Датчики магнітних полів

Модуль датчика Холла KY-003

Даний модуль призначений для виявлення магнітного поля за допомогою ефекту Холла. Цей ефект полягає в тому, що в провіднику з постійним струмом, вміщеному в магнітне поле виникає поперечна різниця потенціалів [1-3].

Габарити 28 х 15 мм, маса модуля 1,2 м На платі є два кріпильних отвори діаметром 2 мм на відстані 10 мм один від одного. Для підключення служить трьохконтактний роз’єм. Центральний контакт — харчування +5 В, контакт «-» — загальний, контакт «S» — інформаційний. Коли індукція магнітного поля перевищує задане значення на інформаційному виході модуля високий логічний рівень змінюється на низький. На модулі є світлодіод, який спалахує при спрацьовуванні датчика. В якості ілюстрації можна завантажити на плату Arduino UNO програму LED_with_button [4], і підключити замість кнопки даний модуль.

Модуль спрацьовує тільки на північний полюс магніту, поріг спрацьовування досить високий, магніт треба підносити впритул. Струм 6,3 мА в режимі очікування і складає 11 мА при спрацьовуванні.

З недоліків слід зазначити, що досить складно знайти взаємну конфігурацію магніту і датчика для надійного спрацювання.

Оскільки модуль реагує на певне порогове значення магнітного поля, то найочевиднішим застосуванням такого датчика може бути використання цього датчика замість геркона. Хоча геркон це дуже надійний прилад, все ж в його конструкції є рухливі механічні контакти, на відміну від нього датчик Холла ніяких рухомих деталей не має. Наприклад, можна встановити даний модуль на одвірку, на полотні дверей навпроти нього встановити магніт, вийде датчик відкривання дверей для сигналізації або розумного будинку, аналогічно можна організувати підрахунок оборотів колеса, закріпивши на ньому магніт і помістивши в безпосередній близькості від нього цей датчик.

Модуль на основі геркона KY-021

Датчик являє собою нормально розімкнутий геркон з додатковим опором 10 кому [5-6].

Габарити модуля 24 х 17 мм, маса 1,2 м Для підключення служить трьохконтактний роз’єм. Центральний контакт — харчування +5 В, контакт «-» — загальний, контакт «S» — інформаційний.

Струм дорівнює нулю в режимі очікування і становить 0,5 мА при спрацьовуванні.

Модуль підключається і випробовується абсолютно аналогічно тактовою кнопці [4,7]. Геркон можна використовувати в системах сигналізації, для підрахунку числа обертів і т.п. Способів використання герконів безліч [8-9].

Модуль датчика Холла (лінійний) KY-024

Модуль призначений для вимірювання напруженості постійного магнітного поля [10-11].

Габарити модуля 44 х 15 х 13 мм, маса 2,8 м, в платі модуля є кріпильний отвір діаметром 3 мм. Чутливим елементом служить датчик Холла SS49E. Індикація подачі живлення здійснюється світлодіодом L1.

Датчик має чотири контакти. «A0» — аналоговий вихід, напруга на якому змінюється в залежності від індукції магнітного поля. Висновки харчування «G» — загальний провід, «+» — харчування +5 В. На цифровому вході «D0» присутній низький логічний рівень, якщо напруженість магнітного поля не перевищує заданого порогу, при спрацьовуванні датчика низький рівень змінюється на високий. Поріг спрацьовування цифрового каналу датчика можна змінювати багатооборотним підлаштування резистором. При спрацьовуванні датчика загоряється світлодіод L2.

Струм 9 мА в режимі очікування і 11 мА при спрацьовуванні.

Модуль спрацьовує тільки на північний полюс магніту. Максимальна відстань спрацьовування 6 мм.

Аналоговий канал дозволяє організувати вимір кількісних характеристик магнітного поля. Показання на аналоговому порте Arduino UNO змінюються від 550 до 200 одиниць в залежності від відстані до магніту (в пам’ять Arduino UNO була завантажена програма AnalogInput2).

Модуль з герконом KY-025

Чутливим елементом модуля є звичайний геркон, що працює разом з компаратором на мікросхемі LM393YD, по завіреннях продавців [12-13] це дозволяє зменшити, висока напруга, яка через контакти геркона, і тим самим збільшити його ресурс.

Габарити модуля 45 х 18 х 13 мм, маса 2,8 м, аналогічно попередньому випадку в платі модуля є кріпильний отвір діаметром 3 мм. Індикація харчування здійснюється світлодіодом L1.

При спрацьовуванні геркона загоряється світлодіод L2. Струм 3,7 мА в режимі очікування і 5,8 мА при спрацьовуванні.

Який поріг чутливості повинен регулюватися змінним резистором неясно, мабуть дані модулі з компаратором LM393YD є стандартними і до них припаюють різні датчики в залежності від призначення конкретного модуля. Зрозуміло, модуль спрацьовує дискретно як кнопка, у чому можна переконатися за допомогою програми LED_with_button [4]. На виведення «A0» постійно присутня напруга живлення +5. Висновки харчування «G» — загальний провід, «+» — харчування +5 В. На цифровому вході «D0» присутній низький логічний рівень, при спрацьовуванні геркона низький рівень змінюється на високий. Доцільність даного модуля, на думку автора, спірна, враховуючи, що і в найпростішому випадку включення геркона типу модуля KY-021 сила струму, що протікає через контакти геркона, істотно менше одного міліампера.

Модуль датчика Холла KY-035

Даний модуль є мікросхемою SS49E, без будь-яких додаткових пристроїв [14]. Установка мікросхеми на платі в даному випадку може бути пояснена, тільки вимогами уніфікації при створенні даного набору датчиків.

Габарити модуля 29 х 15 мм, маса 1,2 м Для підключення служить трьохконтактний роз’єм. Центральний контакт — харчування +5 В, контакт «-» — загальний, контакт «S» — інформаційний.

Споживаний модулем струм складає близько 6 мА і не залежить від стану датчика.

При відсутності зовнішнього магнітного поля на інформаційному виході присутня напруга рівне половині напруги живлення. Зовнішнє постійне магнітне поле призводить до того, що напруга на інформаційному виході почне збільшуватися або зменшуватися в залежності від полярності магніту. У цьому легко переконатися, використовуючи програму AnalogInput2

За допомогою даного модуля можна організувати контроль відстані до джерела магнітного поля, підрахунок числа обертів і т.п. Мікросхема чутлива до магнітного поля з індукцією в діапазоні 600-1000 Гс [15].

Ссылка на основную публикацию