Меню

A3144 датчик холла схема включения

Обзор модуля холла A3144

Автор: Сергей · Опубликовано 21.08.2021 · Обновлено 19.08.2021

В этой статье расскажу о датчике холла (A3144), с помощью которого можно обнаружить магнит. Данный датчик используется для определения скорости, закрытии или открытия дверей и так далее.

Технические параметры

► Датчик: A3144
► Диаметр монтажных отверстий: 3 мм;
► Индикатор состояния выхода;
► Рабочее напряжение 3.3В — 5В;
► Габариты: 32 мм х 14 мм x 14 мм;
► Вес: 3 грамма.

Общие сведенья

Как следует из названия, датчик Холла работает по принципу “эффекта Холла”, который был открыт американским физиком Эдвина Холлом в 1878 году. Согласно которому, при воздействии магнитного поля на проводник, по которому проходит электрический ток, на концах проводника возникает разность напряжений при протекании тока, перпендикулярного полю.

Существует два различных типа датчиков Холла: один — цифровой датчик Холла, а другой — аналоговый датчик Холла. Цифровой датчик Холла может только определить, присутствует ли магнит или нет (0 или 1), но выход аналогового датчика Холла изменяется в зависимости от магнитного поля вокруг магнита, то есть он может определить, насколько силен или как далеко находится магнит.

В статье пойдет речь о датчике холла A3144, который является цифровым (остояния — LOW и HIGH)

Модуль холла оснащен четырьмя выводами, из которых два контакта, аналоговый и цифровой и два контакта для подключения питания. Для считывания аналогово сигнала предусмотрен отдельный вывод «AO», с которого можно считать показания напряжения с 0 В … 3.3 В или 5 В в зависимости от используемого источника питания. Цифровой вывод DO, устанавливается в лог «0» или лог «1», Выходной ток цифрового выхода, способен выдать более 15 мА, что очень упрощает использования модуля и дает возможность использовать его минуя контроллер Arduino и подключая его напрямую ко входу однокональному реле или одному из входов двухконального реле. Принципиальную схему модуля холла A3144, можно посмотреть ниже.

Назначение контактов:
VCC: «+» питание модуля;
GND: «-» питание модуля;
D0: цифровой выход;
A0: аналоговый выход.

Подключение модуля холла A3144 к arduino

Необходимые детали:
► Arduino UNO R3 x 1 шт.
► Модуль холла A3144, LM393, 4 pin x 1 шт.
► Провод DuPont, 2,54 мм, 20 см, F-M (Female — Male) x 1 шт.
► Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт.

Описание:
В примере покажу как подключить модуль холла на A3144 к Arduino UNO, полученные данные будем отправлять в последовательный порт.

Подключение:
Подключение модуля холла A3144 с Arduino UNO не сложное. Сначала необходимо подключить питание, GND к GND и VCC к 5V (так же и работает от 3.3В), затем подключаем вывод D0 к порту A1 (Arduino UNO) и вывод A0 к порты A0 (Arduino UNO). Схема подключения приложена ниже.

Программа:
Теперь запускаем среду разработку Arduino IDE и загружаем скетч в контроллер.

Читайте также:  Датчик температуры воздуха тагаз тагер

Источник

Датчик Холла A3144: Подключение и использование ( Hall sensor)

Датчик Холла — датчик, работающий на эффекте Холла ( возникновение поперечной разности потенциалов при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле). Датчик Холла A3144 — цифровой датчик ( на выходе только 2 состояния — LOW и HIGH ), идентифицирующий наличие магнитного поля, в непосредственной близости от датчика.

Датчик Холла A3144

Основные технические характеристика датчика выглядят следующим образом:

Схема датчика, и его корректное подключение ( подтягивающий резистор на 10 КОм обязателен, без него датчик не генерирует сигнал):

Таким образом, пока датчик не подвержен воздействию внешнего магнитного поля, на выходе присутствует логическая единица HIGH . Если датчик поместить в магнитное поле, происходит открытие транзистора и на выходе ( OUTPUT ) появляется логический ноль LOW . Далее с датчиком необходимо работать как с обычным цифровым элементом, например, кнопкой. Встроенный триггер Шмитта обеспечивает скоротечность переходного состояния.

