Wiki ТНТУ - Внесок користувача [uk]

Модуль датчика Холла

2018-05-29T14:28:11Z

Palyanytsya Nazar: /* Підключення цифрового датчика Холла */

[[Файл:Ефект Холла.jpg|міні|201x201пкс|Рис. 1. Ефект Холла.1 - Електрони 2 - Пластина 3 - Магніти 4 - Магнітне поле

5 - Джерело струму]]
Датчик Холла - це датчик магнітного поля. Він був так названий завдяки принципу своєї роботи - ефекту Холла: якщо в магнітне поле помістити пластину через яку протікає струм, то електрони в пластині будуть відхилятися в напрямку, перпендикулярному напрямку струму. У яку саме сторону будуть відхилятися електрони, залежить від полярності магнітного поля.

Різна щільність електронів на сторонах пластини створює різницю потенціалів, яку можна посилити і виміряти, що датчики Холла і роблять.

== Аналогові та цифрові датчики Холла ==
[[Файл:Модуль датчика Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 2. Модуль датчика Холла]]
Датчики Холла (далі просто ДХ) бувають аналоговими і цифровими. Аналоговий перетворює індукцію магнітного поля в напругу, знак і величина якої будуть залежати від полярності і сили поля. Цифровий же видає лише факт наявності / відсутності поля, і зазвичай має два порога: включення - коли значення індукції вище порога, датчик видає логічну одиницю; і виключення - коли значення нижче порога, датчик видає логічний нуль. Наявність зони нечутливості між порогами називається гістерезисом і служить для виключення помилкового спрацьовування датчика на всілякі перешкоди - аналогічно працює цифрова електроніка з логічними рівнями напруги. Цифрові ДХ діляться ще на уніполярні і біполярні: перші включаються магнітним полем певної полярності і вимикаються при зниженні індукції поля; біполярні ж включаються полем однієї полярності, а вимикаються полем протилежної полярності.

Вони сумісні з ПЗ Arduino версії 1.0.5 і вище.

==== Виводи датчика ====
Вивід; ''Призначення''; Вивід Arduino

* G; ''Земля''; GND;

* +; ''Живлення'' + 2,3 ... 10 В; 5V;

* AO; ''Аналоговий вихід - значення напруженості магнітного поля''; A0
* DO; ''Цифровий вихід - індикатор перевищення напруженості магнітного поля заданого порогу''; 12

=== Аналогові датчики Холла ===
[[Файл:Аналоговий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 3. Аналоговий датчик Холла]]
Розмір - 4х3 мм, є 3 виводи (рис.3).

Живлення датчику потрібно біполярне - тоді на південний полюс магніту датчик реагуватиме позитивним рівнем на виході, на північний - негативним, а на відсутність поля - нульовим. Однак можна обійтися однополярним живленням - в цьому випадку рівень на виході (Vo) в половину напруги живлення (Vdc / 2) буде означати відсутність магнітного поля, Vo> Vdc / 2 - південний полюс, Vo <Vdc / 2 - північний.

==== Характеристики при однополярному живленні 5 В і температурі від -40 до 85 ° C: ====

* Струм: від 6 до 10 мА

* Вихідний струм: від 1.0 до 1.5 мА

* Вихідна напруга: від 1.0 до 1.75 мВ / Гс, в середньому 1.4 мВ / Гс (мілівольт на гаус)

* Нульова точка: від 2.25 до 2.75 В, в середньому 2.5 В

* Магнітний діапазон: від ± 650 Гс до ± 1000Гс
* Час відгуку: 3 мс

З цих даних випливає, що при стандартному живленні від Arduino (+ 5V, GND) при 25 ° C датчик за відсутності магнітного поля буде видавати 2.5 В, а на поле силою 1000 Гс - 2.5 ± 1.4 В. Відповідно, якщо скористатися АЦП, розкид значень буде приблизно в діапазоні від 280 до 800 з нульовою точкою в 512.

==== Підключення аналогового датчика Холла ====
Підключаємо вивід "+" до 5V Arduino, вивід "-" до GND, останній вивід - до Analog 0 (рис. 4).
[[Файл:Підключення аналогового датчика Холла.jpg|центр|міні|500x500пкс|Рис. 4. Підключення аналогового датчика Холла до Arduino]]

=== Цифровий біполярний датчик Холла ===
[[Файл:Цифровий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 5. Цифровий датчик Холла]]
Виглядає він точно так само, як і аналоговий, навіть виводи розташовані так само (рис. 5).

Біполярний він тільки в магнітному сенсі, а живлення йому можна подавати звичайне, однополярне. Живлення цей датчик приймає в досить широкому діапазоні - від 3.8 до 24 В, а струм може віддавати до 100 мА, що дозволяє безпосередньо від нього живити керовані ним пристрої (наприклад, реле). Чутливість у нього майже така сама, як у аналогового SS49E: від -600 Гс до -1000 Гс (північний полюс магніту) і від 600 Гс до 1000 Гс.

==== Підключення цифрового датчика Холла ====
Приклад підключення (Рис.6). Вихід Q підключений до цифрового піну 2, решта - як у аналоговому.
[[Файл:Підключення цифрового датчика Холла.jpg|центр|міні|350x350пкс|Рис. 6. Підключення цифрового датчика Холла]]

== Застосування ==
Датчики Холла використовуються в якості безконтактних вимикачів, як заміна герконів, а також:

* як датчики швидкості обертання - широко використовуються в автомобілебудуванні і всюди, де потрібно визначити швидкість обертання колеса або іншого обертового об'єкта;

* як датчики наближення;

* вимір кута повороту;

* вимір величини вібрації;

* вимір величини магнітного поля - магнітометри і цифрові компаси;
* вимір сили струму (змінного і постійного);
* вимір повітряних зазорів, рівня рідини тощо.

== Приклад вимірювання швидкості обертання ==
За допомогою датчика Холла можна вимірювати швидкість обертання.

