Датчик холла для ардуино своими руками

Датчик Холла

Датчик Холла OH137

Униполярный датчик Холла OH137 — датчик, работающий на эффекте Холла — при помещении в магнитное поле некоторого проводника с постоянным током, в этом проводнике возникает поперечная разность потенциалов.

• Тип: Униполярный
• Рабочий ток источника питания: 5 mA
• Максимальный выходной ток: 25 mA
• Рабочая точка, макс.: 18 mT
• Точка сброса мин.: 2 mT
• Рабочая температура: -40. 85 C
• Рабочее напряжение питания: 24 V
• Тип корпуса: TO-92
• Тип выхода: open-collector
• Напряжение питания: 4.5 V — 24 V

Подключение показано на рисунке.

Показания сигнала зависят от полюса магнита (поэтому он называется униполярным).

При подключении к плате используйте резистор на 820 Ohm и конденсатор на 20 pF.

Модуль KY-003

Датчик Холла (модуль KY-003) выполнен на базе элемента «44E» и позволяет обнаруживать магнитное поле. Если рядом с датчиком нет магнитного поля, то на сигнальном выходе датчика имеется высокий уровень и наоборот если поле присутствует, то на выходе низкий уровень напряжения, таким образом датчик имеет цифровой выход.

На плате модуля есть светодиод, который горит когда есть магнитное воздействие. Существуют также аналоговый (KY-035) и комбинированный датчик Холла (KY-024).

Имеет три вывода: сигнальный вывод S подключается к цифровому выводу платы, средний к питанию, а крайний левый к земле.

При появлении магнитного поля будет включаться светодиод на выводе 13.

Входит в состав набора Набор из 37 датчиков

Модуль KY-024

Модуль KY-024 является линейным датчиком Холла (датчик магнитного поля), способный обрабатывать цифровой и аналоговые сигналы.

Цифровой выход выдаёт логический 0 если магнита рядом нет и логическую 1, если магнит в поле чувствительности датчика. А на аналоговом выходе можно отслеживать изменение напряжения, когда магнитное поле есть и когда его нет.

Также на модуле расположены два красных светодиода, один сигнализирует о наличии питания, другой загорается при срабатывании датчика. Для настройки датчика на плате модуля имеется подстроечный резистор для регулировки чувствительности датчика — можно менять расстояние до магнита, при котором датчик сработает.

Модуль определяет присутствие поля постоянного магнита или магнитного поля катушки проволоки, подключённой к постоянному току. Часто применяется для определения скорости вращения различных деталей механизмов.

Имеет четыре вывода: На + подаём 5В, на G – землю (GND), A0 – аналоговый выход, D0 – цифровой выход.

Входит в состав набора Набор из 37 датчиков

Модуль KY-035

Аналоговый датчик Холла KY-035 внешне практически не отличается от датчика KY-003, только у него нет встроенного светодиода (стоит пустая заглушка).

Других отличий нет — схема соединений и код остаётся без изменений.

Входит в состав набора Набор из 37 датчиков

Дополнительные материалы

На плате ESP32 есть встроенный датчик Холла.

Источник

Датчик Холла (Trema-модуль)

Общие сведения:

Trema-модуль датчик Холла — датчик, реагирующий на магнитные поля. Исполнен в линейке Trema-модулей, благодаря этому вам не придется ничего паять и собирать на макетной плате.

Видео:

Спецификация:

• Потребляемый ток: от 6 до 10 мА
• Выходной ток: от 1.0 до 1.5 мА
• Выходное напряжение: от 1.0 до 1.75 мВ/Гс, в среднем 1.4 мВ/Гс (милливольт на гаусс)
• Нулевая точка: от 2.25 до 2.75 В, в среднем 2.5 В
• Магнитный диапазон: от ±650 Гс до ±1000Гс
• Время отклика: 3 мс
• Габариты 31 x 31 мм

Все модули линейки «Trema» выполнены в одном формате

Подключение:

Датчик Холла имеет аналоговый выходной сигнал, в спокойном состоянии на выходе будет примерно 2.5 В при питании модуля 5 вольт. В комплекте имеется кабель для быстрого и удобного подключения к Trema Shield .

Модуль удобно подключать 3 способами, в зависимости от ситуации:

Способ — 1 : Используя проводной шлейф и Piranha UNO

Используя провода «Папа — Мама», подключаем напрямую к контроллеру Piranha UNO

Способ — 2 : Используя Trema Set Shield

Модуль можно подключить к любому из аналоговых входов Trema Set Shield.

