Датчик Холла на базе «44E» для Arduino KY-003

Устройство фиксирует наличие постоянного магнитного поля. Модуль датчика холла KY-003 в основном используется в автоматике, электромеханике для определения параметров движения деталей механизмов. KY-003 применяется в системах и приборах бытового, учебного и развлекательного назначения. Хорошо подходит в качестве наглядного пособия для изучения эффекта Холла.

Принципиальные преимущества

Датчик Холла срабатывает при поднесении постоянного магнита. Для работы KY-003 хорошо подходят неодимовые магниты. Благодаря эффективности неодимового сплава достаточно магнита небольшого размера. Датчик реагирует только на один полюс магнита. Определить полюс магнита на который реагирует датчик следует экспериментально. Для определения параметров вращательного движения на колесе закрепляют один или несколько магнитов. При прохождении мимо датчика на его выходе формируется импульс. Чем больше магнитов установлено на вращающемся колесе, тем точнее измерение.

Есть другая схема использования датчика Холла. Установить много магнитов на колесе дорого и сложно. При установке следует соблюдать полярность. Можно использовать всего один. Магнит и модуль датчика Холла закреплены неподвижно друг напротив друга. Между ними находится диск с отверстиями связанный механически с осью двигателя. Диск изготовлен из немагнитной стали экранирующей слабое поле магнита. Благодаря чередованию при движении прорезей и металла на выходе датчика присутствуют импульсы. Эта конструкция аналогична фотопрерывателю, но имеет ряд преимуществ. Магнит в отличии от светодиода неможет погаснуть, а это существенно повышает надежность. Экономиться ток питания, ненужны провода светодиода. Важное преимущество – работа в условиях повышенной влажности. При конденсации влаги на линзе фотоприбора оптопара прекращает работу, а для датчика Холла конденсация совершенно незаметна.

Делают еще проще. Ненужен диск с прорезями и отдельный магнит. Если в редукторе применены металлические шестерни, то намагничивают зубцы шестерни и рядом закрепляют модуль датчика Холла. Но для этого понадобится специальная намагничивающая шестерню установка.

Компоненты

Микросхема 44E 938 имеет 3 вывода, содержит чувствительный к магнитному полю полупроводник, усилитель сигнала и цепи обеспечивающие логический сигнал на выходе.

Светодиод L1 светится при срабатывании датчика.

Плата модуля KY-003 имеет отверстия для крепления.

Существуют также аналоговый и комбинированный датчики Холла.

Характеристики KY-003:

— напряжение питания, В: 5

— Размеры, мм: 32 X 15 X 12

Подключение KY-003:

«S» — цифровой выход

«средний контакт» — +5 В

«-» — общий

Данный модуль возможно приобрести в

наборе с дополнительными датчиками и модулями.

Пример кода (скетч) для Arduino и KY-003

ky003

Нет в наличии

Оставьте отзыв об этом товаре первым!

ОБОРУДОВАНИЕ :: ПЛАТЫ ARDUINO :: Датчики, модули :: Датчик Холла KY-003

fix:

г. Архангельск, ул. Иоанна Кронштадтского, д. 16:

  —  отсутствует

г. Астрахань, ул. Савушкина, д. 46:

  —  отсутствует

г. Волгоград, ул. Рабоче-Крестьянская, д. 14:

  —  мало

г. Воронеж, ул. Фридриха Энгельса, д. 56:

  —  мало

г. Екатеринбург, ул. Героев России, д. 2, ТЦ Свердловск:

  —  отсутствует

г. Екатеринбург, ул. Уральская, д. 3:

  —  отсутствует

г. Иваново, проспект Ленина, д.9:

  —  отсутствует

г. Ижевск, ул. Вадима Сивкова, д.150, ТЦ Европа:

  —  отсутствует

г. Казань, ул. Декабристов, д. 158:

  —  отсутствует

г. Казань, ул. Спартаковская, д. 2, ТК «Караван галерея»:

  —  мало

г. Калининград, ул. Генерала Соммера, дом 9-11:

  —  отсутствует

г. Кемерово, ул. Пролетарская, д.3:

  —  отсутствует

г.