Датчик можно использовать в статических и динамических системах. В первом случае, там где нужно с заданным промежутком времени мониторить состояние, питание на датчик можно подавать перед самым измерением и отключать его после завершения измерения. Также здесь можно использовать сложные схемы для сбора информации о состоянии

Во втором случае, когда необходимо оперативно отреагировать на появление/исчезновение магнитного поля удобно использовать прерывания микроконтролера.

Источник

Датчик Холла

Что такое датчик Холла

Датчики Холла представляют из себя твердотельные радиоэлементы, которые становятся все более популярными в радиолюбительской среде и разработке радиоэлектронных устройств. Они применяются в датчиках измерения положения, скорости или направленного движения. Они все чаще заменяют собой путевые выключатели и герконы. Так как такие датчики являются абсолютно герметичными и представляют из себя простой радиоэлемент, то они не боятся вибрации, пыли и влаги. То есть по сути датчик Холла простыми словами — это радиоэлемент, который реагирует на внешнее магнитное поле.

Эффект Холла

Дело было еще в 19-ом веке. Американский физик Эдвин Холл обнаружил очень странный эффект. Он взял пластинку золота и стал пропускать через неё постоянный ток. На рисунке эту пластинку я пометил гранями ABCD.

Он пропускал постоянный ток через грани D и B. Потом поднес перпендикулярно пластинке постоянный магнит и обнаружил напряжение на гранях А и C! Этот эффект и был назван в честь этого великого ученого. Основной физический принцип данного эффекта был основан на силе Лоренца. Поэтому радиоэлементы, основанные на эффекте Холла, стали называть датчиками Холла.

Но здесь один маленький нюанс. Дело в том, что напряжение Холла даже при самой большой напряженности магнитного поля будет какие-то микровольты. Согласитесь, это очень мало. Поэтому, помимо самой пластинки в датчик Холла устанавливают усилители постоянного тока, логические схемы переключения, регулятор напряжения а также триггер Шмитта. В самом простом переключающем датчике Холла все это выглядит примерно вот так:

Читайте также:  Датчик температуры видеокарты ноутбука

Supply Voltage — напряжение питания датчика

Voltage Regulator — регулятор напряжения

Hall Sensor — собственно сама пластинка Холла

Output transisitor Switch — выходной переключающий транзистор (транзисторный ключ)

Линейные (аналоговые) датчики Холла

В линейных датчиках напряжение Холла (напряжение на гранях А и С) будет зависеть от напряженности магнитного поля. Или простыми словами, чем ближе мы поднесем магнит к датчику, тем больше будет напряжение Холла. Это и есть прямолинейная зависимость.

В линейных датчиках Холла выходное напряжение берется сразу с операционного усилителя. То есть в линейных датчиках вы не увидите триггер Шмитта, а также выходного переключающего транзистора. То есть все это будет выглядеть примерно вот так:

О чего же зависит напряжение на гранях А и С? В основном от магнитного поля, создаваемым либо постоянным магнитом, либо электромагнитом; толщиной пластинки, а также силой тока, протекающего через саму пластинку.

Теоретически, если подавать ну очень сильный магнитный поток на датчик Холла, то напряжение Холла будет бесконечно большим? Как бы не так). Выходное напряжение будет лимитировано напряжением питания. То есть график будет выглядеть примерно вот так:

Как вы видите, до какого-то момента у нас идет линейная зависимость выходного напряжения датчика от плотности магнитного потока. Дальнейшее увеличение магнитного потока бесполезно, так как оно достигло напряжения насыщения, которое ограничено напряжением питанием самого датчика Холла.

Благодаря этим параметрам с помощью датчика Холла были построены приборы, позволяющие замерять силу тока в проводнике, не касаясь самого провода, например, токовые клещи.

Существуют также приборы, с помощью которых можно замерять напряженность магнитного поля. Датчики Холла, используемые в этих приборах, называют линейными, так как напряжение на датчике Холла прямо пропорционально плотности магнитного потока.

