怎样使用霍尔效应传感器和Arduino控制继电器

简介

如果您还记得我们之前实施的 Arduino WaterFlow传感器教程，水流传感器的主要组件是霍尔效应IC 。

霍尔效应传感器的工作原理是霍尔效应。简单来说，霍尔效应传感器或IC可检测永磁体，电磁体或任何铁磁材料的磁场强度的运动，位置或变化。

霍尔效应IC是非接触式磁激活开关。它们广泛应用于汽车，计算机，控制系统，安全系统等领域。

所以在这个项目中，我将讨论霍尔效应IC A11004，霍尔效应传感器如何工作以及如何将霍尔效应传感器与Arduino接口。

关于霍尔效应传感器的简要说明

如前所述，霍尔效应传感器是一种带有非接触式触发的磁激活开关。我将在该项目中关注的霍尔效应IC是Allegro Micro Systems的A1104。它采用3引脚SIP和SOT23封装。

上图显示使用的A1104霍尔效应IC在这个项目中。它基于BiCMOS技术，结合了双极和CMOS技术的优势。

霍尔效应传感器的框图

A1104霍尔效应IC的主要组件包括：稳压器，霍尔器件，小信号放大器，施密特触发器和输出NMOS晶体管。下图显示了此霍尔效应IC的框图。

A1104霍尔效应传感器的引脚

在看看霍尔效应IC的工作原理之前，让我先概述一下A1104霍尔效应IC的引脚。 A1104霍尔效应IC有三个引脚：VCC，GND和OUT。

VCC （1）：IC的电源。 3.8V至24V。

GND （2）：接地。

OUT （3）：IC的输出。

下图显示了A1104霍尔效应IC的引脚。

霍尔效应传感器的工作

霍尔元件或霍尔器件（有时称为有源区）是一种小型半导体片。这表示为下图。

当在VCC给出恒定电压时，一些小但恒定的电流流动通过半导体板。当没有磁场时，在霍尔元件（半导体片）的宽度上测量的电压V HALL 将近似等于0V。

如果霍尔元件受到磁场的影响，磁场的磁通量垂直于流过板的电流，输出电压V HALL 与磁场强度成正比。

霍尔器件的类型

根据有源区（霍尔元件）的方向和特性，霍尔效应传感器可以分为三种类型。

平面霍尔器件

垂直霍尔器件

3D霍尔器件

在平面霍尔器件中，磁场的磁通线必须垂直穿过有源区域才能达到最佳运行状态开关。此处，活动区域与IC的标记面平行，即标有制造商部件号的面。

进入垂直霍尔器件，其敏感区域可位于顶部边缘，右侧边缘或左侧边缘。最后，当从任何方向接近磁体时，3D霍尔器件可以检测到磁场。

注意：要记住关于霍尔效应传感器的操作是磁场强度和极性（北极或南极）同样重要。霍尔效应传感器只有在经受足够的磁通密度和正确的极性时才会切换。

霍尔效应传感器对北极或南极都很敏感，但是不是两者。

使用Arduino连接霍尔效应传感器

现在我们已经看到了关于霍尔效应传感器的一点点，让我带您了解霍尔效应传感器与Arduino接口的步骤。

像往常一样，我将实现两个电路：一个是带有Arduino的霍尔效应传感器的基本连接导向器，第二个是应用电路，我将借助霍尔效应传感器和Arduino控制继电器。

所需组件

这两个电路所需的组件如下所述。

Arduino UNO ［在此处购买］

A1104霍尔效应IC

10KΩ电阻［在此处购买］

LED ［购买］

1KΩ电阻［在此处购买］

5V继电器模块［在此处购买］

迷你面包板［在此处购买］

连接线［在此处购买］

带Arduino霍尔效应传感器的连接指南

下图显示Arduino UNO和A1104霍尔效应IC之间的必要连接。

代码

工作

如果您发现电路图，连接非常简单。霍尔效应IC的VCC和GND引脚，即品牌面上的引脚1和2连接到Arduino的+ 5V和GND。

霍尔效应的OUT引脚使用10KΩ电阻将IC拉高。

每当霍尔效应IC附近放置磁场时，霍尔效应IC的输出变为低电平。 Arduino检测到此更改，因此它会激活LED。

使用Arduino和霍尔效应传感器控制继电器

使用霍尔效应传感器和Arduino控制5V继电器模块的电路图如下所示。

代码

工作

此电路的工作非常简单。每当霍尔效应传感器受到磁场作用时，它就会切换继电器（根据代码）。

霍尔效应传感器的应用

霍尔效应传感器广泛应用于

汽车点火系统

转速计

电流传感器

无刷直流电机控制器

速度控制系统

打印机

键盘

开关（按键和按钮）

安全系统

位置检测器