Кострома, ул. Советская, д. 119, пом. 48:

  —  отсутствует

г. Краснодар, ул. Коммунаров, д. 102:

  —  отсутствует

г. Краснодар, ул. Тургенева д 35/1:

  —  отсутствует

г. Красноярск, ул. Вавилова, д.1, стр.39, ТК «Атмосфера», пав. 11:

  —  отсутствует

г. Москва, Багратионовский пр-д, 7, ТЦ «Горбушкин Двор», пав. С2-006а:

  —  достаточно

г. Москва, Варшавское шоссе, вл. 132/2, пав. М-1:

  —  отсутствует

г. Москва, Пятницкое ш., 18, ТК «Митинский радиорынок», пав. 401/402, 1-й этаж:

  —  мало

г. Москва, ул. Генерала Белова, д. 29, ТЦ Фея:

  —  мало

г. Москва, ул. Профсоюзная, 56, ТЦ «Черемушки», пав. 1Г14:

  —  мало

г. Москва, ул. Сущевский вал, д. 5 стр. 12, пав. Л-140:

  —  отсутствует

г. Москва, ул. Сущевский вал, д. 5 стр. 20, ТЦ «Савеловский», пав. К-3:

  —  отсутствует

г. Набережные Челны, Московский проспект, д. 126А, ТК «Кама»:

  —  отсутствует

г. Нижний Новгород, ул. Композитора Касьянова, д. 6 Г, модуль 4, отдел Е1:

  —  отсутствует

г. Нижний Новгород, ул.Советская, д. 12:

  —  отсутствует

г. Новокузнецк, проспект Курако, д. 16:

  —  отсутствует

г. Новосибирск, ул. Крылова 26, ТЦ Москва:

  —  отсутствует

г. Омск, пр-т Карла Маркса. д. 29 А:

  —  отсутствует

г.

Пенза, ул. Володарского 78 (угол с ул. Бакунина, д.62):

  —  отсутствует

г. Пермь, ш. Космонавтов, 10А:

  —  мало

г. Ростов-на-Дону, ул. Серафимовича, д. 50:

  —  мало

г. Рязань, пр-т Первомайский, дом 21/24:

  —  мало

г. Самара, ул. Победы д. 105:

  —  отсутствует

г. Самара, ул. Победы, д. 81 (вход с ул. Средне-Садовая):

  —  отсутствует

г. Санкт-Петербург, Большая Разночинная ул., д.6:

  —  мало

г. Санкт-Петербург, Московский пр., д.193:

  —  мало

г. Санкт-Петербург, пр. Энгельса, д.137, лит А:

  —  отсутствует

г. Санкт-Петербург, ул, Дыбенко, д.20, к.1:

  —  отсутствует

г. Санкт-Петербург, ул. Ильюшина, д. 8:

  —  отсутствует

г. Санкт-Петербург, ул. Марата, д. 22-24:

  —  отсутствует

г. Саратов, ул. Московская, д. 106:

  —  мало

г. Смоленск, ул. Беляева, д. 6:

  —  отсутствует

г. Ставрополь, ул. Лермонтова, д. 193:

  —  отсутствует

г. Тольятти, ул. Революционная, д. 52, ТД ДБ «Орбита», 1 этаж, 111 секция:

  —  отсутствует

г. Тюмень, ул. Герцена, д.95А:

  —  отсутствует

г. Уфа, ул. Комсомольская, д. 15 (вход со стороны ул. Бессонова):

  —  отсутствует

г. Чебоксары, ул.Композиторов Воробьевых, д.20, ТРЦ «Дом Мод», 1-й этаж:

  —  отсутствует

г. Челябинск, проспект Победы, д.162:

  —  отсутствует

г. Челябинск, ул. Цвиллинга, д. 58:

  —  отсутствует

г. Череповец, ул. Металлургов, д.7:

  —  отсутствует

г. Ярославль, ул. Свободы, д .13:

  —  мало

ГО Сочи, г. Адлер, ул. Демократическая 53/А, ТЦ Пассаж:

  —  отсутствует

ОПТОВЫЙ СКЛАД: г. Москва, 2 хорошевский проезд, д. 7, стр.1:

  —  достаточно

Датчик Холла реагирует на наличие или отсутствие магнитного поля (при наличии магнитного поля включается светодиод)

Как использовать датчик Холла с Arduino?

В этом проекте мы узнаем о датчике Холла, о том, как работает интегральная схема на эффекте Холла, о блок-схеме типичной микросхемы на эффекте Холла и о том, как связать датчик Холла с Arduino. Кроме того, я покажу вам, как управлять реле с помощью датчика Холла и Arduino.

