Линейный магнитный датчик Холла Arduino
Описание
Линейный магнитный датчик Холла (рисунок 1), входящий в состав ARDUINO SENSOR KIT, предназначен для определения присутствие поля постоянного магнита или магнитного поля катушки проволоки, подключенной к постоянному току (фиксирует наличие постоянного магнитного поля). Воспринимающим элементом данного модуля является датчик Холла. Датчик срабатывает при поднесении постоянного магнита и реагирует только на один полюс магнита. Определить полюс магнита, на который реагирует датчик, следует экспериментально (для данного датчика, как правило, это северный полюс магнита). При наличии рядом постоянного магнита электроны в пластине датчика, с протекающим через неё током, будут отклоняться в направлении, перпендикулярном направлению тока (в какую именно сторону будут отклоняться электроны, зависит от полярности магнитного поля). В результате на выходе датчика появляется сигнал, а на плате загорается светодиод-индикатор. Различная плотность электронов на сторонах пластины создаёт разность потенциалов, которую можно усилить и измерить.
Рисунок 1 - Линейный магнитный датчик Холла Arduino.
Линейный магнитный датчик Холла состоит из платы, на которой смонтированы 4 порта подключения к плате Arduino, датчик Холла, подстрочный резистор и двойной компаратор (LM393). Данный модуль может отправлять как цифровой, так и аналоговый сигнал. Регулятором чувствительности (переменным резистором) можно настраивать чувствительность датчика. При этом цифровой выход выдает лишь факт наличия / отсутствия поля, и обычно имеет два порога: включения - когда значение индукции выше порога (датчик выдает логическую единицу), и выключения - когда значение ниже порога (датчик выдаёт логический ноль). Аналоговый выход преобразует индукцию магнитного поля в напряжение, знак и величина которого будут зависеть от полярности и силы поля. Технические характеристики линейного магнитного датчика Холла представлены в таблице.
Таблица – Технические характеристики линейного магнитного датчика Холла Arduino.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальное рабочее напряжение | от 3.3 В до 5 В |
| Рабочая температура | от 0 °C до 70 °C |
| Габаритные размеры | 44 мм x 15 мм x 13 мм |
Подключение линейного магнитного датчика Холла
Распиновка линейного магнитного датчика Холла представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Распиновка линейного магнитного датчика Холла Arduino.
Для его подключения потребуются:
- плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
- провода типа «папа-мама»;
- линейный магнитный датчик Холла;
- USB кабель для подключения платы Arduino к персональному компьютеру с установленной средой Arduino IDE.
Схема подключения линейного магнитного датчика Холла к плате Arduino представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Подключение линейного магнитного датчика Холла к Arduino UNO.
Схемы подключения линейного магнитного датчика Холла к микроконтроллерам Arduino Uno, Arduino Nano или Arduino Mega принципиально ничем не отличаются.
Подключается линейный магнитный датчик Холла к Arduino Uno следующим образом:
- GND - GND;
- VCC - 5V;
- AO, аналоговый выход – к пину A0;
- DO, цифровой выход – к пину 3.
Как правило к плате Arduino подключается один из выходов AO или DO.
После сборки электрической схемы, необходимо загрузить управляющую программу (скетч) в микроконтроллер. Затем можно открыть монитор порта и понаблюдать за получаемыми линейным магнитным датчиком Холла значениями.
Применение
Линейный магнитный датчика Холла используется в автоматике, электромеханике для определения параметров движения деталей механизмов (например, применяется для определения скорости вращения различных деталей механизмов). Кроме того, его можно использовать вместо модуля с герконом, так как благодаря отсутствию подвижных элементов данный датчик обладает большей долговечностью. Линейный магнитный датчик Холла так же может использоваться в приборах бытового, развлекательного назначения и учебного (например, при применении как наглядного пособия для ознакомления с эффектом Холла).