RPM (Revolutions per minute) - кількість оборотів в хвилину. Оберти в хвилину - одиниця вимірювання частоти обертання: кількість повних обертів, здійснених тілом (валом, колесом, шківом тощо) навколо фіксованої осі. Використовується для характеристики швидкості обертання механічних компонентів в механізмах і машинах.

Для вимірювання швидкості обертання на диску повинен бути закріплений магніт, який буде впливати на датчик Холла після кожного повного оберту диска. Таким чином, після кожного оберту диска отримуємо імпульс, який можемо трактувати як один оберт.

Програма для Arduino, яка зчитує показання датчика Холла і рахує кількість обертів в хвилину і частоту обертання. При наявності магнітного поля включається світлодіод.

<code>// ''read RPM''</code>

<code>''volatile int rpmcount = 0;//see <nowiki>http://arduino.cc/en/Reference/Volatile</nowiki>''</code>

<code>''int rpm = 0;''</code>

<code>''unsigned long lastmillis = 0;''</code>

<code>''void setup(){''</code>

<code>''Serial.begin(9600);''</code>

<code>''attachInterrupt(0, rpm_fan, FALLING);//interrupt cero (0) is on pin two(2).''</code>

<code>''}''</code>

<code>''void loop(){''</code>

<code>''if (millis() - lastmillis == 1000){ /*Uptade every one second, this will be equal to reading frecuency (Hz).*/''</code>

<code>''detachInterrupt(0); //Disable interrupt when calculating''</code>

<code>''rpm = rpmcount * 60; /* Convert frecuency to RPM, note: this works for one interruption per full rotation. For two interrups per full rotation use rpmcount * 30.*/''</code>

<code>''Serial.print("RPM =\t"); //print the word "RPM" and tab.''</code>

<code>''Serial.print(rpm); // print the rpm value.''</code>

<code>''Serial.print("\t Hz=\t"); //print the word "Hz".''</code>

<code>''Serial.println(rpmcount); /*print revolutions per second or Hz. And print new line or enter.*/''</code>

<code>''rpmcount = 0; // Restart the RPM counter''</code>

<code>''lastmillis = millis(); // Uptade lasmillis''</code>

<code>''attachInterrupt(0, rpm_fan, FALLING); //enable interrupt''</code>

<code>''}''</code>

<code>''}''</code>

<code>''void rpm_fan(){ /* this code will be executed every time the interrupt 0 (pin2) gets low.*/''</code>

<code>''rpmcount++;''</code>

<code>''}''</code>
[[Файл:Результат вимірювання швидкості обертання .jpg|без|міні]]

== Перелік посилань ==

# http://robocraft.ru/blog/electronics/594.html
# https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino#Периферия
# https://uawest.com/datchik-holla-modul-magnitnogo-polya-dlya-arduino.html
# https://arduino.ua/prod1203-modyl-datchika-holla-a3144
# https://soltau.ru/index.php/arduino/item/491-kak-podklyuchit-datchik-kholla-49e-k-arduino

Назар Паляниця

Модуль датчика Холла

2018-05-29T10:09:43Z

Palyanytsya Nazar: /* Аналогові та цифрові датчики Холла */

[[Файл:Ефект Холла.jpg|міні|201x201пкс|Рис. 1. Ефект Холла.1 - Електрони 2 - Пластина 3 - Магніти 4 - Магнітне поле

5 - Джерело струму]]
Датчик Холла - це датчик магнітного поля. Він був так названий завдяки принципу своєї роботи - ефекту Холла: якщо в магнітне поле помістити пластину через яку протікає струм, то електрони в пластині будуть відхилятися в напрямку, перпендикулярному напрямку струму. У яку саме сторону будуть відхилятися електрони, залежить від полярності магнітного поля.

Різна щільність електронів на сторонах пластини створює різницю потенціалів, яку можна посилити і виміряти, що датчики Холла і роблять.

== Аналогові та цифрові датчики Холла ==
[[Файл:Модуль датчика Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 2. Модуль датчика Холла]]
Датчики Холла (далі просто ДХ) бувають аналоговими і цифровими. Аналоговий перетворює індукцію магнітного поля в напругу, знак і величина якої будуть залежати від полярності і сили поля. Цифровий же видає лише факт наявності / відсутності поля, і зазвичай має два порога: включення - коли значення індукції вище порога, датчик видає логічну одиницю; і виключення - коли значення нижче порога, датчик видає логічний нуль. Наявність зони нечутливості між порогами називається гістерезисом і служить для виключення помилкового спрацьовування датчика на всілякі перешкоди - аналогічно працює цифрова електроніка з логічними рівнями напруги. Цифрові ДХ діляться ще на уніполярні і біполярні: перші включаються магнітним полем певної полярності і вимикаються при зниженні індукції поля; біполярні ж включаються полем однієї полярності, а вимикаються полем протилежної полярності.

Вони сумісні з ПЗ Arduino версії 1.0.5 і вище.

==== Виводи датчика ====
Вивід; ''Призначення''; Вивід Arduino

* G; ''Земля''; GND;

* +; ''Живлення'' + 2,3 ... 10 В; 5V;

* AO; ''Аналоговий вихід - значення напруженості магнітного поля''; A0
* DO; ''Цифровий вихід - індикатор перевищення напруженості магнітного поля заданого порогу''; 12

=== Аналогові датчики Холла ===
[[Файл:Аналоговий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 3. Аналоговий датчик Холла]]
Розмір - 4х3 мм, є 3 виводи (рис.3).

Живлення датчику потрібно біполярне - тоді на південний полюс магніту датчик реагуватиме позитивним рівнем на виході, на північний - негативним, а на відсутність поля - нульовим. Однак можна обійтися однополярним живленням - в цьому випадку рівень на виході (Vo) в половину напруги живлення (Vdc / 2) буде означати відсутність магнітного поля, Vo> Vdc / 2 - південний полюс, Vo <Vdc / 2 - північний.