Краткое описание

Введение

Если вы помните учебник Arduino WaterFlow Sensor Tutorial , который мы реализовали ранее, основным компонентом датчика расхода воды является интегральная схема на эффекте Холла.

Датчик Холла работает по принципу эффекта Холла. Проще говоря, датчик Холла или ИС обнаруживает движение, положение или изменение напряженности магнитного поля постоянного магнита, электромагнита или любого ферромагнитного материала.

ИС на эффекте Холла представляют собой бесконтактные переключатели с магнитным управлением. Они используются в самых разных приложениях, таких как автомобили, компьютеры, системы управления, системы безопасности и т. д.

Итак, в этом проекте я расскажу об микросхеме на эффекте Холла A11004, о том, как работает этот датчик на эффекте Холла, и, наконец, о том, как с ним взаимодействовать. датчик Холла с Arduino.

Краткая информация о датчике Холла

Как упоминалось ранее, датчик Холла представляет собой магнитный переключатель с бесконтактным триггером. ИС на эффекте Холла, на которой я сосредоточусь в этом проекте, — это A1104 от Allegro Micro Systems. Он доступен в 3-контактных корпусах SIP, а также в корпусах SOT23.

На изображении выше показана микросхема на эффекте Холла A1104, используемая в этом проекте. Он основан на технологии BiCMOS, которая сочетает в себе преимущества технологий Bipolar и CMOS.

Блок-схема датчика Холла

Основными компонентами микросхемы на эффекте Холла A1104 являются: регулятор напряжения, устройство Холла, усилитель слабого сигнала, триггер Шмитта и выходной NMOS-транзистор. На следующем изображении показана блок-схема этой микросхемы на эффекте Холла.

Выводы датчика Холла A1104

Прежде чем перейти к работе микросхемы на эффекте Холла, позвольте мне дать обзор выводов микросхемы Холла A1104. Микросхема на эффекте Холла A1104 имеет три контакта: VCC, GND и OUT.

• VCC (1): Электропитание микросхемы. от 3,8В до 24В.
• GND (2): Земля.
• OUT (3): Выход микросхемы.

На следующем рисунке показаны выводы микросхемы на эффекте Холла A1104.

Работа датчика Холла

Элемент Холла или устройство Холла (иногда называемое активной зоной) представляет собой небольшой лист полупроводника. Это представлено в виде следующего изображения.

Когда на VCC подается постоянное напряжение, через лист полупроводника протекает небольшой, но постоянный ток. При отсутствии магнитного поля напряжение V _HALL , измеренное по ширине элемента Холла (полупроводникового листа), будет примерно равно 0 В.

Если элемент Холла подвергается воздействию магнитного поля таким образом, что магнитный поток магнитного поля перпендикулярен току, протекающему через лист, выходное напряжение В _HALL прямо пропорциональна силе магнитного поля.

Типы датчиков Холла

В зависимости от ориентации и характеристик активной области (элемента Холла) датчики Холла можно разделить на три типа.

• Планарное устройство Холла
• Устройство вертикального зала
• Устройство Холла 3D

В планарных устройствах Холла силовые линии магнитного поля должны проходить перпендикулярно через активную область для оптимальной работы переключателя. Здесь активная область параллельна фирменной лицевой стороне ИС, то есть лицевой стороне, отмеченной номером детали производителя.

Что касается устройства вертикального зала, его чувствительные области могут быть на верхнем, правом или левом боковых краях. Наконец, 3D-устройство Холла может обнаруживать магнитное поле при приближении к магниту с любого направления.

ПРИМЕЧАНИЕ: При работе с датчиком Холла важно помнить, что как напряженность магнитного поля, так и полярность (север или юг) одинаково важны. Датчик Холла будет переключаться только в том случае, если на него воздействует достаточная плотность магнитного потока, а также правильная полярность.

Датчик Холла может быть чувствителен либо к северному, либо к южному полюсу, но не к обоим сразу.

Взаимодействие датчика Холла с Arduino

Теперь, когда мы немного узнали о датчике Холла, позвольте мне рассказать вам о шагах взаимодействия датчика Холла с Arduino.