Способ — 3 : Используя проводной шлейф и Shield

Используя 3-х проводной шлейф, к Trema Shield, Trema-Power Shield, Motor Shield, Trema Shield NANO и тд.

Примеры:

Простой пример с магнитом.

Если мы считаем сигнал arduino’й через аналоговый порт, то мы получим значение примерно равное 512. При приближении магнита к датчику значение будет меняться. Оно может увеличиваться и уменьшаться в зависимости от того, каким полюсом подносится магнит

В результате мы получим следующую картину если откроем «Монитор последовательного порта»:

Источник

Подключение датчика Холла к Arduino

Датчики являются важной частью многих радиоэлектронных проектов. Они способны преобразовывать данные об окружающей среде в цифровые данные, которые затем могут быть обработаны с помощью электронных схем. Существует много различных датчиков, существенно отличающихся по принципу действия. В этой статье мы рассмотрим подключение датчика Холла к плате Arduino. Этот датчик способен обнаруживать присутствие магнита и определять его полюс.

Вы можете спросить для чего нужно обнаруживать присутствие магнита. На самом деле существует очень много разнообразных устройств, в которых применяются датчики Холла: в измерителях скорости транспортных средств или любых вращающихся механизмов, в бесщёточных электродвигателях постоянного тока для определения позиции ротора и переключения в соответствии с этим катушки статора и т.д. Число применений датчика Холла очень велико. На нашем сайте вы можете посмотреть следующие проекты, в которых был использован датчик Холла:

В данном проекте мы будем использовать прерывания для обнаружения магнита вблизи датчика Холла и на основании этого зажигать светодиод. Подход с использованием прерываний при работе с датчиком Холла является наиболее часто используемым в схемах с микроконтроллерами потому что в большинстве применений датчиков Холла требуется считывание данных незамедлительно и с высокой скоростью.

Необходимые компоненты

1. Плата Arduino (любой версии) (купить на AliExpress).
2. Датчик Холла (любой, но только цифровой) (купить на AliExpress).
3. Резистор 1 кОм (купить на AliExpress).
4. Резистор 10 кОм (купить на AliExpress).
5. Светодиод (купить на AliExpress).
6. Соединительные провода.

Что такое эффект Холла

Эффект Холла можно рассмотреть с точки зрения движения зарядов (заряженных частиц) в магнитном поле. Чтобы понять на практике как это происходит подсоединим батарею к проводнику как показано на рисунке ниже. Электрический ток (i) в этом случае начнет протекать по проводнику от положительного контакта батареи к ее отрицательному контакту.

Но поток электронов (e-) в этом случае будет направлен в противоположном направлении, то есть от отрицательного контакта батареи к ее положительному контакту. В этот момент времени если мы измерим напряжение (разность потенциалов) на концах проводника (поперек его) как показано на рисунке ниже, то оно будет равно нулю.

Теперь создадим магнитное поле над проводником как показано на следующем рисунке.

И если в этот момент времени мы измерим напряжение на концах проводника (поперечных прохождению тока), то оно будет отлично от нуля. Это напряжение и называется «напряжением Холла», а само это явление называется «эффектом Холла».

Работа схемы

Схема устройства представлена на следующем рисунке.

Как вы можете видеть, схема очень проста. Но, к сожалению начинающие радиолюбители иногда путают расположение контактов (распиновку) датчика Холла. Поместите датчик Холла перед собой таким образом, чтобы вы смотрели на ту его сторону, на которой есть буквы, тогда первый контакт слева будет Vcc (напряжение постоянного тока), затем будет контакт земли и затем сигнальный контакт.

Поскольку, как мы уже говорили, мы будем использовать прерывания при работе с датчиком Холла, поэтому в нашей схеме его сигнальный контакт подключен к контакту 2 платы Arduino, который может быть использован в качестве входа для внешнего прерывания INT0. Светодиод подключен к контакту 3 и будет зажигаться всякий раз при обнаружении датчиком Холла магнита. Собранное устройство на макетной плате будет выглядеть примерно следующим образом.

Объяснение программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы рассмотрим его наиболее важные фрагменты.

Мы задействуем в плате Arduino один контакт для ввода данных (к нему подключен датчик Холла) и один для вывода данных (к нему подключен светодиод). На контакте, к которому подключен датчик Холла, мы будем использовать прерывание. Поэтому внутри функции setup нам необходимо инициализировать эти контакты и сконфигурировать контакт 2 таким образом, чтобы на нем можно было использовать прерывания.

