37款傳感器與模塊的提法,在網(wǎng)絡上廣泛流傳,其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和模塊,依照實踐出真知(一定要動手做)的理念,以學習和交流為目的,這里準備逐一動手試試做實驗,不管成功與否,都會記錄下來---小小的進步或是搞不定的問題,希望能夠拋磚引玉。
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗(資料+代碼+圖形+仿真)
實驗四十四:類比霍爾磁性傳感器 KY-035(模擬量)
霍爾傳感器(英文名稱 hall sensor)
是根據(jù)霍爾效應制作的一種磁場傳感器?;魻栃谴烹娦囊环N,這一現(xiàn)象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導電機構時發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導體、導電流體等也有這種效應,而半導體的霍爾效應比金屬強得多,利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件,廣泛地應用于工業(yè)自動化技術、檢測技術及信息處理等方面?;魻栃茄芯堪雽w材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
磁場
是一種看不見、摸不著的特殊物質,磁場不是由原子或分子組成的,但磁場是客觀存在的。磁場具有波粒的輻射特性。磁體周圍存在磁場,磁體間的相互作用就是以磁場作為媒介的,所以兩磁體不用在物理層面接觸就能發(fā)生作用。電流、運動電荷、磁體或變化電場周圍空間存在的一種特殊形態(tài)的物質。由于磁體的磁性來源于電流,電流是電荷的運動,因而概括地說,磁場是由運動電荷或電場的變化而產(chǎn)生的。用現(xiàn)代物理的觀點來考察,物質中能夠形成電荷的終極成分只有電子(帶單位負電荷)和質子(帶單位正電荷) ,因此負電荷就是帶有過剩電子的點物體,正電荷就是帶有過剩質子的點物體。運動電荷產(chǎn)生磁場的真正場源是運動電子或運動質子所產(chǎn)生的磁場。例如電流所產(chǎn)生的磁場就是在導線中運動的電子所產(chǎn)生的磁場。
霍爾元件的工作原理
1.磁場中有一個霍爾半導體片,恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下,I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移,使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差,這就是所謂的霍爾電壓。
2.霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化,磁場越強,電壓越高,磁場越弱,電壓越低,霍爾電壓值很小,通常只有幾個毫伏,但經(jīng)集成電路中的放大器放大,就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。
3.若使霍爾集成電路起傳感作用,需要用機械的方法來改變磁感應強度。下圖所示的方法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關,當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時,磁場偏離集成片,霍爾電壓消失。這樣,霍爾集成電路的輸出電壓的變化,就能表示出葉輪驅動軸的某一位置,利用這一工作原理,可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器?;魻栃獋鞲衅鲗儆诒粍有蛡鞲衅鳎型饧与娫床拍芄ぷ?,這一特點使它能檢測轉速低的運轉情況。
許多優(yōu)點
霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關的場合中使用?;魻柶骷哂性S多優(yōu)點,結構上比較牢固,體積小巧,重量輕,安裝起來很方便,霍爾元件的功耗普遍很小,所以它的使用壽命很長。除此之外霍爾元件還有功耗小,頻率高(可達1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕的優(yōu)良特點,被廣泛應用于工業(yè)、汽車以及消費電子產(chǎn)品中。
我手頭用來做實驗的有二只霍爾傳感器模塊,一個巧合,也是偶然發(fā)現(xiàn)的,二只原來是不一樣的(上面的字很?。?,一個是44E,另一個是49E,正好來做不同品種的對比實驗。
查了一下資料
44E屬于單極開關型霍爾,輸出高低電平信號(僅兩個狀態(tài)),常用于定位、計數(shù)與接近開關。
49E是線性霍爾,輸出模擬電壓信號,隨著磁場的極性和大小變化其輸出電壓相應變化。常用于角度控制、調速應用等。
有磁場信號時(低電平)的波形,忽略小范圍的噪音,還算挺規(guī)整的矩形波,不會誤觸發(fā)的
實驗二,霍爾49E模擬模塊,輸出模擬電壓信號,隨著磁場的極性和大小變化其輸出電壓相應變化。常用于角度控制、調速應用等。
代碼一樣,硬件不同,波形也不一樣了,本圖是沒有磁場時?波形,再下圖是反映磁場強度不同的情況
聯(lián)系客服