Как обычно, я реализую две схемы: одна представляет собой базовое руководство по подключению датчика Холла к Arduino, а вторая представляет собой прикладную схему, в которой я буду управлять реле с помощью датчика Холла и Arduino.

Необходимые компоненты

Компоненты, необходимые для обеих этих цепей, указаны ниже.

• Arduino UNO [Купить здесь]
• A1104 ИС на эффекте Холла
• Резистор 10 кОм
• Светодиод
• Резистор 1 кОм
• Релейный модуль 5 В 
• Мини-макет
• Соединительные провода

Руководство по подключению датчика Холла к Arduino

На следующем рисунке показаны необходимые соединения между Arduino UNO и микросхемой на эффекте Холла A1104.

Код

Рабочий

Если вы обратите внимание на принципиальную схему, соединения довольно просты. Контакты VCC и GND микросхемы на эффекте Холла, т. е. контакты 1 и 2 на фирменной лицевой стороне, подключены к +5 В и GND Arduino.

На выводе OUT микросхемы на эффекте Холла установлен ВЫСОКИЙ уровень с помощью резистора 10 кОм.

Всякий раз, когда магнитное поле помещается рядом с ИС на эффекте Холла, выходной сигнал ИС на эффекте Холла становится НИЗКИМ. Это изменение обнаруживается Arduino и, соответственно, активирует светодиод.

Управление реле с помощью Arduino и датчика Холла

Принципиальная схема управления модулем реле 5 В с датчиком Холла и Arduino показана ниже.

Код

Работа

Работа этой схемы очень проста. Всякий раз, когда датчик Холла подвергается воздействию магнитного поля, он переключает реле (согласно коду).

Применение датчика Холла

Датчик Холла используется в самых разных областях, таких как

• Автомобильные системы зажигания
• Тахометры
• Датчики тока
• Контроллеры бесщеточных двигателей постоянного тока
• Системы контроля скорости
• Принтеры
• Клавиатуры
• Переключатели (ключ и кнопка)
• Системы безопасности
• Датчики положения

Адам Мейер | Arduino + различные датчики Холла

Я был близок к тому, чтобы назвать это «Магниты, как они работают?» Но я подумал, что это может больше запутать, чем позабавить. Кроме шуток, датчики Холла довольно крутые, а также довольно простые в использовании, но есть несколько типов, о которых вы, возможно, не знаете, и я подумал, что сейчас самое время представить их, если ваш следующий проект нуждается в измерении. некоторые магнитные силы.

Если вы не знаете, датчик Холла — это устройство, реагирующее на магнитное поле. Наиболее распространенной реакцией является то, что датчик, действующий как цифровой переключатель, «включается» при наличии достаточно сильного магнитного поля. И на самом деле большинство людей, впервые заглянув в них, знают только об этом. Но реальность такова, что существует множество различных типов, от тех, которые выдают аналоговый сигнал в зависимости от силы и полярности магнита, до тех, которые фиксируются при восприятии достаточно сильного поля, но не отключаются, пока не будет столь же сильного магнита. , ощущается противоположное поле.

Все датчики на эффекте Холла рассчитаны на работу с определенной силой магнитного поля (измеряется в Гауссах), которая рассеивается по мере удаления от магнита. Как и звук, он мягче, когда вы находитесь дальше от источника. Единственная причина, по которой это важно, заключается в том, что расстояние, которое магнит должен пройти до одного из этих датчиков, чтобы вызвать его, полностью зависит от силы магнитов. Таким образом, действительно мощный магнит вызовет срабатывание датчика с большего расстояния, чем слабый магнит. Звучит очевидно, я знаю, но эти датчики также имеют максимальный рейтинг Гаусса. Таким образом, слишком сильный магнит, подойдя слишком близко, может испортить их и в конечном итоге сломать. Большинство датчиков продаются в широком диапазоне чувствительности. 3 из этой статьи хорошо работают с бытовыми магнитами, но если вам нужны для работы с очень сильными магнитами, они доступны.

Мы рассмотрим 3 датчика:
OPTEK Technology OH090U — простой датчик Холла
Melexis US1881 — фиксирующий датчик Холла
Allegro A1321 — ратиометрический линейный датчик Холла

OPTEK Technology OH090U

2 можно приобрести на сайте digikey по цене 1,75 доллара США), вероятно, это то, о чем вы думаете, когда думаете о датчике на эффекте Холла, этот парень действует точно так же, как цифровой геркон, когда магнитное поле приближается достаточно близко, он переключается.