==== Характеристики при однополярному живленні 5 В і температурі від -40 до 85 ° C: ====

* Струм: від 6 до 10 мА

* Вихідний струм: від 1.0 до 1.5 мА

* Вихідна напруга: від 1.0 до 1.75 мВ / Гс, в середньому 1.4 мВ / Гс (мілівольт на гаус)

* Нульова точка: від 2.25 до 2.75 В, в середньому 2.5 В

* Магнітний діапазон: від ± 650 Гс до ± 1000Гс
* Час відгуку: 3 мс

З цих даних випливає, що при стандартному живленні від Arduino (+ 5V, GND) при 25 ° C датчик за відсутності магнітного поля буде видавати 2.5 В, а на поле силою 1000 Гс - 2.5 ± 1.4 В. Відповідно, якщо скористатися АЦП, розкид значень буде приблизно в діапазоні від 280 до 800 з нульовою точкою в 512.

==== Підключення аналогового датчика Холла ====
Підключаємо вивід "+" до 5V Arduino, вивід "-" до GND, останній вивід - до Analog 0 (рис. 4).
[[Файл:Підключення аналогового датчика Холла.jpg|центр|міні|500x500пкс|Рис. 4. Підключення аналогового датчика Холла до Arduino]]

=== Цифровий біполярний датчик Холла ===
[[Файл:Цифровий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 5. Цифровий датчик Холла]]
Виглядає він точно так само, як і аналоговий, навіть виводи розташовані так само (рис. 5).

Біполярний він тільки в магнітному сенсі, а живлення йому можна подавати звичайне, однополярне. Живлення цей датчик приймає в досить широкому діапазоні - від 3.8 до 24 В, а струм може віддавати до 100 мА, що дозволяє безпосередньо від нього живити керовані ним пристрої (наприклад, реле). Чутливість у нього майже така сама, як у аналогового SS49E: від -600 Гс до -1000 Гс (північний полюс магніту) і від 600 Гс до 1000 Гс.

==== Підключення цифрового датчика Холла ====
Підключається цифровий датчик Холла трохи складніше, ніж аналоговий: вихід датчика Q потрібно підтягнути до живлення резистором в 10 кОм, так як вихід у нього з відкритим колектором (рис. 6).
[[Файл:Схема підключення цифрового датчика Холла.jpg|центр|міні|392x392пкс|Рис. 6. Схема підключення цифрового датчика Холла]]
Приклад підключення (Рис.7). Вихід Q підключений до цифрового піну 2, решта - як у аналоговому.
[[Файл:Підключення цифрового датчика Холла.jpg|центр|міні|350x350пкс|Рис. 7. Підключення цифрового датчика Холла]]

== Застосування ==
Датчики Холла використовуються в якості безконтактних вимикачів, як заміна герконів, а також:

* як датчики швидкості обертання - широко використовуються в автомобілебудуванні і всюди, де потрібно визначити швидкість обертання колеса або іншого обертового об'єкта;

* як датчики наближення;

* вимір кута повороту;

* вимір величини вібрації;

* вимір величини магнітного поля - магнітометри і цифрові компаси;
* вимір сили струму (змінного і постійного);
* вимір повітряних зазорів, рівня рідини тощо.

== Приклад вимірювання швидкості обертання ==
За допомогою датчика Холла можна вимірювати швидкість обертання.

RPM (Revolutions per minute) - кількість оборотів в хвилину. Оберти в хвилину - одиниця вимірювання частоти обертання: кількість повних обертів, здійснених тілом (валом, колесом, шківом тощо) навколо фіксованої осі. Використовується для характеристики швидкості обертання механічних компонентів в механізмах і машинах.

Для вимірювання швидкості обертання на диску повинен бути закріплений магніт, який буде впливати на датчик Холла після кожного повного оберту диска. Таким чином, після кожного оберту диска отримуємо імпульс, який можемо трактувати як один оберт.

Програма для Arduino, яка зчитує показання датчика Холла і рахує кількість обертів в хвилину і частоту обертання. При наявності магнітного поля включається світлодіод.

<code>// ''read RPM''</code>

<code>''volatile int rpmcount = 0;//see <nowiki>http://arduino.cc/en/Reference/Volatile</nowiki>''</code>

<code>''int rpm = 0;''</code>

<code>''unsigned long lastmillis = 0;''</code>

<code>''void setup(){''</code>

<code>''Serial.begin(9600);''</code>

<code>''attachInterrupt(0, rpm_fan, FALLING);//interrupt cero (0) is on pin two(2).''</code>

<code>''}''</code>

<code>''void loop(){''</code>

<code>''if (millis() - lastmillis == 1000){ /*Uptade every one second, this will be equal to reading frecuency (Hz).*/''</code>

<code>''detachInterrupt(0); //Disable interrupt when calculating''</code>

<code>''rpm = rpmcount * 60; /* Convert frecuency to RPM, note: this works for one interruption per full rotation. For two interrups per full rotation use rpmcount * 30.*/''</code>

<code>''Serial.print("RPM =\t"); //print the word "RPM" and tab.''</code>

<code>''Serial.print(rpm); // print the rpm value.''</code>

<code>''Serial.print("\t Hz=\t"); //print the word "Hz".''</code>

<code>''Serial.println(rpmcount); /*print revolutions per second or Hz. And print new line or enter.*/''</code>

<code>''rpmcount = 0; // Restart the RPM counter''</code>

<code>''lastmillis = millis(); // Uptade lasmillis''</code>

<code>''attachInterrupt(0, rpm_fan, FALLING); //enable interrupt''</code>

<code>''}''</code>

<code>''}''</code>

<code>''void rpm_fan(){ /* this code will be executed every time the interrupt 0 (pin2) gets low.*/''</code>

<code>''rpmcount++;''</code>

<code>''}''</code>
[[Файл:Результат вимірювання швидкості обертання .jpg|без|міні]]

== Перелік посилань ==

# http://robocraft.ru/blog/electronics/594.html
# https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino#Периферия
# https://uawest.com/datchik-holla-modul-magnitnogo-polya-dlya-arduino.html
# https://arduino.ua/prod1203-modyl-datchika-holla-a3144
# https://soltau.ru/index.php/arduino/item/491-kak-podklyuchit-datchik-kholla-49e-k-arduino

Назар Паляниця

Модуль датчика Холла

2018-05-29T10:04:05Z

Palyanytsya Nazar:

[[Файл:Ефект Холла.jpg|міні|201x201пкс|Рис. 1. Ефект Холла.1 - Електрони 2 - Пластина 3 - Магніти 4 - Магнітне поле

5 - Джерело струму]]
Датчик Холла - це датчик магнітного поля. Він був так названий завдяки принципу своєї роботи - ефекту Холла: якщо в магнітне поле помістити пластину через яку протікає струм, то електрони в пластині будуть відхилятися в напрямку, перпендикулярному напрямку струму. У яку саме сторону будуть відхилятися електрони, залежить від полярності магнітного поля.

