ממשק חיישן אפקט הול עם ארדואינו

חיישנים היו תמיד מרכיב חיוני בכל פרויקט. אלה הממירים את הנתונים הסביבתיים בזמן אמת לנתונים דיגיטליים / משתנים, כך שניתן יהיה לעבד אותם באמצעות אלקטרוניקה. ישנם סוגים רבים ושונים של חיישנים הזמינים בשוק ותוכל לבחור אחד על פי דרישותיך. בפרויקט זה נלמד כיצד להשתמש בחיישן הול aka חיישן אפקט הול עם Arduino. חיישן זה מסוגל לזהות מגנט וגם את מוט המגנט.

למה לזהות מגנט? אתה יכול לשאול. ובכן יש הרבה יישומים המשתמשים כמעט בחיישן האפקט הול ואולי מעולם לא שמנו לב אליהם. יישום נפוץ אחד של חיישן זה הוא מדידת מהירות באופניים או בכל מכונות מסתובבות. חיישן זה משמש גם במנועי BLDC כדי לחוש את מיקומם של מגנטים של הרוטור ולהפעיל את סלילי הסטאטור בהתאם. היישומים הם אינסופיים, אז בואו ללמוד כיצד ממשק הול אפקט חיישן Arduino כדי להוסיף כלי נוסף בארסנל שלנו. להלן מספר פרויקטים עם חיישן הול:

• מד מהירות DIY באמצעות Arduino ואפליקציית Android לעיבוד
• מד מהירות דיגיטלי ומעגל מד מרחק באמצעות מיקרו בקר PIC
• מציאות מדומה באמצעות ארדואינו ועיבוד
• מדידת חוזק שדה מגנטי באמצעות ארדואינו

במדריך זה נשתמש בפונקציית הפרעות של ארדואינו כדי לזהות את המגנט ליד חיישן הול ולהדליק נורית LED. לרוב חיישן הול ישמש רק עם Interrupts בגלל היישומים שלהם בהם נדרשת מהירות קריאה וביצוע גבוהה, ולכן בואו נשתמש גם בהפרעות במדריך שלנו.

חומרים נדרשים:

1. חיישן אפקט הול (כל אזור דיגיטלי)
2. ארדואינו (כל גרסה)
3. הנגד 10k ו -1K אוהם
4. לד
5. חוטי חיבור

חיישני אפקט הול:

לפני שנצלול לחיבורים יש כמה דברים חשובים שכדאי לדעת על חיישני הול אפקט. ישנם למעשה, שני סוגים שונים של חיישני הול, אחד הוא חיישן הול דיגיטלי והשני הוא חיישן אולם אנלוגי. חיישן ה- Hall הדיגיטלי יכול לזהות רק אם מגנט קיים או לא (0 או 1), אך תפוקת חיישן הול אנלוגי משתנה בהתאם לשדה המגנטי סביב המגנט, והוא יכול לזהות כמה חזק או כמה רחוק המגנט. בפרויקט זה יכוונו רק לחיישני האולם הדיגיטליים שכן הם הנפוצים ביותר.

כפי שהשם מרמז חיישן האפקט הול עובד עם העיקרון של "אפקט הול". על פי חוק זה "כאשר מוליכים או מוליכים למחצה עם זרם שזורם לכיוון אחד הונחו בניצב לשדה מגנטי ניתן היה למדוד מתח בזווית ישרה לנתיב הנוכחי". באמצעות טכניקה זו, חיישן האולם יוכל לזהות נוכחות של מגנט סביבו. די בתיאוריה בואו ניכנס לחומרה.

תרשים מעגל והסבר:

תרשים המעגל השלם לממשק חיישן הול עם ארדואינו נמצא להלן.

כפי שאתה יכול לראות, דיאגרמת המעגל של חיישן האפקט של ארדואינו היא די פשוטה. אבל המקום בו אנו בדרך כלל טועים הוא להבין את מספר הסיכות של חיישני האולם. מקם את הקריאות הפונות אליך והסיכה הראשונה משמאלך היא ה- Vcc ואז הקרקע והסיגנל בהתאמה.