Источник

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАТЧИКА ХОЛЛА С ARDUINO

В этой статье мы рассмотрим, как использовать модуль датчик холла совместно с Arduino. Датчик холла — это датчик, который меняет свой выходной потенциал (напряжение) в зависимости от присутствии или отсутствии магнитного поля. Это означает, что выходной сигнал датчика Холла является функцией плотности магнитного поля вокруг него. Когда плотность магнитного потока вокруг него превышает некоторое заранее выставленное пороговое значение, датчик обнаруживает его и меняет напряжение тока выхода для того чтобы показать присутствие магнитного поля.

Датчики эти в последнее время стали очень популярны и нашли много различных применений. Одним из мест популярных использований датчиков холла — в автомобильных схемах, где они используются для определения положения, измерения расстояния и скорости. Они также установлены в смартфоны и компьютеры, в разных переключателях где присутсвие магнитного поля использовано для того чтобы включить или выключить цепь питания.

По виду они обычно выглядят как плата с 3 контактами: один контакт сигнал и другие 2 для питания датчика. Это существенно упрощает подключение модуля к любому микроконтроллеру или исполнительной схеме.

В сегодняшнем материале Elwo.ru покажет, как работает датчик холла, подключив его вместе со светодиодом к Arduino блоку. Arduino будет запрограммирован таким образом, что, когда магнит приближается к датчику холла — светодиод включается, а когда магнит удаляется — он гаснет.

Схема принципиальная

Схема для этого проекта проста, так как все, что нам нужно сделать, это подключить 3 контакта датчика холла и светодиод к платформе Arduino. Соедините компоненты, как показано на схеме.

Датчик Холла — Ардуино

• VCC — 5V
• GND — GND
• SIG — D2

LED можно подсоединить сразу в Arduino с положительной ногой в pin 13 Arduino и другой ногой в земляной штырь без резистора, потому что arduino имеет внутренний резистор прикрепленный к pin 13.

Требуемые компоненты для схемы

Для построения этого проекта требуются следующие компоненты.

Теперь можем перейти к коду для этого проекта.

Код прошивки МК

Код для этого проекта очень прост, так как все, что нужно сделать это проверить, ощущается ли магнитное поле, и если да — включается ли от него светодиод.

В функции настройки void мы объявляем pinmode для контактов Arduino, к которому подключены светодиод и датчик Холла.

Далее идет функция void loop, задача здесь как если бы надо было использовать кнопку для управления светодиодом с Arduino между ними. Читаем выход датчика холла и храним в переменной с именем state.

Полный код для этого проекта показан далее:

int hallSensorPin = 2;
int ledPin = 13;
int state = 0;

void setup() <
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(hallSensorPin, INPUT);
>

Скопируйте код и загрузите его на плату Arduino. Вы должны увидеть переключение светодиода, когда магнит поднесен близко к датчику, показанному на фото.

Источник

Как подключить датчик Холла 49E к Arduino

В статье рассматривается подключение датчика Холла 49E к Arduino.

• Arduino UNO или иная совместимая плата (я буду использовать Arduino Nano);
• модуль 49E с датчиком Холла;
• соединительные провода (рекомендую вот такой набор);
• макетная плата (breadboard);
• персональный компьютер со средой разработки Arduino IDE.

1 Описание датчика Холла 49E

Датчик Холла – это прибор, который регистрирует изменение напряжённости магнитного поля. В настоящее время датчики на основе эффекта Холла нашли широкое применение. Например:

• датчики скорости вращения – широко используются в автомобилестроении и везде, где требуется определить скорость вращения колеса или иного вращающегося объекта; сенсоры на основе эффекта Холла пришли на замену механическим герконам;
• датчики приближения; типичный пример – раскладной чехол на вашем смартфоне, который включает подсветку экрана при открытии;
• измерение угла поворота;
• измерение величины вибрации;
• измерение величины магнитного поля – магнитометры и цифровые компасы;
• измерение силы тока (переменного и постоянного);
• измерение воздушных зазоров, уровня жидкости, и многие другие.

Приобрести такой датчик можно здесь.

2 Схема подключения модуля с датчиком Холла к Arduino

Модуль с датчиком Холла содержит следующие компоненты: подстроечный резистор, двухканальный компаратор, несколько согласующих резисторов, пару светодиодов и собственно, сам датчик Холла 49E.