Линейные датчики, как я уже сказал, могут быть использованы в токовых клещах. Они позволяют измерять силу тока, начиная от 250 мА и до нескольких тысяч Ампер. Самым большим преимуществом в таких токовых клещах является отсутствие механического контакта с измеряемой цепью. Иными словами, токовые измерители на эффекте Холла намного безопаснее, чем измерители на основе шунта и амперметра, особенно при большой силе тока в цепи, которую нередко можно встретить в промышленных установках.

Цифровые датчики Холла

Как только наступила эра цифровой элек троники, в один корпус вместе с датчиком Холла стали помещать различные логические элементы. Самый простой датчик Холла на триггере Шмитта мы уже рассмотрели выше и он выглядит вот так:

По сути такой датчик имеет только два состояние на выходе. Либо сигнал есть (логическая единица), либо его нет (логический ноль). Гистерезис на триггере Шмитта просто устраняет частые переключения, поэтому в цифровых датчиках Холла он используется всегда.

В результате промышленность стала выпускать датчики Холла для цифровой электроники. В основном такие датчики делятся на три вида:

Читайте также:  Датчик движения освещение задержка

Униполярные

Реагируют только на один магнитный полюс. На противоположный магнитный полюс не обращают никакого внимания. К примеру, подносим южный полюс магнита и датчик сработает. На северный магнитный полюс он реагировать не будет.

Биполярные

Подносим магнит одним полюсом — датчик сработает и будет продолжать работать даже тогда, когда мы уберем магнит от датчика. Для того, чтобы его выключить, нам надо подать на него другую полярность магнита.

Как проверить датчик Холла

Давайте рассмотрим работу цифрового биполярного датчика Холла марки SS41. Выглядит наш подопечный вот так:

Судя по даташиту, на первую ножку подаем плюс питания, на вторую — минус, а с третьей ножки уже снимаем сигнал логической единицы или нуля.

Для этого соберем простейшую схему: светодиод на 3 Вольта, токоограничительный резистор на 1КилоОм и сам датчик Холла.

Теперь цепляемся к нашей схеме от блока питания, выставив на нем 5 Вольт. Минус на средний вывод, а плюс питания — на первый.

У меня под рукой оказался вот такой магнитик:

Чтобы не перепутать полюса, я пометил красным бумажным ценником один из полюсов магнита. Какой именно — я не знаю, так как не имею компаса, с помощью которого можно было бы узнать, где северный полюс, а где южный.

Как только я поднес магнит «красным» полюсом к датчику холла, то у меня светодиод сразу потух.

Переворачиваю магнит другим полюсом, подношу его к датчику Холла и вуаля!

Если магнит не переворачивать, то есть не менять полюса, то светодиод также останется потухшим, потому что датчик биполярный.

Как вы видите на видео, мы с помощью магнита управляем датчиком Холла. Датчик Холла выдает нам два состояния сигнала: сигнал есть — единичка, сигнала нет — ноль. То есть светодиод горит — единичка, светодиод потух — ноль.

Применение датчиков Холла

В настоящее время область применения датчиков Холла очень обширна и с каждым годом становится все шире и шире. Вот основные применения:

Применение линейных датчиков

  • датчики тока
  • тахометры
  • датчики вибрации
  • детекторы ферромагнетиков
  • датчики угла поворота
  • бесконтактные потенциометры
  • бесколлекторные двигатели постоянного тока
  • датчики расхода
  • датчики положения

Применение цифровых датчиков

  • датчики частоты вращения
  • устройства синхронизации
  • датчики систем зажигания автомобилей
  • датчики положения
  • счетчики импульсов
  • датчики положения клапанов
  • блокировка дверей
  • измерители расхода
  • бесконтактные реле
  • детекторы приближения
  • датчики бумаги (в принтерах)

Заключение

Чем же так хороши датчики Холла? Если соблюдать нормальные рабочие значения напряжения и тока, то теоретически датчика хватит на бесконечное число включений-выключений. Они не имеют электромеханического контакта, который бы изнашивался, в отличие от геркона и электромагнитного реле. В настоящее время они уже почти полностью заменили герконы.

Приобрести датчик эффектов Холла тут.

Источник

Adblock
detector