Os problemas detectaram variáveis como a velocidade, o deslocamento ou a proximidade do seu sistema mecânico? Ou o seu projeto requer algo para detetar a posição de objectos ou a presença de um campo magnético? Bem, está com sorte porque nós temos a resposta. O sensor de efeito Hall é tudo o que precisa.
Este sensor tem uma variedade de usos, incluindo a identificação da polaridade de um pólo magnético e a medição da força dos campos magnéticos.
Portanto, neste artigo, vamos contar-lhe tudo sobre o sensor de efeito Hall e mostrar-lhe como construir um circuito simples de efeito Hall usando o Arduino.
Vamos começar.
O que é um sensor magnético de efeito Hall?
Um sensor magnético de efeito Hall é um dispositivo que detecta quando há um campo magnético. Assim, quando há um campo magnético, a saída deste dispositivo será alta. Por outro lado, o resultado seria baixo quando não há campo magnético.
Além disso, é possível ajustar a sensibilidade do sensor magnético de efeito Hall através de um potenciómetro.
Um módulo de efeito Hall inclui resistências, um potenciómetro, uma fonte de alimentação, um sensor Hall, um indicador LED, um comparador LM393 IC e condensadores.
Circuito do sensor de efeito Hall
Fonte:
Wikimedia Commons
Configuração de Pinos
Aqui estão as configurações de pinos para um módulo de sensor de efeito Hall:
Pinagem do sensor de efeito Hall
Fonte:
Wikimedia Commons
Características
Aqui estão as características e especificações do sensor magnético hall:
Tem uma tensão de funcionamento de 5V DC
O tamanho da placa de circuito impresso é 32x12mm
Está facilmente disponível, não é caro e é pequeno
Utiliza um sensor de efeito Hall allegro A3144
Utiliza igualmente um detetor de efeito Hall de deteção magnética
Possui um comparador LM393 com um limiar pré-definido
Tem um alcance de deteção de 7 mm
Este sensor pode ser facilmente utilizado com qualquer circuito integrado analógico ou digital normal ou com microcontroladores.
Princípio de funcionamento
Todos os sensores de efeito Hall A3114 têm materiais com campos magnéticos mas sem cargas activas. Assim, estas cargas tornar-se-ão activas sempre que receberem a tensão diretamente nos pinos de entrada.
Além disso, estas partículas carregadas criam uma força quando se movem através do campo magnético, reflectindo-as num caminho reto.
Estas partículas são condutores de corrente. Assim, todo o processo forma dois planos. Essencialmente, o primeiro tem o campo magnético, enquanto o segundo tem os condutores de corrente ou partículas carregadas defletidas.
Diagrama do circuito do sensor Hall
Fonte:
Wikimedia Commons
Além disso, o resultado é que o primeiro plano tem cargas positivas e o segundo tem cargas negativas. Agora, as tensões presentes entre as duas aeronaves são as tensões do efeito Hall. Assim, quando a força é a mesma entre o campo magnético e as partículas carregadas, não haverá separação entre os dois planos.
Por outras palavras, se não se observar qualquer alteração de corrente, as tensões Hall medirão o deslocamento ou a densidade de fluxo do campo magnético.
