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[经验] 【Arduino】108种传感器系列实验(12)---霍尔磁力传感器模块

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  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-2 05:34
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2019-6-5 18:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 eagler8 于 2019-8-24 22:09 编辑

    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
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    [LV.8]以坛为家I

     楼主| 发表于 2019-6-5 18:33 | 显示全部楼层
    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。


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     楼主| 发表于 2019-6-5 18:45 | 显示全部楼层
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    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。

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     楼主| 发表于 2019-6-5 18:52 | 显示全部楼层
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     楼主| 发表于 2019-6-5 19:00 | 显示全部楼层
    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。


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     楼主| 发表于 2019-6-5 19:08 | 显示全部楼层
    一些应用电路


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     楼主| 发表于 2019-6-5 19:21 | 显示全部楼层
    本帖最后由 eagler8 于 2019-6-27 20:48 编辑

    模块电原理图


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     楼主| 发表于 2019-6-5 19:41 | 显示全部楼层
    本帖最后由 eagler8 于 2019-6-27 20:49 编辑

    主要芯片:LM393、3144霍尔传感器磁感应探头
    工作电压:直流5伏
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     楼主| 发表于 2019-6-6 12:21 | 显示全部楼层
    本帖最后由 eagler8 于 2019-6-27 20:49 编辑

    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
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     楼主| 发表于 2019-6-6 12:26 | 显示全部楼层
    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
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