Cảm biến hiệu ứng hội trường giao diện với arduino

Cảm biến luôn là một thành phần quan trọng trong bất kỳ dự án nào. Đây là những dữ liệu chuyển đổi dữ liệu môi trường theo thời gian thực thành dữ liệu số / biến để có thể xử lý bằng điện tử. Có nhiều loại cảm biến khác nhau có sẵn trên thị trường và bạn có thể chọn một loại dựa trên yêu cầu của mình. Trong dự án này, chúng ta sẽ học cách sử dụng cảm biến Hall hay còn gọi là cảm biến hiệu ứng Hall với Arduino. Cảm biến này có khả năng phát hiện một nam châm và cũng là cực của nam châm.

Tại sao phát hiện một nam châm ?, bạn có thể hỏi. Có rất nhiều ứng dụng thực tế sử dụng cảm biến Hall Effect và chúng ta có thể chưa bao giờ nhận thấy chúng. Một ứng dụng phổ biến của cảm biến này là đo tốc độ trong xe đạp hoặc bất kỳ máy quay nào. Cảm biến này cũng được sử dụng trong động cơ BLDC để cảm nhận vị trí của Nam châm Rotor và kích hoạt các cuộn dây Stator tương ứng. Các ứng dụng là vô tận, vì vậy chúng ta hãy tìm hiểu cách Arduino cảm biến hiệu ứng Interface Hall để thêm một công cụ khác vào kho vũ khí của chúng ta. Dưới đây là một số dự án với cảm biến Hall:

• Tự làm đồng hồ tốc độ bằng Arduino và Ứng dụng Android đang xử lý
• Máy đo tốc độ kỹ thuật số và mạch đo tốc độ sử dụng vi điều khiển PIC
• Thực tế ảo sử dụng Arduino và Xử lý
• Đo cường độ từ trường bằng Arduino

Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ sử dụng chức năng ngắt của Arduino để phát hiện nam châm gần cảm biến Hall và phát sáng đèn LED. Hầu hết cảm biến Hall sẽ chỉ được sử dụng với Ngắt vì các ứng dụng của chúng đòi hỏi tốc độ đọc và thực thi cao, do đó chúng ta cũng hãy sử dụng ngắt trong hướng dẫn của mình.

Vật liệu thiết yếu:

1. Cảm biến hiệu ứng Hall (bất kỳ màn hình kỹ thuật số nào)
2. Arduino (Mọi phiên bản)
3. Điện trở 10k ohm và 1K ohm
4. Đèn LED
5. Kết nối dây

Cảm biến hiệu ứng Hall:

Trước khi chúng ta đi sâu vào các kết nối, có một số điều quan trọng mà bạn nên biết về cảm biến Hiệu ứng Hall. Trên thực tế, có hai loại cảm biến Hall khác nhau, một là cảm biến Digital Hall và loại còn lại là cảm biến Analog Hall. Cảm biến Hall kỹ thuật số chỉ có thể phát hiện xem có nam châm hay không (0 hoặc 1) nhưng đầu ra của cảm biến Hall analog thay đổi dựa trên từ trường xung quanh nam châm mà nó có thể phát hiện nam châm mạnh đến mức nào hoặc bao xa. Trong dự án này sẽ chỉ nhắm đến các cảm biến Hall kỹ thuật số vì chúng là những cảm biến được sử dụng phổ biến nhất.

Như tên cho thấy, cảm biến Hiệu ứng Hall hoạt động với nguyên tắc “Hiệu ứng Hall”. Theo định luật này “khi một vật dẫn hoặc chất bán dẫn có dòng điện chạy theo một hướng được đưa vào vuông góc với từ trường, một điện áp có thể được đo ở góc vuông với đường đi của dòng điện”. Sử dụng kỹ thuật này, cảm biến hội trường sẽ có thể phát hiện ra sự hiện diện của nam châm xung quanh nó. Lý thuyết đủ rồi hãy đi vào phần cứng.

Sơ đồ mạch và giải thích:

Sơ đồ mạch hoàn chỉnh để giao tiếp cảm biến Hall với Arduino có thể được tìm thấy bên dưới.

Như bạn thấy, sơ đồ mạch arduino cảm biến hiệu ứng hội trường khá đơn giản. Tuy nhiên, nơi chúng tôi thường mắc lỗi là tìm ra số pin của cảm biến hội trường. Đặt các giá trị đọc đối diện với bạn và chốt đầu tiên ở bên trái của bạn là Vcc và sau đó là Ground và Signal tương ứng.