В случае OH090U, он переключается на НИЗКИЙ уровень. Таким образом, когда магнитное поле с минимальным значением запуска не обнаружено, выходной контакт OH090U будет равен напряжению источника (от 4,5 В до 24 В), а когда поле с минимальной силой запуска находится в пределах диапазона, выходной контакт будет заземлен. или 0в.

Одна приятная особенность OH090U заключается в том, что он срабатывает по Шмитту. Это означает, что существует промежуток между тем, когда он срабатывает, и срабатывает. Таким образом, если датчик срабатывает при 90 Гс, он не сработает, пока не упадет ниже 65 Гс. Это предотвращает его срабатывание вкл/выкл/вкл/выкл, если магнит находится прямо на пике этой минимальной точки срабатывания.

Подключение

В документации на OH090U сказано, что вам нужен конденсатор между землей и выходным штырьком, однако в моих тестах он отлично работал без него. Это, вероятно, для сглаживания сигнала, и в 95% случаев это будет нормально без конденсатора, но если вы планируете использовать это для автоматических целей или других ситуаций, которые могут нанести вред людям, если это будет чтобы дать осечку, используйте конденсатор, серьезно. Для работы датчика требуется резистор 500–860 Ом между VCC (V+) и выходным контактом.

Melexis US1881

Melexis US1881 (приобретается в компании sparkfun по цене 0,95 долл. США) представляет собой фиксирующий датчик Холла, означающий, что после срабатывания он фиксируется и не разблокируется до тех пор, пока не будет воспринята магнитная сила обратной полярности и силы. Итак, если северный полюс магнита включил его, то южный полюс магнита необходим, чтобы его выключить. Когда US1881 срабатывает, выходное напряжение будет равно напряжению источника (от 3,5 до 24 В), а в незапертом состоянии на выходе будет 0 В/земля.

Я обнаружил, что использование слишком сильного магнита с этим датчиком иногда не фиксировало его или фиксировало до такой степени, что его было трудно разблокировать. Так что держите свои 1-дюймовые редкоземельные магниты подальше от этого.

Подключение

Как и для OH090U выше, документация US1881 рекомендует некоторые конденсаторы от земли до выхода и VCC. Но опять же, я тестировал его без них, и пока у вас есть резистор 10K между VCC и выходом, он будет работать на 95% того, что вам нужно. Насколько я могу судить, конденсаторы нужны только для того, чтобы сгладить выходной сигнал и предотвратить скачки сигнала, но у большинства микроконтроллеров, таких как Arduino, с этим проблем не возникнет. Если вы обнаружите, что датчик срабатывает более одного раза каждый раз, когда он должен, попробуйте поставить конденсаторы, это может быть вашей проблемой.

Allegro A1321

Allegro A1321 (доступен для современных устройств по цене 2,60 доллара США) представляет собой линейный датчик Холла. В отличие от двух других, этот датчик не имеет широкого диапазона рабочего напряжения и ограничен от 4,5 до 5,5 В (предполагая 5 В для статьи). Когда минимальное магнитное поле не обнаружено, этот датчик будет выдавать половину напряжения источника (2,5 В). Когда северная сторона магнита приближается к лицевой стороне датчика, выходное напряжение будет линейно увеличиваться до источника (5 В), а когда южный полюс магнита приближается к лицевой стороне A1321, выходное напряжение линейно падает до земли ( 0В).

Подключение

В отличие от двух других датчиков, для использования A1321 не нужны никакие внешние детали, просто подключите 5 В к контакту 1, заземление к контакту 2, и контакт 3 будет выдавать линейное напряжение, как описано выше.

Видео

В этом видео показано поведение всех вышеперечисленных датчиков.

Расширение этого

Магниты сами по себе очень крутые, но в сочетании с датчиками Холла они могут делать довольно крутые вещи, например левитацию! Вы можете использовать их для подсчета действительности, когда колесо или шестерня вращается, поместив небольшой магнит на конец колеса или шестерни. A1321 можно использовать для определения включения лампы, поместив ее на шнур. Когда лампа включается, создается небольшое магнитное поле, достаточное для восприятия. В моем исследовании кажется, что компании действительно пытаются использовать их в узлах рулевого управления для автомобилей, выступая в качестве высокоточных поворотных энкодеров.