hợp, nó là đầu ra, tức là đầu ra đo hoặc phát hiện từ trường, tạo ra điện áp qua nó. Hãy nhớ rằng trong kỹ thuật số, nó sẽ chỉ lấy hai giá trị, cao hoặc thấp, trong khi ở dạng tương tự, bạn có thể áp dụng công thức trước đó để biết cách trường đó được phát hiện …

Tích hợp cảm biến hiệu ứng Hall với Arduino

Khi bạn đã thấy nó hoạt động như thế nào và những gì bạn cần biết về cảm biến hiệu ứng Hall này, với sơ đồ chân được mô tả, bạn hẳn đã biết nó hoạt động như thế nào kết nối với bảng Arduino của bạn. Trong trường hợp này, nó sẽ kết nối như thế này:

• Bạn đã biết rằng chân 1 phải được kết nối với đầu ra điện áp 5V của Arduino để nó có thể cấp nguồn cho nó, cả trong trường hợp kỹ thuật số và tương tự.
• Chân trung tâm hoặc 2, bạn phải kết nối nó với GND hoặc mặt đất của bảng Arduino của bạn.
• Trong trường hợp của chân 3, nó thay đổi tùy thuộc vào việc đó là pin tương tự hay kỹ thuật số:
  • Tương tự: kết nối trực tiếp chân 3 của cảm biến Hall với một trong các đầu vào tương tự của bảng Arduino của bạn.
  • Kỹ thuật số: bạn phải nối chân 1 và 3 với một điện trở kéo lên, ví dụ 10K để mạch hoạt động chính xác với A3144. Các mô hình khác có thể cần các giá trị điện trở khác nhau … Khi bạn đã tính đến điều đó, bạn có thể kết nối chân 3 với đầu vào kỹ thuật số trên bảng Arduino của mình.

Số lượng đầu vào của bảng mà bạn đã kết nối với nó không quan trọng, chỉ cần nhớ số và sau đó tạo chính xác mã nguồn để dự án của bạn hoạt động. Trong trường hợp này, cũng sẽ có sự khác biệt giữa việc bạn chọn tương tự hay kỹ thuật số:

• Mã đơn giản cho tương tự là:

const int pinHall = A0;
 
void setup() {
  pinMode(pinHall, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
 
  //Filtro para ruido con 10 medidas
  long measure = 0;
  for(int i = 0; i < 10; i++){
      int value = 
      measure += analogRead(pinHall);
  }
  measure /= 10;
  
  //Calcular el voltaje en mV que da la salida del sensor Hall
  float outputV = measure * 5000.0 / 1023;
  Serial.print("Voltaje de salida = ");
  Serial.print(outputV);
  Serial.print(" mV   ");
  
  //Interpolación a densidad del campo magnético (fórmula)
  float magneticFlux =  outputV * 53.33 - 133.3;
  Serial.print("La densidad del flujo magnético del campo es = ");
  Serial.print(magneticFlux);
  Serial.print(" mT");
  
  delay(2000);
}

• Mã đơn giản cho kỹ thuật số sẽ:

const int HALLPin = 2;
const int LEDPin = 13;
//El pin 13 en el esquema de nuestro ejemplo no pinta nada, pero se podría agregar un LED a dicho pin para que se encienda si detecta campo magnetico
 
void setup() {
  pinMode(LEDPin, OUTPUT);
  pinMode(HALLPin, INPUT);
}
 
void loop() {
  if(digitalRead(HALLPin)==HIGH)
  {
    digitalWrite(LEDPin, HIGH);   
  }
  else
  {
    digitalWrite(LEDPin, LOW);
  }
}

Tôi kỳ vọng hướng dẫn này đã giúp bạn ...

Source: https://dvn.com.vn
Category: Phụ Kiện