- Thành phần bắt buộc
- Hiệu ứng Hall là gì?
- Cảm biến hiệu ứng hall
- Sơ đồ mạch
- Kiểm tra máy dò phân cực từ tính
Chúng ta đều biết rằng mọi nam châm đều có hai cực, tức là cực Bắc và cực Nam, cho dù đó là nam châm neodymium, nam châm vòng hay nam châm đĩa. Chúng ta cũng biết rằng các cực trái dấu của một nam châm hút và cùng cực thì đẩy nhau. Nhưng thật khó để nói cái nào là cực nam và cái nào là cực bắc, vì vậy để phát hiện các cực của nam châm, ở đây chúng ta sẽ xây dựng một mạch điện đơn giản.
Trong dự án này, chúng tôi sẽ xây dựng một Máy dò phân cực từ bằng cách sử dụng Cảm biến Hall và đèn LED. Ở đây hai cảm biến Hiệu ứng Hall được sử dụng để phát hiện cực Bắc và cực Nam, và các cảm biến này được kết nối theo hướng ngược lại. Một cảm biến phát hiện Bắc Cực và một cảm biến khác phát hiện Nam Cực. Hai đèn LED được sử dụng để chỉ ra cực Bắc và cực Nam của nam châm.
Thành phần bắt buộc
- A3144 Cảm biến hiệu ứng Hall (2)
- LED (2)
- Bộ điều chỉnh điện áp 7805
- Tụ điện (0,1µf & 10µf)
- Điện trở 10k (2)
- Dây nhảy
- Breadboard
Trước khi tiếp tục, chúng ta sẽ tìm hiểu về Hiệu ứng Hall và cảm biến Hiệu ứng 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 ”.
Cảm biến hiệu ứng hall
Cảm biến Hall Effect là một thiết bị hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) quy mô nhỏ để phát hiện và đo từ trường. Các cảm biến này có thể phát hiện những thay đổi trong từ trường như thông lượng, cường độ và hướng. Khi mật độ từ thông xung quanh cảm biến thay đổi do nam châm, cảm biến sẽ phát hiện ra nó và tạo ra điện áp đầu ra, và do điện áp đầu ra này, đèn LED kết nối với cảm biến nam châm sẽ thay đổi trạng thái của nó từ thấp lên cao. Trong dự án này, chúng tôi đang sử dụng cảm biến Hiệu ứng Hall để phát hiện cực Bắc và cực Nam của một nam châm.
Trước đây, chúng tôi đã có cảm biến Interfaced Hall với Arduino và Raspberry pi và thực hiện một số dự án sử dụng cảm biến Hall như Đồng hồ tốc độ kỹ thuật số, Cảnh báo cửa từ, v.v.
Sơ đồ mạch
Sơ đồ mạch cho máy dò phân cực từ được đưa ra dưới đây. Tại đây hai cảm biến hiệu ứng Hall được sử dụng để phát hiện cực Bắc và cực Nam của nam châm. Hai đèn LED được sử dụng để chỉ ra cực Bắc và cực Nam. Chân dương của cảm biến từ được kết nối với chân OUT của bộ điều chỉnh điện áp 7805, và chân âm của cảm biến từ được kết nối với GND của bộ điều chỉnh 7805. Đèn LED được kết nối với chân OUT của cảm biến từ. Hai điện trở kéo lên được nối giữa chân OUT và chân dương của cảm biến Từ.
Phần cứng của mạch phát hiện cực nam châm trông như thế này:
Kiểm tra máy dò phân cực từ tính
Sau khi kết nối mạch, như trong hình trên, cấp nguồn cho thiết lập bằng pin 9V. Ban đầu, đèn LED sẽ ở trạng thái Cao. Bây giờ đưa một nam châm lại gần các cảm biến Nam châm, nếu bạn đưa cực nam đến gần đèn LED đỏ, nó sẽ tắt như trong hình dưới đây
Và nếu bạn đưa cực Bắc đến gần Đèn LED xanh lục cho biết nó sẽ tắt:
Đây là cách bạn có thể tạo máy dò phân cực từ tính của riêng mình.
Dưới đây là một video làm việc hoàn chỉnh.