Різна щільність електронів на сторонах пластини створює різницю потенціалів, яку можна посилити і виміряти, що датчики Холла і роблять.

== Аналогові та цифрові датчики Холла ==
[[Файл:Модуль датчика Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 2. Модуль датчика Холла]]
Датчики Холла (далі просто ДХ) бувають аналоговими і цифровими. Аналоговий перетворює індукцію магнітного поля в напругу, знак і величина якої будуть залежати від полярності і сили поля. Цифровий же видає лише факт наявності / відсутності поля, і зазвичай має два порога: включення - коли значення індукції вище порога, датчик видає логічну одиницю; і виключення - коли значення нижче порога, датчик видає логічний нуль. Наявність зони нечутливості між порогами називається гістерезисом і служить для виключення помилкового спрацьовування датчика на всілякі перешкоди - аналогічно працює цифрова електроніка з логічними рівнями напруги. Цифрові ДХ діляться ще на уніполярні і біполярні: перші включаються магнітним полем певної полярності і вимикаються при зниженні індукції поля; біполярні ж включаються полем однієї полярності, а вимикаються полем протилежної полярності.

==== Виводи датчика ====
Вивід; ''Призначення''; Вивід Arduino

* G; ''Земля''; GND;

* +; ''Живлення'' + 2,3 ... 10 В; 5V;

* AO; ''Аналоговий вихід - значення напруженості магнітного поля''; A0
* DO; ''Цифровий вихід - індикатор перевищення напруженості магнітного поля заданого порогу''; 12

=== Аналогові датчики Холла ===
[[Файл:Аналоговий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 3. Аналоговий датчик Холла]]
Розмір - 4х3 мм, є 3 виводи (рис.3).

Живлення датчику потрібно біполярне - тоді на південний полюс магніту датчик реагуватиме позитивним рівнем на виході, на північний - негативним, а на відсутність поля - нульовим. Однак можна обійтися однополярним живленням - в цьому випадку рівень на виході (Vo) в половину напруги живлення (Vdc / 2) буде означати відсутність магнітного поля, Vo> Vdc / 2 - південний полюс, Vo <Vdc / 2 - північний.

==== Характеристики при однополярному живленні 5 В і температурі від -40 до 85 ° C: ====

* Струм: від 6 до 10 мА

* Вихідний струм: від 1.0 до 1.5 мА

* Вихідна напруга: від 1.0 до 1.75 мВ / Гс, в середньому 1.4 мВ / Гс (мілівольт на гаус)

* Нульова точка: від 2.25 до 2.75 В, в середньому 2.5 В

* Магнітний діапазон: від ± 650 Гс до ± 1000Гс
* Час відгуку: 3 мс

З цих даних випливає, що при стандартному живленні від Arduino (+ 5V, GND) при 25 ° C датчик за відсутності магнітного поля буде видавати 2.5 В, а на поле силою 1000 Гс - 2.5 ± 1.4 В. Відповідно, якщо скористатися АЦП, розкид значень буде приблизно в діапазоні від 280 до 800 з нульовою точкою в 512.

==== Підключення аналогового датчика Холла ====
Підключаємо вивід "+" до 5V Arduino, вивід "-" до GND, останній вивід - до Analog 0 (рис. 4).
[[Файл:Підключення аналогового датчика Холла.jpg|центр|міні|500x500пкс|Рис. 4. Підключення аналогового датчика Холла до Arduino]]

=== Цифровий біполярний датчик Холла ===
[[Файл:Цифровий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 5. Цифровий датчик Холла]]
Виглядає він точно так само, як і аналоговий, навіть виводи розташовані так само (рис. 5).

Біполярний він тільки в магнітному сенсі, а живлення йому можна подавати звичайне, однополярне. Живлення цей датчик приймає в досить широкому діапазоні - від 3.8 до 24 В, а струм може віддавати до 100 мА, що дозволяє безпосередньо від нього живити керовані ним пристрої (наприклад, реле). Чутливість у нього майже така сама, як у аналогового SS49E: від -600 Гс до -1000 Гс (північний полюс магніту) і від 600 Гс до 1000 Гс.

==== Підключення цифрового датчика Холла ====
Підключається цифровий датчик Холла трохи складніше, ніж аналоговий: вихід датчика Q потрібно підтягнути до живлення резистором в 10 кОм, так як вихід у нього з відкритим колектором (рис. 6).
[[Файл:Схема підключення цифрового датчика Холла.jpg|центр|міні|392x392пкс|Рис. 6. Схема підключення цифрового датчика Холла]]
Приклад підключення (Рис.7). Вихід Q підключений до цифрового піну 2, решта - як у аналоговому.
[[Файл:Підключення цифрового датчика Холла.jpg|центр|міні|350x350пкс|Рис. 7. Підключення цифрового датчика Холла]]

== Застосування ==
Датчики Холла використовуються в якості безконтактних вимикачів, як заміна герконів, а також:

* як датчики швидкості обертання - широко використовуються в автомобілебудуванні і всюди, де потрібно визначити швидкість обертання колеса або іншого обертового об'єкта;

* як датчики наближення;

* вимір кута повороту;

* вимір величини вібрації;

* вимір величини магнітного поля - магнітометри і цифрові компаси;
* вимір сили струму (змінного і постійного);
* вимір повітряних зазорів, рівня рідини тощо.

