【Arduino】108种传感器系列实验（12）---霍尔磁力传感器模块

eagler8

37款传感器与模块的提法，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37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块，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，这里准备逐一动手试试做实验，不管成功与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题，希望能够抛砖引玉。


【Arduino】108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

eagler8

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。

eagler8

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。

eagler8

eagler8

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。

eagler8

一些应用电路

eagler8

模块电原理图

eagler8

主要芯片：LM393、3144霍尔传感器磁感应探头
工作电压：直流5伏

eagler8

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

eagler8

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