怎樣使用霍爾效應(yīng)傳感器和Arduino控制繼電器

簡介

如果您還記得我們之前實(shí)施的 Arduino WaterFlow傳感器教程，水流傳感器的主要組件是霍爾效應(yīng)IC 。

霍爾效應(yīng)傳感器的工作原理是霍爾效應(yīng)。簡單來說，霍爾效應(yīng)傳感器或IC可檢測永磁體，電磁體或任何鐵磁材料的磁場強(qiáng)度的運(yùn)動，位置或變化。

霍爾效應(yīng)IC是非接觸式磁激活開關(guān)。它們廣泛應(yīng)用于汽車，計(jì)算機(jī)，控制系統(tǒng)，安全系統(tǒng)等領(lǐng)域。

所以在這個項(xiàng)目中，我將討論霍爾效應(yīng)IC A11004，霍爾效應(yīng)傳感器如何工作以及如何將霍爾效應(yīng)傳感器與Arduino接口。

關(guān)于霍爾效應(yīng)傳感器的簡要說明

如前所述，霍爾效應(yīng)傳感器是一種帶有非接觸式觸發(fā)的磁激活開關(guān)。我將在該項(xiàng)目中關(guān)注的霍爾效應(yīng)IC是Allegro Micro Systems的A1104。它采用3引腳SIP和SOT23封裝。

上圖顯示使用的A1104霍爾效應(yīng)IC在這個項(xiàng)目中。它基于BiCMOS技術(shù)，結(jié)合了雙極和CMOS技術(shù)的優(yōu)勢。

霍爾效應(yīng)傳感器的框圖

A1104霍爾效應(yīng)IC的主要組件包括：穩(wěn)壓器，霍爾器件，小信號放大器，施密特觸發(fā)器和輸出NMOS晶體管。下圖顯示了此霍爾效應(yīng)IC的框圖。

A1104霍爾效應(yīng)傳感器的引腳

在看看霍爾效應(yīng)IC的工作原理之前，讓我先概述一下A1104霍爾效應(yīng)IC的引腳。 A1104霍爾效應(yīng)IC有三個引腳：VCC，GND和OUT。

VCC （1）：IC的電源。 3.8V至24V。

GND （2）：接地。

OUT （3）：IC的輸出。

下圖顯示了A1104霍爾效應(yīng)IC的引腳。

霍爾效應(yīng)傳感器的工作

霍爾元件或霍爾器件（有時稱為有源區(qū)）是一種小型半導(dǎo)體片。這表示為下圖。

當(dāng)在VCC給出恒定電壓時，一些小但恒定的電流流動通過半導(dǎo)體板。當(dāng)沒有磁場時，在霍爾元件（半導(dǎo)體片）的寬度上測量的電壓V HALL 將近似等于0V。

如果霍爾元件受到磁場的影響，磁場的磁通量垂直于流過板的電流，輸出電壓V HALL 與磁場強(qiáng)度成正比。

霍爾器件的類型

根據(jù)有源區(qū)（霍爾元件）的方向和特性，霍爾效應(yīng)傳感器可以分為三種類型。

平面霍爾器件

垂直霍爾器件

3D霍爾器件

在平面霍爾器件中，磁場的磁通線必須垂直穿過有源區(qū)域才能達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)開關(guān)。此處，活動區(qū)域與IC的標(biāo)記面平行，即標(biāo)有制造商部件號的面。

進(jìn)入垂直霍爾器件，其敏感區(qū)域可位于頂部邊緣，右側(cè)邊緣或左側(cè)邊緣。最后，當(dāng)從任何方向接近磁體時，3D霍爾器件可以檢測到磁場。

注意：要記住關(guān)于霍爾效應(yīng)傳感器的操作是磁場強(qiáng)度和極性（北極或南極）同樣重要?；魻栃?yīng)傳感器只有在經(jīng)受足夠的磁通密度和正確的極性時才會切換。

霍爾效應(yīng)傳感器對北極或南極都很敏感，但是不是兩者。

使用Arduino連接霍爾效應(yīng)傳感器

現(xiàn)在我們已經(jīng)看到了關(guān)于霍爾效應(yīng)傳感器的一點(diǎn)點(diǎn)，讓我?guī)私饣魻栃?yīng)傳感器與Arduino接口的步驟。

像往常一樣，我將實(shí)現(xiàn)兩個電路：一個是帶有Arduino的霍爾效應(yīng)傳感器的基本連接導(dǎo)向器，第二個是應(yīng)用電路，我將借助霍爾效應(yīng)傳感器和Arduino控制繼電器。

所需組件

這兩個電路所需的組件如下所述。

Arduino UNO ［在此處購買］

A1104霍爾效應(yīng)IC

10KΩ電阻［在此處購買］

LED ［購買］

1KΩ電阻［在此處購買］

5V繼電器模塊［在此處購買］

迷你面包板［在此處購買］

連接線［在此處購買］

帶Arduino霍爾效應(yīng)傳感器的連接指南

下圖顯示Arduino UNO和A1104霍爾效應(yīng)IC之間的必要連接。

代碼

工作

如果您發(fā)現(xiàn)電路圖，連接非常簡單。霍爾效應(yīng)IC的VCC和GND引腳，即品牌面上的引腳1和2連接到Arduino的+ 5V和GND。

霍爾效應(yīng)的OUT引腳使用10KΩ電阻將IC拉高。

每當(dāng)霍爾效應(yīng)IC附近放置磁場時，霍爾效應(yīng)IC的輸出變?yōu)榈碗娖健?Arduino檢測到此更改，因此它會激活LED。

使用Arduino和霍爾效應(yīng)傳感器控制繼電器

使用霍爾效應(yīng)傳感器和Arduino控制5V繼電器模塊的電路圖如下所示。

代碼

工作

此電路的工作非常簡單。每當(dāng)霍爾效應(yīng)傳感器受到磁場作用時，它就會切換繼電器（根據(jù)代碼）。

霍爾效應(yīng)傳感器的應(yīng)用

霍爾效應(yīng)傳感器廣泛應(yīng)用于

汽車點(diǎn)火系統(tǒng)

轉(zhuǎn)速計(jì)

電流傳感器

無刷直流電機(jī)控制器

速度控制系統(tǒng)

打印機(jī)

鍵盤

開關(guān)（按鍵和按鈕）

安全系統(tǒng)

位置檢測器