== Приклад вимірювання швидкості обертання ==
За допомогою датчика Холла можна вимірювати швидкість обертання.

RPM (Revolutions per minute) - кількість оборотів в хвилину. Оберти в хвилину - одиниця вимірювання частоти обертання: кількість повних обертів, здійснених тілом (валом, колесом, шківом тощо) навколо фіксованої осі. Використовується для характеристики швидкості обертання механічних компонентів в механізмах і машинах.

Для вимірювання швидкості обертання на диску повинен бути закріплений магніт, який буде впливати на датчик Холла після кожного повного оберту диска. Таким чином, після кожного оберту диска отримуємо імпульс, який можемо трактувати як один оберт.

Програма для Arduino, яка зчитує показання датчика Холла і рахує кількість обертів в хвилину і частоту обертання. При наявності магнітного поля включається світлодіод.

<code>// ''read RPM''</code>

<code>''volatile int rpmcount = 0;//see <nowiki>http://arduino.cc/en/Reference/Volatile</nowiki>''</code>

<code>''int rpm = 0;''</code>

<code>''unsigned long lastmillis = 0;''</code>

<code>''void setup(){''</code>

<code>''Serial.begin(9600);''</code>

<code>''attachInterrupt(0, rpm_fan, FALLING);//interrupt cero (0) is on pin two(2).''</code>

<code>''}''</code>

<code>''void loop(){''</code>

<code>''if (millis() - lastmillis == 1000){ /*Uptade every one second, this will be equal to reading frecuency (Hz).*/''</code>

<code>''detachInterrupt(0); //Disable interrupt when calculating''</code>

<code>''rpm = rpmcount * 60; /* Convert frecuency to RPM, note: this works for one interruption per full rotation. For two interrups per full rotation use rpmcount * 30.*/''</code>

<code>''Serial.print("RPM =\t"); //print the word "RPM" and tab.''</code>

<code>''Serial.print(rpm); // print the rpm value.''</code>

<code>''Serial.print("\t Hz=\t"); //print the word "Hz".''</code>

<code>''Serial.println(rpmcount); /*print revolutions per second or Hz. And print new line or enter.*/''</code>

<code>''rpmcount = 0; // Restart the RPM counter''</code>

<code>''lastmillis = millis(); // Uptade lasmillis''</code>

<code>''attachInterrupt(0, rpm_fan, FALLING); //enable interrupt''</code>

<code>''}''</code>

<code>''}''</code>

<code>''void rpm_fan(){ /* this code will be executed every time the interrupt 0 (pin2) gets low.*/''</code>

<code>''rpmcount++;''</code>

<code>''}''</code>
[[Файл:Результат вимірювання швидкості обертання .jpg|без|міні]]

== Перелік посилань ==

# http://robocraft.ru/blog/electronics/594.html
# https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino#Периферия
# https://uawest.com/datchik-holla-modul-magnitnogo-polya-dlya-arduino.html
# https://arduino.ua/prod1203-modyl-datchika-holla-a3144
# https://soltau.ru/index.php/arduino/item/491-kak-podklyuchit-datchik-kholla-49e-k-arduino

Назар Паляниця

Модуль датчика Холла

2018-05-29T09:55:01Z

Palyanytsya Nazar:

[[Файл:Ефект Холла.jpg|міні|201x201пкс|Рис. 1. Ефект Холла.1 - Електрони 2 - Пластина 3 - Магніти 4 - Магнітне поле

5 - Джерело струму]]
Датчик Холла - це датчик магнітного поля. Він був так названий завдяки принципу своєї роботи - ефекту Холла: якщо в магнітне поле помістити пластину через яку протікає струмо, то електрони в пластині будуть відхилятися в напрямку, перпендикулярному напрямку струму. У яку саме сторону будуть відхилятися електрони, залежить від полярності магнітного поля.

Різна щільність електронів на сторонах пластини створює різницю потенціалів, яку можна посилити і виміряти, що датчики Холла і роблять.

== Аналогові та цифрові датчики Холла ==
[[Файл:Модуль датчика Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 2. Модуль датчика Холла]]
Датчики Холла (далі просто ДХ) бувають аналоговими і цифровими. Аналоговий перетворює індукцію магнітного поля в напругу, знак і величина якої будуть залежати від полярності і сили поля. Цифровий же видає лише факт наявності / відсутності поля, і зазвичай має два порога: включення - коли значення індукції вище порога, датчик видає логічну одиницю; і виключення - коли значення нижче порога, датчик видає логічний нуль. Наявність зони нечутливості між порогами називається гістерезисом і служить для виключення помилкового спрацьовування датчика на всілякі перешкоди - аналогічно працює цифрова електроніка з логічними рівнями напруги. Цифрові ДХ діляться ще на уніполярні і біполярні: перші включаються магнітним полем певної полярності і вимикаються при зниженні індукції поля; біполярні ж включаються полем однієї полярності, а вимикаються полем протилежної полярності.

==== Виводи датчика ====
Вивід; Призначення; Вивід Arduino

* G; Земля; GND;

* +; Живлення + 2,3 ... 10 В; 5V;

* AO; Аналоговий вихід - значення напруженості магнітного поля; A0
* DO; Цифровий вихід - індикатор перевищення напруженості магнітного поля заданого порогу; 12

=== Аналогові датчики Холла ===
[[Файл:Аналоговий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 3. Аналоговий датчик Холла]]
Розмір - 4х3 мм і він має 3 виводи (рис.3).

Живлення датчику потрібно біполярне - тоді на південний полюс магніту датчик реагуватиме позитивним рівнем на виході, на північний - негативним, а на відсутність поля - нульовим. Однак можна обійтися однополярним живленням - в цьому випадку рівень на виході (Vo) в половину напруги живлення (Vdc / 2) буде означати відсутність магнітного поля, Vo> Vdc / 2 - південний полюс, Vo <Vdc / 2 - північний.