Chúng ta sẽ sử dụng Ngắt như đã nói trước đó, do đó chân đầu ra của cảm biến Hall được kết nối với Chân 2 của Arduino. Pin được kết nối với đèn LED sẽ BẬT khi phát hiện thấy nam châm. Tôi chỉ đơn giản là tạo các kết nối trên breadboard và nó trông giống như sau khi hoàn thành.

Cảm biến hiệu ứng Hall Mã Arduino:

Các đang Arduino hoàn toàn chỉ là vài dòng và nó có thể được tìm thấy ở dưới cùng của trang này có thể được tải trực tiếp lên Ban Arduino của bạn. Nếu bạn muốn biết chương trình hoạt động như thế nào, hãy đọc thêm.

Chúng ta có một đầu vào là cảm biến và một đầu ra là đèn LED. Cảm biến phải được kết nối như một đầu vào ngắt. Vì vậy, bên trong chức năng thiết lập của chúng tôi, chúng tôi khởi tạo các chân này và cũng làm cho Chân 2 hoạt động như một ngắt. Ở đây chân 2 được gọi là Hall_sensor và chân 3 được gọi là LED .

void setup () {pinMode (LED, OUTPUT); // LED là một pinMode đầu ra pin (Hall_sensor, INPUT_PULLUP); // Cảm biến Hall là chân đầu vào mountInterrupt (digitalPinToInterrupt (Hall_sensor), toggle, CHANGE); // Chân hai là chân ngắt sẽ gọi hàm chuyển đổi}

Khi có một ngắt được phát hiện, chức năng bật tắt sẽ được gọi như đã đề cập ở dòng trên. Có nhiều tham số ngắt như Toggle , Change, Rise, Fall, v.v. nhưng trong hướng dẫn này, chúng tôi phát hiện ra sự thay đổi đầu ra từ cảm biến Hall.

Bây giờ bên trong hàm bật tắt , chúng ta sử dụng một biến gọi là " trạng thái " sẽ chỉ thay đổi trạng thái của nó thành 0 nếu đã là 1 và thành 1 nếu đã bằng 0. Bằng cách này, chúng ta có thể làm cho đèn LED BẬT hoặc TẮT.

void toggle () {state =! state; }

Cuối cùng bên trong chức năng vòng lặp của chúng ta, chúng ta chỉ cần điều khiển đèn LED. Trạng thái biến đổi sẽ được thay đổi mỗi khi một nam châm được phát hiện, do đó chúng tôi sử dụng nó để xác định xem đèn LED nên bật hay tắt.

void loop () {digitalWrite (LED, bang); }

Cảm biến hiệu ứng Arduino Hall Hoạt động:

Khi bạn đã sẵn sàng với Phần cứng và Mã của mình, chỉ cần tải Mã lên Arduino. Tôi đã sử dụng pin 9V để cấp nguồn cho toàn bộ thiết lập, bạn có thể sử dụng bất kỳ nguồn điện nào thích hợp hơn. Bây giờ hãy đưa nam châm đến gần cảm biến và đèn LED của bạn sẽ phát sáng và nếu bạn đưa nam châm ra xa, nó sẽ tắt.

Lưu ý: Cảm biến Hall là cực nhạy, có nghĩa là một bên của cảm biến có thể chỉ phát hiện Bắc Cực hoặc chỉ Nam Cực chứ không phải cả hai. Vì vậy, nếu bạn đưa cực nam đến gần bề mặt cảm biến phía bắc thì đèn LED của bạn sẽ không phát sáng.

Điều thực sự xảy ra bên trong là, khi chúng ta đưa nam châm lại gần cảm biến, cảm biến sẽ thay đổi trạng thái của nó. Sự thay đổi này được cảm nhận bởi chân ngắt sẽ gọi chức năng bật tắt bên trong mà chúng ta thay đổi “trạng thái” biến từ 0 thành 1. Do đó đèn LED sẽ bật. Bây giờ, khi chúng ta di chuyển nam châm ra khỏi cảm biến, một lần nữa đầu ra của cảm biến sẽ thay đổi. Sự thay đổi này lại được nhận thấy bởi câu lệnh ngắt của chúng tôi và do đó biến “trạng thái” sẽ được thay đổi từ 1 thành 0. Do đó, đèn LED nếu bị Tắt. Điều tương tự lặp lại mỗi khi bạn đưa nam châm lại gần cảm biến.

Các đoạn video làm việc hoàn thành của dự án có thể được tìm thấy dưới đây. Hy vọng bạn hiểu dự án và thích xây dựng một cái gì đó mới. Nếu khác, vui lòng sử dụng phần bình luận bên dưới hoặc diễn đàn để được giúp đỡ.