חיישני הול פועלים על פי העיקרון של אפקט הול שהוצע על ידי אדווין הול בשנת 1869. ההצהרה המוצעת אומרת, "אפקט הול הוא ייצור הפרש מתח (מתח הול) על פני מוליך חשמלי, רוחבי לזרם חשמלי במוליך. ולשדה מגנטי מיושם בניצב לזרם. "
אז מה יכולה להיות הצורה הפשוטה ביותר של ההצהרה כדי להבין אותה בצורה טובה יותר? במדריך זה יוסבר שלב אחר שלב עם דוגמה מעשית. כאן חיישן הול יתממשק למיקרו-בקרת Atmega16 ונורת LED אחת תשמש כדי להראות את ההשפעה מתי יובא מגנט בסמוך לחיישן ההול.
מהי אפקט הול?
אפקט הול קשור במטען נע בשדה מגנטי. כדי להבין בצורה מעשית, חבר סוללה למוליך כמו שמוצג בתמונה (א) למטה. הזרם (i) יתחיל לזרום דרך המוליך מחיוב לשלילי של הסוללה.
זרם האלקטרונים (e -) יהיה בכיוון ההפוך של הזרם כלומר מהמסוף השלילי של הסוללה דרך המוליך למסוף החיובי של הסוללה. ברגע זה כאשר אנו מודדים את המתח בין המוליך כפי שמוצג להלן תמונה (ב) למטה, אז המתח יהיה אפס כלומר ההפרש הפוטנציאלי יהיה אפס.
כעת הביאו מגנט וצרו שדה מגנטי בין המוליך כמו תמונה (ג) למטה.
במצב זה כאשר נמדד מתח על פני המוליך אז יהיה מתח כלשהו שפותח. מתח מפותח זה מכונה "מתח הול " ותופעה זו מכונה " אפקט הול ".
השתמשנו בחיישן הול עם מיקרו-בקרים רבים לבניית יישומים מעניינים כמו מד מהירות, אזעקת דלת, מציאות מדומה וכו ', את כל הקישורים תוכלו למצוא למטה:
- מעגל אזעקת דלת מגנטי באמצעות חיישן הול
- מד מהירות DIY באמצעות Arduino ואפליקציית Android לעיבוד
- מציאות מדומה באמצעות ארדואינו ועיבוד
- מד מהירות דיגיטלי ומעגל מד מרחק באמצעות מיקרו בקר PIC
רכיבים נדרשים
- A3144 הול חיישן IC
- מיקרו-בקרת Atmega16
- מתנד קריסטל 16Mhz
- שני קבלים 100nF
- שני קבלים 22pF
- לחץ על הכפתור
- חוטי מגשר
- קרש לחם
- USBASP v2.0
- Led (בכל צבע)
תרשים מעגל
תכנות Atmega16 לחדר הול
כאן ה- Atmega16 מתוכנת באמצעות USBASP ו- Atmel Studio7.0. אם אינך יודע כיצד ניתן לתכנת את Atmega16 באמצעות USBASP, היכנס לקישור. התוכנית המלאה ניתנת בסוף הפרויקט, פשוט העלה את התוכנית ל- Atmega16 באמצעות מתכנת JTAG ו- Atmel Studio 7.0 כמוסבר בהדרכה הקודמת.
תכנות Atmega16 יהיה קל וישתמש רק בשתי סיכות PORT. סיכת PORT אחת תשמש לקליטת הקריאות מחיישן הול. יש להשתמש בסיכת PORT אחרת לחבר נורית אחת. ראשית, כלול את כל הספריות הדרושות בתוכנית.
הגדר סיכת קלט לקריאת חיישני הול.
# הגדר אולם ב- PA0
כאן חיישן האולם מחובר ב- PORTA0 של Atmega16 והוא מתחיל לקריאת המצב.
DDRA = 0xFE; PINA = 0x01;
אם המגנט נמצא בסמוך לחיישן, הפעל את נורית הנורית או כבה את נורית הנורית. הזיהוי מבוסס על שינוי המצב של סיכת PORT.
אם (bit_is_clear (PINA, hallIn)) { PORTA = 0b00000010; } אחר { PORTA = 0b00000000; }
יישומים של חיישן הול
נעשה שימוש נרחב בחיישני אולם בכל מקום שיש צורך למדוד את חוזק השדה המגנטי או לזהות את מוט המגנט. מלבד זאת, יש הרבה יישומים שניתן למצוא באופן כללי. חלק מהיישומים מפורטים להלן:
- כחיישן קירבה בטלפונים ניידים
- מנגנון העברת הילוכים ברכבי רכב
- חיישן אפקט אולם רוטרי
- בדיקת חומרים כגון צינורות וצינורות
- זיהוי מהירות סיבוב
למידע נוסף על חיישני הול, אנא עיין בהדרכות הקודמות שלנו המבוססות על חיישני הול.