==== Характеристики при однополярному живленні 5 В і температурі від -40 до 85 ° C: ====

* Струм: від 6 до 10 мА

* Вихідний струм: від 1.0 до 1.5 мА

* Вихідна напруга: від 1.0 до 1.75 мВ / Гс, в середньому 1.4 мВ / Гс (мілівольт на гаус)

* Нульова точка: від 2.25 до 2.75 В, в середньому 2.5 В

* Магнітний діапазон: від ± 650 Гс до ± 1000Гс
* Час відгуку: 3 мс

З цих даних випливає, що при стандартному живленні від Arduino (+ 5V, GND) при 25 ° C датчик за відсутності магнітного поля буде видавати 2.5 В, а на поле силою 1000 Гс - 2.5 ± 1.4 В. Відповідно, якщо скористатися АЦП, розкид значень буде приблизно в діапазоні від 280 до 800 з нульовою точкою в 512.

==== Підключення аналогового датчика Холла ====
Підключаємо вивід "+" до 5V Arduino, вивід "-" до GND, останній вивід - до Analog 0 (рис. 4).
[[Файл:Підключення аналогового датчика Холла.jpg|центр|міні|500x500пкс|Рис. 4. Підключення аналогового датчика Холла до Arduino]]

=== Цифровий біполярний датчик Холла ===
[[Файл:Цифровий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 5. Цифровий датчик Холла]]
Виглядає він точно так само, як і аналоговий, навіть виводи розташовані так само (рис. 5).

Біполярний він тільки в магнітному сенсі, а живлення йому можна подавати звичайне, однополярне. До слова, живлення цей датчик приймає в досить широкому діапазоні - від 3.8 до 24 В, а струм може віддавати до 100 мА, що дозволяє безпосередньо від нього живити керовані ним пристрої (наприклад, реле). Чутливість у нього майже така сама, як у аналогового SS49E: від -600 Гс до -1000 Гс (північний полюс магніту) і від 600 Гс до 1000 Гс.

==== Підключення цифрового датчика Холла ====
Підключається цифровий датчик Холла трохи складніше, ніж аналоговий: вихід датчика Q потрібно підтягнути до живлення резистором в 10 кому, так як вихід у нього з відкритим колектором (рис. 6).
[[Файл:Схема підключення цифрового датчика Холла.jpg|центр|міні|392x392пкс|Рис. 6. Схема підключення цифрового датчика Холла]]
Приклад підключення (Рис.7). Вихід Q підключений до цифрового піну 2, решта - як у аналоговому.
[[Файл:Підключення цифрового датчика Холла.jpg|центр|міні|350x350пкс|Рис. 7. Підключення цифрового датчика Холла]]

== Застосування ==
Датчики Холла використовуються в якості безконтактних вимикачів, як заміна герконів, а також:

* як датчики швидкості обертання - широко використовуються в автомобілебудуванні і всюди, де потрібно визначити швидкість обертання колеса або іншого обертового об'єкта; сенсори на основі ефекту Холла прийшли на заміну механічних Геркон;

* як датчики наближення; типовий приклад - розкладний чохол на вашому смартфоні, який включає підсвічування екрану при відкритті;

* вимір кута повороту;

* вимір величини вібрації;

* вимір величини магнітного поля - магнітометри і цифрові компаси;
* вимір сили струму (змінного і постійного);
* вимір повітряних зазорів, рівня рідини тощо.

== Приклад вимірювання швидкості обертання ==
За допомогою датчика Холла можна вимірювати швидкість обертання.

RPM (Revolutions per minute) - кількість оборотів в хвилину. Обороти в хвилину - одиниця вимірювання частоти обертання: кількість повних обертів, здійснених тілом (валом, колесом, шківом т.д.) навколо фіксованої осі. Використовується для характеристики швидкості обертання механічних компонентів в механізмах і машинах.

Для вимірювання швидкості обертання на диску повинен бути закріплений магніт, який буде впливати на датчик Холла після кожного повного обороту диска. Таким чином, після кожного обороту диска отримуємо імпульс, який можемо трактувати як один оборот.

Програма для Arduino, яка зчитує показання датчика Холла і рахує кількість обертів в хвилину і частоту обертання. При наявності магнітного поля включається світлодіод.

<code>// ''read RPM''</code>

<code>''volatile int rpmcount = 0;//see <nowiki>http://arduino.cc/en/Reference/Volatile</nowiki>''</code>

<code>''int rpm = 0;''</code>

<code>''unsigned long lastmillis = 0;''</code>

<code>''void setup(){''</code>

<code>''Serial.begin(9600);''</code>

<code>''attachInterrupt(0, rpm_fan, FALLING);//interrupt cero (0) is on pin two(2).''</code>

<code>''}''</code>

<code>''void loop(){''</code>

<code>''if (millis() - lastmillis == 1000){ /*Uptade every one second, this will be equal to reading frecuency (Hz).*/''</code>

<code>''detachInterrupt(0); //Disable interrupt when calculating''</code>

<code>''rpm = rpmcount * 60; /* Convert frecuency to RPM, note: this works for one interruption per full rotation. For two interrups per full rotation use rpmcount * 30.*/''</code>

<code>''Serial.print("RPM =\t"); //print the word "RPM" and tab.''</code>

<code>''Serial.print(rpm); // print the rpm value.''</code>

<code>''Serial.print("\t Hz=\t"); //print the word "Hz".''</code>

<code>''Serial.println(rpmcount); /*print revolutions per second or Hz. And print new line or enter.*/''</code>

<code>''rpmcount = 0; // Restart the RPM counter''</code>

<code>''lastmillis = millis(); // Uptade lasmillis''</code>

<code>''attachInterrupt(0, rpm_fan, FALLING); //enable interrupt''</code>

<code>''}''</code>

<code>''}''</code>

<code>''void rpm_fan(){ /* this code will be executed every time the interrupt 0 (pin2) gets low.*/''</code>