Модуль с датчиком Холла 49E

Подстроечный резистор служит для настройки чувствительности датчика Холла. Первый светодиод сигнализирует о наличии напряжения питания на модуле, второй – о превышении магнитным полем установленного порога срабатывания.

Модуль с датчиком имеет 4 вывода. Назначение выводов приведено в таблице. В третьем столбце таблицы – соответствующий вывод платы Arduino, к которому будет подключаться модуль.

Вывод	Назначение	Вывод Arduino
G	Земля.	GND
+	Питание +2,3…10 В.	5V
AO	Аналоговый выход – значение напряжённости магнитного поля.	A0
DO	Цифровой выход – индикатор превышения напряжённости магнитного поля заданного порога.	12

Вот как будет выглядеть модуль с датчиком Холла, подключённый к плате Arduino Nano:

Подключение модуля с датчиком Холла к Arduino Nano

2 Скетч для считывания показаний датчика Холла 49E

Итак, давайте проверим наш датчик в действии. Напишем самый простой скетч, который только и делает, что выводит считанные значения в последовательный порт.

Загрузим скетч и посмотрим, что же выводится в порт:

Вывод в последовательный порт показаний датчика Холла

Очень интересно. Вывод цифрового канала понятен: «0» – магнитное поле ниже заданного подстроечным резистором значения, «1» – выше (я поднёс магнит к датчику). А что же показывает аналоговый канал? Разберёмся с этим чуть позже.

3 Скетч для определения скорости вращения диска

Для того чтобы определить скорость вращения, будем использовать сигнал с цифрового канала сенсора. Такая схема пригодится, например, для создания спидометра для велосипеда.

Для демонстрации соберём вот такую установку: разместим неподвижно датчик Холла (зажмём тисками), а на поверхности вращающегося диска закрепим постоянный магнит. В качестве вращающейся платформы у меня будет старый жёсткий диск, на котором скотчем (простите за неэстетичность) будет зафиксирован магнит.

Установка для определения скорости вращения на основании показаний датчика Холла

Вспомним формулу угловой скорости: ω = φ / t где ω – угловая скорость, φ – угол поворота, t – время, за которое диск повернулся на этот угол. В нашем случае угол (1 оборот) будет равен 360° или 2π радиан. Всё, что нам остаётся – это подсчитать время, за которое происходит один оборот диска.

В скетче мы будем отлавливать переход сигнала с датчика от HIGH к LOW и вычислять разницу между двумя последовательными переходами.

Временная диаграмма цифрового сигнала с датчика Холла для вращающегося диска

Для определения промежутка времени используем встроенную функцию millis(), которая возвращает количество миллисекунд, прошедших с момента включения платы Arduino.

Загрузим скетч, и начнём вращать наш диск с магнитом. Период оборота и угловая скорость выводятся в окно консоли:

Скорость и период вращения диска выводятся в монитор последовательного порта

Кстати, если на небольшом расстоянии друг за другом на диске разместить два магнита, то можно будет определить не только скорость вращения, но и направление. Естественно, скетч придётся немного усложнить.

Возвращаясь к идее спидометра для велосипеда, нужно вспомнить ещё одну формулу – связь угловой и линейной скоростей: v = ω r

Здесь v – линейная скорость, ω – угловая скорость, r – радиус колеса велосипеда. Теперь несложно дописать наш последний скетч с учётом этой формулы.

4 Значения с аналогового каналадатчика Холла 49E

Теперь разберёмся, что же показывают аналоговые значения с датчика Холла.

Датчик выдаёт напряжение, которое изменяется в зависимости от величины магнитного поля. Вектор индукции магнитного поля измеряется в Гауссах (Гс, GS по-английски). Согласно техническому описанию на детектор Холла, пределы измерения датчика Холла 49E ±1500 Гс с линейным участком от −1200 до +1200 Гс., а чувствительность датчика примерно 2,9 мВ/Гс. Рассмотрим график зависимости напряжения на датчике Холла от величины магнитного поля:

График зависимости напряжения на датчике Холла от величины магнитного поля

Помните наш первый скетч? Показания, снятые с датчика, изменялись в районе 508..525 отчётов (левая шкала ординат на графике). Если перевести их в вольты, то это как раз около нуля шкалы отсчёта датчика, или 2,5 В (правая шкала). Если мы поднесём магнит одним полюсом к датчику Холла, показания будут меняться от нуля в одну сторону, если поднесём другим полюсом – в другую.

Таким образом, по показаниям аналогового канала датчика Холла можно судить о величине магнитного поля и о направлении магнитных силовых линий.

Источник