1、 模拟霍尔传感器简介 #
霍尔效应是美国物理学家EdwinHall于1879年发现;
由于导体中电流的性质,电流是由电子的定向移动所形成的,并且电子移动的方向和电流方向相反;通常,电子脱离之后的导体便留下了空穴,表现为正电压;
如果导体周围存在足够强的磁场,这时候电荷会受到一种称为洛伦兹力的力,电荷移动的路径便会发现偏移,因此,偏移的电荷会积累到导体的同一面上,而另一面留下空穴,这样导体之间便产生了电势差;
霍尔效应产生的电势差非常小,往往只有几微伏,因此霍尔传感器中往往内置了非常高增益的运算放大器
通常霍尔传感器最终输出的信号有模拟信号和数字信号两种;
输出数字信号:一般在运算放大器后级增加一个施密特触发器,则输出信号为数字信号,通常为系统提供相应的迟滞和开关阈量,类似的如开关型霍尔元器件;
输出模拟信号:线性霍尔传感器的输出量是模拟信号,可以用于检测物体的位移;
通过导体传输的电流会产生随着电流变化的磁场,霍尔传感器可以用作测量电流而不中断电路
本实验中,当传感器靠近磁铁时,引脚a0的数值将改变,当该数值超过电位器设定阈值,d0针脚将在高低电平之间切换,相应的数字接口将接收到变化的数值。
2、 互动思考:模拟霍尔传感器的应用 #
非接触式旋转位置检测;机器人技术;无刷直流电动机换向;电动工具;汽车应用:方向盘位置检测;油门位置检测;传动变速箱编码器;头灯位置控制;电动座椅位置指示器;办公设备:打印机、扫描仪、复印机;取代光学编码器;前面板旋转开关;取代电位器等。参考链接:http://www.hall-ic.com/list-8.html
3、 所需元件清单 #
Arduino Uno主板
USB数据线
模拟霍尔传感器
面包板
9V电池
杜邦导线
4、 动手实验 #
将模拟霍尔传感器传感器正确连结控制板,将磁铁移动靠近传感器,观察D13口旁边led等状态,并同时在串口观察控制板D7和A0处所接收的数值变化。
A实验接线图
B实验程序图
5拓展训练 #
实验2:设计一个报警装置,当磁铁靠近到某个位置时,蜂鸣器响起告警声。