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【雕爷学编程】Arduino动手做(12)---霍尔磁力传感器模块
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【雕爷学编程】Arduino动手做(12)---霍尔磁力传感器模块
雕爷学编程
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发布时间: 2020-02-25
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37款传感器与执行器的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手尝试系列实验,不管成功(程序走通)与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题,希望能够抛砖引玉。 #### 【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真) #### 实验十二:线性霍尔磁力传感器模块 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/7ebeef152d281cf54de0be8e34f20234.jpg) 霍尔效应 所谓霍尔效应,是电磁效应的一种,指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔(E.H.Hall,1855—1938)发现的。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。霍尔效应使用左手定则判断。 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/e9191052503bd295f0c02335a7f53ad7.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/5e45d077036a9c3188348a726794b021.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/22e07be8a537548e6530cbe5d6a31a51.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/0499476a01125dfa7461bedb22e77abf.jpg) 霍尔元件工作原理 利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为: UH=RHIB/d (1) RH=1/nq(金属) (2) 式中RH—霍尔系数;n—单位体积内载流子或自由电子的个数;q—电子电量;I—通过的电流;B—垂直于I的磁感应强度;d—导体的厚度。 对于半导体和铁磁金属,霍尔系数表达式和式(2)不同,此处从略。由于通电导线周围存在磁场,其大小和导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。 若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。 利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/4b02d74b88558c6d5efdfb6a9679e883.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/75ad7fa919a32443c0ba68f512644986.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/925a06ecb62ba8552847c06c43d35a38.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/ff6345e5a28f00bf4f56cb8699e87781.jpg) 霍尔效应的应用 霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。如今的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/4767ffaf7b858a9b51ffafbe56d91257.jpg) 一些应用电路 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/4707c73687f6dbb8e4e502abdf72426c.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/61c3d617b447a73cb757246ed6d9f6e6.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/34ddc81dbde8ce9e17e51d709a9afc60.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/d1a3abe44d98128925592133c0640e16.jpg) 线性霍尔磁力传感器模块 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/318922da37183af49ffa93914a7cf07f.jpg) 模块电原理图 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/7f53a8dbd59da9a71d07535295f849c9.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/74ddfbdad42c35aa895d413aa6b540ae.jpg) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/0e59bb5f8ea004b8cb46b83193658ca1.jpg) 主要芯片:LM393、3144霍尔传感器磁感应探头 工作电压:直流5伏 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/81b70e63761512d551f215d48ae44be7.jpg) 模块接口说明 1、GND 接电源负极(标注为-) 2、VCC 接电源正极 3.3-5V 3、DO TTL 开关信号输出(标注为S) 4、一般不使用AO脚 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/d6314047f9639e6b7281a4b9cd8655c2.jpg) 模块特点: 1、具有信号输出指示 2、带安装孔,方便固定安装 3、输出有效信号为低电平 4、灵敏度可调(精调) 5、磁场感应检测灵敏度比较高 6、电路板输出开关量,可以直接接单片机的IO口 7、可用于电机测速、位置检测等场合 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/0a5bbd30ba5e99452eedd108a56ca5ac.jpg) 线性霍尔磁力模块和数字13接口自带LED 搭建简单电路,制作磁场提示灯 利用数字13 接口自带的LED,将线性霍尔磁力传感器接入数字3接口,当线性霍尔传感器感测到有磁场触发信号时,模块指示灯和UNO板载LED 均亮(并延时0.5秒),反之则灭。 ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/86716263eaad376a9c6c00e959c16f00.jpg) 实验开源代码 ```c /@@* 【Arduino】37种传感器模块系列实验(12) ---线性霍尔磁力传感器模块 */ void setup() { pinMode(3,INPUT); pinMode(13,OUTPUT); } void loop() { if (digitalRead(3)) { digitalWrite(13,LOW); } else { digitalWrite(13,HIGH); delay(500); } } ``` 实验开源图形编程(Mind+) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/86a26b072e9685ec9f23baa790de21c7.jpg) 实验仿真编程(linkboy3.6) ![](https://cf02.ickimg.com/bbsimages/202002/853d32a1ea616f487eba9a81f4727a5f.jpg)
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