Jak używać czujnika Halla z mikrokontrolerem AVR Atmega16

Czujniki Halla działają na zasadzie efektu Halla zaproponowanego przez Edwina Halla w 1869 roku. Zaproponowane stwierdzenie mówi: „Efekt Halla to wytwarzanie różnicy napięcia (napięcia Halla) w przewodniku elektrycznym, poprzecznie do prądu elektrycznego w przewodniku i do przyłożonego pola magnetycznego prostopadłego do prądu. ”

Jaka więc może być najprostsza forma stwierdzenia, aby lepiej je zrozumieć? W tym samouczku zostanie to wyjaśnione krok po kroku z praktycznym przykładem. Tutaj czujnik Halla będzie połączony z mikrokontrolerem Atmega16, a jedna dioda LED będzie używana do pokazania efektu, gdy magnes zostanie umieszczony w pobliżu czujnika Halla.

Co to jest efekt Halla?

Efekt Halla jest związany z poruszającym się ładunkiem w polu magnetycznym. Aby zrozumieć w praktyczny sposób, podłącz baterię do przewodnika, jak pokazano na obrazku (a) poniżej. Prąd (i) zacznie przepływać przez przewodnik od dodatniego do ujemnego akumulatora.

Przepływ elektronów (e ^-) będzie odbywał się w kierunku przeciwnym do prądu tj. Od bieguna ujemnego baterii przez przewodnik do bieguna dodatniego baterii. W tym momencie, gdy mierzymy napięcie między przewodnikiem, jak pokazano na poniższym obrazku (b) poniżej, napięcie będzie wynosić zero, tj. Różnica potencjałów będzie wynosić zero.

Teraz przynieś magnes i stwórz pole magnetyczne między przewodnikiem, jak na obrazku (c) poniżej.

W tym stanie, gdy napięcie jest mierzone na przewodniku, pojawi się pewne napięcie. To wytworzone napięcie jest znane jako „napięcie Halla ”, a zjawisko to jest znane jako „ Efekt Halla ”.

Użyliśmy czujnika Halla z wieloma mikrokontrolerami do tworzenia interesujących aplikacji, takich jak prędkościomierz, alarm drzwi, rzeczywistość wirtualna itp. Wszystkie linki można znaleźć poniżej:

Magnetyczny obwód alarmu drzwi wykorzystujący czujnik Halla
DIY Prędkościomierz za pomocą Arduino i aplikacji do przetwarzania danych na Androida
Wirtualna rzeczywistość z wykorzystaniem Arduino i przetwarzania
Cyfrowy prędkościomierz i obwód drogomierza za pomocą mikrokontrolera PIC

Wymagane składniki

A3144 Układ scalony czujnika Halla
Układ scalony mikrokontrolera Atmega16
Oscylator kwarcowy 16 MHz
Dwa kondensatory 100nF
Dwa kondensatory 22pF
Naciśnij przycisk
Przewody połączeniowe
Płytka prototypowa
USBASP v2.0
Led (dowolny kolor)

Schemat obwodu

Programowanie Atmega16 dla czujnika Halla

Tutaj Atmega16 jest programowany za pomocą USBASP i Atmel Studio7.0. Jeśli nie wiesz, jak zaprogramować Atmega16 za pomocą USBASP, odwiedź link. Kompletny program jest podany na końcu projektu, wystarczy załadować program do Atmega16 za pomocą programatora JTAG i Atmel Studio 7.0, jak wyjaśniono w poprzednim tutorialu.

Programowanie Atmega16 będzie łatwe i wykorzystane zostaną tylko dwa piny PORT. Jeden pin PORT będzie używany do odczytów z czujnika Halla. Inny pin PORT będzie używany do podłączenia jednej diody LED. Po pierwsze, umieść w programie wszystkie niezbędne biblioteki.

Zdefiniuj pin wejściowy do odczytu czujnika Halla.

# zdefiniować halę w PA0

Tutaj czujnik halla jest podłączony do PORTA0 Atmega16 i inicjalizuje odczyt stanu.

DDRA = 0xFE; PINA = 0x01;

Jeśli magnes znajduje się w pobliżu czujnika, włącz diodę LED lub wyłącz diodę LED. Detekcja opiera się na zmianie stanu pinu PORT.

if (bit_is_clear (PINA, hallIn)) { PORTA = 0b00000010; } else { PORTA = 0b00000000; }

Zastosowania czujnika Halla

Czujniki Halla są szeroko stosowane wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba pomiaru natężenia pola magnetycznego lub wykrycia bieguna magnesu. Poza tym istnieje wiele aplikacji, które można znaleźć ogólnie. Poniżej wymieniono niektóre aplikacje:

Jako czujnik zbliżeniowy w telefonach komórkowych
Mechanizm zmiany biegów w pojazdach samochodowych
Obrotowy czujnik Halla
Kontrola materiałów, takich jak rury i rurki
Wykrywanie prędkości obrotowej

Aby dowiedzieć się więcej o czujnikach Halla, zapoznaj się z naszymi poprzednimi samouczkami opartymi na czujnikach Halla.