אנו הולכים להשתמש בפסיקות כפי שנאמר קודם לכן מכאן שסיכת הפלט של חיישן הול מחוברת לסיכה 2 של הארדואינו. הפין מחובר לנורית אשר תידלק כאשר מגנט מתגלה. פשוט יצרתי את החיבורים על קרש לחם וזה נראה קצת ככה למטה לאחר שהושלם.

חיישן אפקט הול קוד ארדואינו:

קוד Arduino השלם הוא רק כמה שורות וזה ניתן למצוא בתחתית הדף הזה שבו ניתן להעלות ישירות ללוח Arduino שלך. אם אתה רוצה לדעת כיצד עובדת התוכנית קרא עוד.

יש לנו קלט אחד, שהוא החיישן ופלט אחד שהוא LED. יש לחבר את החיישן ככניסה להפסקה. אז בתוך פונקציית ההתקנה שלנו, אנו מאתחלים את הסיכות הללו וגם הופכים את הפין 2 לעבודה כהפרעה. כאן נקרא סיכה 2 Hall_sensor וסיכה 3 נקראת LED .

הגדרת חלל () {pinMode (LED, OUTPUT); // LED הוא pinMode pin pin (Hall_sensor, INPUT_PULLUP); // חיישן הול הוא סיכה קלט attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (Hall_sensor), החלפה, CHANGE); // סיכה שתיים היא סיכה הפסקה שתקרא לפונקציית החלפה}

כאשר מתגלה הפרעה, פונקציית ההחלפה תיקרא כאמור בשורה לעיל. ישנם פרמטרים רבים להפסיק כמו Toggle , Change, Rise, Fall וכו ', אך במדריך זה אנו מגלים את שינוי הפלט מחיישן Hall.

עכשיו בתוך Toggle הפונקציה, אנו משתמשים במשתנה שנקראה " מדינה " אשר יהיה פשוט לשנות המצב שלה 0 אם כבר 1 ו 1 אם כבר אפס. בדרך זו אנו יכולים לגרום לדלקת הנורות להדליק או לכבות.

void toggle () {state =! state; }

לבסוף בתוך פונקציית הלולאה שלנו, אנחנו רק צריכים לשלוט על ה- LED. המצב המשתנה ישתנה בכל פעם שמגנט יתגלה ולכן אנו משתמשים בו כדי לקבוע אם הנורית צריכה להישאר או כבויה.

לולאה בטלה () {digitalWrite (נורית, מצב); }

חיישן אפקט הול Arduino עובד:

ברגע שאתה מוכן עם החומרה והקוד שלך, פשוט העלה את הקוד לארדואינו. השתמשתי בסוללה של 9 וולט בכדי להניע את כל ההתקנה, אתה יכול להשתמש בכל מקור כוח עדיף. עכשיו קירב את המגנט לחיישן והנורית שלך תדליק ואם תסיר אותה היא תיכבה.

הערה: חיישן אולם הוא רגיש לקוטב, כלומר צד אחד של החיישן יכול לזהות רק את הקוטב הצפוני או רק את הקוטב הדרומי ולא את שניהם. אז אם תביא קוטב דרום קרוב למשטח החישה הצפוני ה- LED שלך לא יזהר.

מה שקורה בפנים בפועל הוא שכשאנחנו מקרבים את המגנט לחיישן החיישן משנה את מצבו. שינוי זה מורגש על ידי סיכת ההפסקה אשר תקרא לפונקציית החלפה שבתוכה אנו משנים את המשתנה "מצב" מ 0 ל 1. מכאן שהנורית תידלק. כעת, כאשר אנו מרחיקים את המגנט מהחיישן, שוב תפוקת החיישן תשתנה. בשינוי זה שים לב שוב על ידי הצהרת הפסיקה שלנו ומכאן שהמשתנה "מצב" ישתנה מ -1 ל 0. לפיכך נורית ה- LED אם היא כבויה. אותו הדבר חוזר בכל פעם שאתה מקרב מגנט לחיישן.

את סרטון העבודה המלא של הפרויקט ניתן למצוא למטה. מקווה שהבנתם את הפרויקט ונהניתם לבנות משהו חדש. אם אחרת, בטובך השתמש בסעיף ההערות שלמטה או בפורומים לעזרה.