Cách sử dụng cảm biến Hall với vi điều khiển avr atmega16

Cảm biến Hall hoạt động dựa trên nguyên lý của Hiệu ứng Hall do Edwin Hall đề xuất vào năm 1869. Tuyên bố được đề xuất cho biết, “Hiệu ứng Hall là sự tạo ra sự chênh lệch điện áp (điện áp Hall) trên một dây dẫn điện, chuyển qua dòng điện trong dây dẫn và đặt một từ trường vuông góc với dòng điện. "

Vì vậy, những gì có thể là dạng đơn giản nhất của câu lệnh để hiểu nó một cách tốt hơn? Trong hướng dẫn này, nó sẽ được giải thích từng bước với ví dụ thực tế. Ở đây cảm biến Hall sẽ được giao tiếp với vi điều khiển Atmega16 và một đèn LED sẽ được sử dụng để hiển thị hiệu ứng khi nam châm sẽ được đưa đến gần Cảm biến Hall.

Hiệu ứng Hall là gì?

Hiệu ứng Hall liên quan đến điện tích chuyển động trong từ trường. Để hiểu một cách thực tế, hãy kết nối pin với dây dẫn như trong hình (a) bên dưới. Dòng điện (i) sẽ bắt đầu chạy qua dây dẫn từ dương sang âm của pin.

Dòng electron (e ^-) sẽ ngược chiều dòng điện tức là từ cực âm của pin qua dây dẫn đến cực dương của pin. Tại thời điểm này khi chúng ta đo hiệu điện thế giữa dây dẫn như trong Hình (b) bên dưới, thì điện áp sẽ bằng không tức là hiệu điện thế sẽ bằng không.

Bây giờ mang nam châm và tạo ra từ trường giữa dây dẫn như Hình (c) dưới đây.

Ở điều kiện này khi điện áp được đo trên dây dẫn thì sẽ có một số điện áp phát triển. Điện áp phát triển này được gọi là “Điện áp Hall ” và hiện tượng này được gọi là “ Hiệu ứng Hall ”.

Chúng tôi đã sử dụng cảm biến Hall với nhiều bộ vi điều khiển để xây dựng các ứng dụng thú vị như đồng hồ tốc độ, báo động cửa, thực tế ảo, v.v., bạn có thể tìm thấy tất cả các liên kết bên dưới:

Mạch báo động cửa từ sử dụng cảm biến Hall
Tự làm đồng hồ tốc độ bằng Arduino và ứng dụng Xử lý Android
Thực tế ảo sử dụng Arduino và Xử lý
Máy đo tốc độ kỹ thuật số và mạch đo tốc độ sử dụng vi điều khiển PIC

Thành phần bắt buộc

IC cảm biến hội trường A3144
IC vi điều khiển Atmega16
Bộ dao động tinh thể 16Mhz
Hai tụ điện 100nF
Hai tụ điện 22pF
Nút ấn
Dây nhảy
Breadboard
USBASP v2.0
Led (Bất kỳ màu nào)

Sơ đồ mạch

Lập trình Atmega16 cho Cảm biến Hall

Ở đây, Atmega16 được lập trình bằng USBASP và Atmel Studio7.0. Nếu bạn không biết cách Atmega16 có thể được lập trình bằng USBASP thì hãy truy cập liên kết. Chương trình hoàn chỉnh được đưa ra ở cuối dự án, chỉ cần tải lên chương trình trong Atmega16 bằng lập trình JTAG và Atmel Studio 7.0 như đã giải thích trong hướng dẫn trước.

Lập trình Atmega16 sẽ dễ dàng và chỉ sử dụng hai chân PORT. Một chân PORT sẽ được sử dụng để lấy kết quả đọc từ cảm biến Hall. Chân PORT khác sẽ được sử dụng kết nối một đèn LED. Thứ nhất, bao gồm tất cả các thư viện cần thiết trong chương trình.

Xác định chân đầu vào để đọc cảm biến Hall.

#define hallIn PA0

Ở đây, cảm biến hội trường được kết nối tại PORTA0 của Atmega16 và nó được khởi động để đọc trạng thái.

DDRA = 0xFE; PINA = 0x01;

Nếu nam châm ở gần cảm biến thì hãy bật đèn LED hoặc Tắt đèn LED. Việc phát hiện dựa trên sự thay đổi trạng thái của chân PORT.

if (bit_is_clear (PINA, hallIn)) { PORTA = 0b00000010; } else { PORTA = 0b00000000; }

Các ứng dụng của Cảm biến Hall

Cảm biến Hall được sử dụng rộng rãi ở bất cứ nơi nào có nhu cầu đo cường độ từ trường hoặc phát hiện cực của nam châm. Ngoài ra, có rất nhiều ứng dụng có thể được tìm thấy nói chung. Một số Ứng dụng được liệt kê bên dưới:

Như cảm biến tiệm cận trong điện thoại di động
Cơ chế sang số trong xe ô tô
Cảm biến hiệu ứng Rotary Hall
Kiểm tra vật liệu như ống và ống
Phát hiện tốc độ quay

Để biết thêm về cảm biến Hall, Vui lòng khám phá các hướng dẫn trước đây của chúng tôi dựa trên Cảm biến Hall.