<code>''rpmcount++;''</code>

<code>''}''</code>
[[Файл:Результат вимірювання швидкості обертання .jpg|без|міні]]

== Перелік посилань ==

# http://robocraft.ru/blog/electronics/594.html
# https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino#Периферия
# https://uawest.com/datchik-holla-modul-magnitnogo-polya-dlya-arduino.html
# https://arduino.ua/prod1203-modyl-datchika-holla-a3144
# https://soltau.ru/index.php/arduino/item/491-kak-podklyuchit-datchik-kholla-49e-k-arduino

Назар Паляниця

Файл:Результат вимірювання швидкості обертання .jpg

2018-05-29T09:53:27Z

Palyanytsya Nazar: Результат вимірювання швидкості обертання

Результат вимірювання швидкості обертання

Проектування систем автоматизації (дисципліна)

2018-05-29T08:48:03Z

Palyanytsya Nazar: /* Лабораторний практикум */

== Перелік статей до написання ==
=== Тема 0 ===

* [[Виробнича система]]
* [[Технологічне середовище]]
* [[Комп'ютерно-інтегровані технології]] - зараховано (10 балів)
* [[Керування технологічним процесом]]

=== Тема 1 ===

* [[Ескізний проект]]
* [[Технічний проект]]
* [[Робоча документація]]

=== Тема 2 ===

* [[Конструкторська документація]]
* [[Система автоматичної стабілізації]]
* [[Система програмного регулювання]]
* [[Слідкуюча система керування]]
* [[Система автоматизації]]
* [[Програма і методика випробувань]]
* [[Робоча конструкторська документація]]

=== Тема 3 ===

* [[Схема]] (за ГОСТ 2.701-2008)
* [[Структурна схема]]
* [[Схема автоматизації функціональна]]

=== Тема 4 ===

* [[Схема електрична принципова]]
* [[Схема гідравлічна принципова]]
* [[Схема підключення]]

=== Тема 5 ===

* [[Каркас]]
* [[Щит керування]]

===Тема 6 ===

* [[Електропроводка]]
* [[Трубна проводка]]

===Тема 7 ===

* [[Master Terminal Unit]] (MTU)
* [[Remote Terminal Unit]] (RTU)

=== Тема 8 ===

* [[Modbus]]
* [[Interbus]]
* [[Розумний дім]]

=== Тема 9 ===

* [[Кліматичні чинники експлуатації обладнання]]
* [[Кліматичні чинники експлуатації обладнання1]]

=== Тема 10 ===

* [[Специфікація]]
* [[САПР]]

=== Тема 11 ===

* [[Гнучке виробництво]]
* [[Промислові роботи]]
* [[Побутовий робот]]
* [[Бойовий робот]]
* [[Андроїд (робот)]]
* [[Транспортний робот]]
* [[Безпілотний автомобіль]]
* [[Соціальний робот]]
* [[Сільськогосподарський робот]]
* [[Медичний робот]]
* [[Пристрій керування двигуном]] (ECU скор. від engine control unit)
* [[Бортовий комп'ютер автомобіля]]

=== Лабораторний практикум ===
Модулі мікроконтролерів (Arduino):

* [[Ethernet модуль]]
* [[GSM модуль]]
* [[WiFi модуль]]
* [[ІЧ модуль]]
* [[BLUETOOTH модуль]]
* [[Модуль SD-карти]]
* [[Модуль Джойстика Input Shield]]
* [[Модуль CAN-BUS]]
* [[Arduino GPS shield]]
* [[Модуль сканування відбитків]]
* [[Аналоговий датчик вологості грунту]]
* [[Аналоговий датчик вимірювання частоти пульсу]]
* [[Arduino Motor Shield]]
* [[Модуль датчика вологості і температури DHT-11]]
* [[USB Host Shield]]
* [[Модуль датчика Холла]]

Модуль датчика Холла

2018-05-29T07:49:47Z

Palyanytsya Nazar: Створення статті

[[Файл:Ефект Холла.jpg|міні|201x201пкс|Рис. 1. Ефект Холла.1 - Електрони 2 - Пластина 3 - Магніти 4 - Магнітне поле

5 - Джерело струму]]
Датчик Холла - це датчик магнітного поля. Він був так названий завдяки принципу своєї роботи - ефекту Холла: якщо в магнітне поле помістити пластину через яку протікає струмо, то електрони в пластині будуть відхилятися в напрямку, перпендикулярному напрямку струму. У яку саме сторону будуть відхилятися електрони, залежить від полярності магнітного поля.

Різна щільність електронів на сторонах пластини створює різницю потенціалів, яку можна посилити і виміряти, що датчики Холла і роблять.

== Аналогові та цифрові датчики Холла ==
[[Файл:Модуль датчика Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 2. Модуль датчика Холла]]
Датчики Холла (далі просто ДХ) бувають аналоговими і цифровими. Аналоговий перетворює індукцію магнітного поля в напругу, знак і величина якої будуть залежати від полярності і сили поля. Цифровий же видає лише факт наявності / відсутності поля, і зазвичай має два порога: включення - коли значення індукції вище порога, датчик видає логічну одиницю; і виключення - коли значення нижче порога, датчик видає логічний нуль. Наявність зони нечутливості між порогами називається гістерезисом і служить для виключення помилкового спрацьовування датчика на всілякі перешкоди - аналогічно працює цифрова електроніка з логічними рівнями напруги. Цифрові ДХ діляться ще на уніполярні і біполярні: перші включаються магнітним полем певної полярності і вимикаються при зниженні індукції поля; біполярні ж включаються полем однієї полярності, а вимикаються полем протилежної полярності.

==== Виводи датчика ====
Вивід; Призначення; Вивід Arduino

* G; Земля; GND;

* +; Живлення + 2,3 ... 10 В; 5V;

* AO; Аналоговий вихід - значення напруженості магнітного поля; A0
* DO; Цифровий вихід - індикатор перевищення напруженості магнітного поля заданого порогу; 12

=== Аналогові датчики Холла ===
[[Файл:Аналоговий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 3. Аналоговий датчик Холла]]
Розмір - 4х3 мм і він має 3 виводи (рис.3).

