- Wymagane składniki
- Co to jest efekt Halla?
- Czujnik Halla
- Schemat obwodu
- Testowanie detektora polaryzacji magnetycznej
Wszyscy wiemy, że każdy magnes ma dwie polaryzacje, tj. Biegun północny i biegun południowy, niezależnie od tego, czy jest to magnes neodymowy, magnes pierścieniowy czy magnes tarczowy. Wiemy też, że przeciwne bieguny magnesu przyciągają się, a te same bieguny odpychają. Ale trudno powiedzieć, który z nich jest biegunem południowym, a który północnym, więc aby wykryć bieguny magnesu, zbudujemy tutaj prosty obwód.
W ramach tego projektu zamierzamy zbudować detektor polaryzacji magnetycznej przy użyciu czujnika Halla i diod LED. Tutaj dwa czujniki efektu Halla są używane do wykrywania bieguna północnego i bieguna południowego, a te czujniki są połączone w przeciwnym kierunku. Jeden czujnik wykrywa biegun północny, a inny czujnik wykrywa biegun południowy. Dwie diody LED wskazują biegun północny i biegun południowy magnesu.
Wymagane składniki
- A3144 Czujnik Halla (2)
- Dioda LED (2)
- 7805 Regulator napięcia
- Kondensator (0,1 µf i 10 µf)
- Rezystor 10k (2)
- Przewody połączeniowe
- Płytka prototypowa
Zanim przejdziemy dalej, poznamy efekt Halla i czujnik 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 ”.
Czujnik Halla
Czujnik Halla to niewielkie urządzenie z mikroelektromechanicznymi systemami (MEMS) do wykrywania i pomiaru pól magnetycznych. Czujniki te mogą wykrywać zmiany w polu magnetycznym, takie jak strumień, siła i kierunek. Kiedy gęstość strumienia magnetycznego wokół czujnika zmienia się z powodu magnesu, czujnik wykrywa to i generuje napięcie wyjściowe, a dzięki temu napięciu wyjściowemu dioda LED podłączona do czujnika magnesu zmienia stan z niskiego na wysoki. W tym projekcie używamy czujników efektu Halla do wykrywania bieguna północnego i bieguna południowego magnesu.
Wcześniej połączyliśmy czujnik Halla z Arduino i Raspberry pi i wykonaliśmy kilka projektów przy użyciu czujnika Halla, takich jak cyfrowy prędkościomierz, magnetyczny alarm drzwi itp.
Schemat obwodu
Schemat obwodu czujnika polaryzacji magnetycznej przedstawiono poniżej. Tutaj dwa czujniki efektu Halla są używane do wykrywania bieguna północnego i bieguna południowego magnesu. Dwie diody LED wskazują biegun północny i południowy. Piny dodatnie czujników magnetycznych są podłączone do wyprowadzenia OUT regulatora napięcia 7805, a piny ujemne czujników magnetycznych do GND regulatorów 7805. Diody LED są podłączone do wyprowadzenia OUT czujnika magnetycznego. Dwa rezystory podciągające są podłączone między pinami OUT i dodatnimi pinami czujników magnetycznych.
Sprzęt dla obwodu wykrywania polaryzacji magnesu wyglądał następująco:
Testowanie detektora polaryzacji magnetycznej
Po podłączeniu obwodu, jak pokazano na powyższym obrazku, zasil układ za pomocą baterii 9V. Początkowo diody LED będą w stanie wysokim. Teraz zbliż magnes do czujników magnetycznych, jeśli zbliżysz biegun południowy do czerwonej diody LED, wyłączy się, jak pokazano na poniższym rysunku
A jeśli zbliżysz biegun północny do zielonej diody LED, oznacza to, że gaśnie:
W ten sposób możesz stworzyć własny detektor polaryzacji magnetycznej.
Pełne wideo robocze jest podane poniżej.