Живлення датчику потрібно біполярне - тоді на південний полюс магніту датчик реагуватиме позитивним рівнем на виході, на північний - негативним, а на відсутність поля - нульовим. Однак можна обійтися однополярним живленням - в цьому випадку рівень на виході (Vo) в половину напруги живлення (Vdc / 2) буде означати відсутність магнітного поля, Vo> Vdc / 2 - південний полюс, Vo <Vdc / 2 - північний.

==== Характеристики при однополярному живленні 5 В і температурі від -40 до 85 ° C: ====

* Струм: від 6 до 10 мА

* Вихідний струм: від 1.0 до 1.5 мА

* Вихідна напруга: від 1.0 до 1.75 мВ / Гс, в середньому 1.4 мВ / Гс (мілівольт на гаус)

* Нульова точка: від 2.25 до 2.75 В, в середньому 2.5 В

* Магнітний діапазон: від ± 650 Гс до ± 1000Гс
* Час відгуку: 3 мс

З цих даних випливає, що при стандартному живленні від Arduino (+ 5V, GND) при 25 ° C датчик за відсутності магнітного поля буде видавати 2.5 В, а на поле силою 1000 Гс - 2.5 ± 1.4 В. Відповідно, якщо скористатися АЦП, розкид значень буде приблизно в діапазоні від 280 до 800 з нульовою точкою в 512.

==== Підключення аналогового датчика Холла ====
Підключаємо вивід "+" до 5V Arduino, вивід "-" до GND, останній вивід - до Analog 0 (рис. 4).
[[Файл:Підключення аналогового датчика Холла.jpg|центр|міні|500x500пкс|Рис. 4. Підключення аналогового датчика Холла до Arduino]]

=== Цифровий біполярний датчик Холла ===
[[Файл:Цифровий датчик Холла.jpg|міні|200x200пкс|Рис. 5. Цифровий датчик Холла]]
Виглядає він точно так само, як і аналоговий, навіть виводи розташовані так само (рис. 5).

Біполярний він тільки в магнітному сенсі, а живлення йому можна подавати звичайне, однополярне. До слова, живлення цей датчик приймає в досить широкому діапазоні - від 3.8 до 24 В, а струм може віддавати до 100 мА, що дозволяє безпосередньо від нього живити керовані ним пристрої (наприклад, реле). Чутливість у нього майже така сама, як у аналогового SS49E: від -600 Гс до -1000 Гс (північний полюс магніту) і від 600 Гс до 1000 Гс.

==== Підключення цифрового датчика Холла ====
Підключається цифровий датчик Холла трохи складніше, ніж аналоговий: вихід датчика Q потрібно підтягнути до живлення резистором в 10 кому, так як вихід у нього з відкритим колектором (рис. 6).
[[Файл:Схема підключення цифрового датчика Холла.jpg|центр|міні|392x392пкс|Рис. 6. Схема підключення цифрового датчика Холла]]
Приклад підключення (Рис.7). Вихід Q підключений до цифрового піну 2, решта - як у аналоговому.
[[Файл:Підключення цифрового датчика Холла.jpg|центр|міні|350x350пкс|Рис. 7. Підключення цифрового датчика Холла]]

== Застосування ==
Датчики Холла використовуються в якості безконтактних вимикачів, як заміна герконів, а також:

* як датчики швидкості обертання - широко використовуються в автомобілебудуванні і всюди, де потрібно визначити швидкість обертання колеса або іншого обертового об'єкта; сенсори на основі ефекту Холла прийшли на заміну механічних Геркон;

* як датчики наближення; типовий приклад - розкладний чохол на вашому смартфоні, який включає підсвічування екрану при відкритті;

* вимір кута повороту;

* вимір величини вібрації;

* вимір величини магнітного поля - магнітометри і цифрові компаси;
* вимір сили струму (змінного і постійного);
* вимір повітряних зазорів, рівня рідини тощо.

== Перелік посилань ==

# http://robocraft.ru/blog/electronics/594.html
# https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino#Периферия
# https://uawest.com/datchik-holla-modul-magnitnogo-polya-dlya-arduino.html
# https://arduino.ua/prod1203-modyl-datchika-holla-a3144
# https://soltau.ru/index.php/arduino/item/491-kak-podklyuchit-datchik-kholla-49e-k-arduino

Назар Паляниця

Файл:Підключення цифрового датчика Холла.jpg

2018-05-29T07:34:12Z

Palyanytsya Nazar: Підключення цифрового датчика Холла

Підключення цифрового датчика Холла

Файл:Схема підключення цифрового датчика Холла.jpg

2018-05-29T07:32:24Z

Palyanytsya Nazar: Схема підключення цифрового датчика Холла

Схема підключення цифрового датчика Холла

Файл:Цифровий датчик Холла.jpg

2018-05-29T07:23:35Z

Palyanytsya Nazar: Цифровий датчик Холла

Цифровий датчик Холла

Файл:Підключення аналогового датчика Холла.jpg

2018-05-29T07:19:38Z

Palyanytsya Nazar: Підключення аналогового датчика Холла

Підключення аналогового датчика Холла

Файл:Модуль датчика Холла.jpg

2018-05-29T07:08:17Z

Palyanytsya Nazar: Модуль датчика Холла

Модуль датчика Холла

Файл:Аналоговий датчик Холла.jpg

2018-05-29T07:04:42Z

Palyanytsya Nazar: Аналоговий датчик Холла

Аналоговий датчик Холла

Файл:Ефект Холла.jpg

2018-05-29T06:57:37Z

Palyanytsya Nazar: 1. Електрони 2. Пластина 3. Магніти 4. Магнітне поле 5. Джерело струму

1. Електрони
2. Пластина
3. Магніти
4. Магнітне поле
5. Джерело струму