Sensores digitais de efeito Hall alternativos
Aqui estão alguns sensores digitais de efeito Hall alternativos, caso não consiga encontrar o módulo de sensor Hall A3114 ou pretenda algo diferente:
Sensor flexível
Sensor de frequência cardíaca
Sensor de infravermelhos para evitar obstáculos
Sensor de humidade do solo
Sensor de chama
Módulo de sensor de choque
Sensor de cor
Detetor de chuva
Outros sensores analógicos de efeito Hall
Aqui estão também alguns outros sensores analógicos de efeito Hall:
APDS9960
PT100 RTD
TLE4999I3
BH1750
DHT22
LM35
VL53L0X
CCS811
BMP280
HC-SR505
MQ137
TMP36
BMP180
ADXL335
DHT11
MPX4115A
MPU6050
Como fazer a interface do sensor de efeito Hall A3144 acompanhado de uma placa Arduino
Para verificar a densidade do fluxo magnético através de um sensor de efeito Hall, é necessário um controlador. Portanto, neste caso, vamos usar uma placa Arduino. Assim, pode ligar o seu sensor de efeito Hall A2144 acompanhado por uma placa Arduino através das ligações eléctricas mostradas no diagrama de circuito abaixo:
Ligações de Cablagem do Arduino
Fonte:
Wikimedia Commons
O diagrama de circuito mostra que o Arduino alimenta o sensor de efeito Hall e um único LED é ligado à saída do Arduino. O LED funciona como um indicador. Assim, quando o circuito detecta a existência de um campo magnético, acende o LED.
Quando fizeres as ligações necessárias, escreverás um programa lógico simples utilizando a biblioteca Arduino e, em seguida, carregarás o código através do software Arduino IDE para a placa Arduino.
Além disso, coloca a tua placa Arduino e aproxima um íman deste circuito para verificar se a tua interface funcionou. O sensor de efeito Hall deve detetar a atração e enviar um sinal lógico alto para a placa Arduino se funcionar. O Arduino deve então acender o LED.
Pinagem do sensor de efeito Hall – Como construir um circuito de sensor de efeito Hall
Para este circuito, usaremos o sensor de efeito Hall Allegro A1302 para detetar campos magnéticos. Em seguida, conectaremos o sensor a uma placa Arduino para ler a tensão da saída do A1302 e exibi-la em uma tela.
Assim, se colocar um íman perto do sensor, haverá uma alteração nas leituras. Isto significa que o sensor detecta a proximidade do íman.
Componentes necessários
Sensor de efeito Hall (A1302) (1)
Placa Arduino Uno (1)
USB (1)
Nota: a pinagem do A1302 Hall Effect é diferente da do sensor anteriormente mencionado. Em vez de quatro pinagens, este IC tem apenas três (V
IN
, GND, e V
OUT
). O pino 1 recebe a tensão CC positiva para o funcionamento do CI (4,4-6V), enquanto o pino 2 é o pino de terra. Isto significa que recebe o terminal negativo da fonte de alimentação DC. Por último, o pino 3 é o pino de saída. Liberta uma tensão analógica em função da densidade do campo magnético.
Pinagem do A1302
Fonte:
Wikimedia Commons
Pinagem do sensor de efeito Hall – Diagrama do circuito
Aqui está o diagrama de circuito e o esquema:
Diagrama do circuito
Fonte:
Wikimedia Commons
Esquema do circuito
Fonte:
Wikimedia Commons
Pinagem do Sensor de Efeito Hall – Passos
Siga o esquema acima para ligar o seu sensor de efeito Hall à sua placa Arduino para construir este circuito.
Quando terminar as ligações, pegue no seu USB, ligue o Arduino ao seu computador e introduza o seguinte código para mostrar as leituras do campo magnético do seu sensor de efeito Hall.
Nota: o cabo USB deve ser do tipo A de um lado e do tipo B do outro.
//inicializa/define as ligações dos pinos
int outputpin= 0;
/define o pino de terra como LOW e o pino de entrada como HIGH
void setup()
{
Serial.begin(9600);
}
//laço principal- Lê o valor bruto do pino de saída e imprime-o
void loop()
{
int rawvalue= analogRead(outputpin);
Serial.println(valor bruto);
delay(5000);
}
Embora o dispositivo não tenha a melhor sensibilidade, mostrará uma alteração nas leituras quando colocar um íman perto dele.
Pinagem do sensor de efeito Hall – Aplicações
Pode utilizar o circuito do sensor de efeito Hall para as seguintes aplicações:
Contagem de impulsos
Deteção de abertura/fechamento de portas
Posicionamento de válvulas
Deteção de ancoragem
Deteção de proximidade
Embrulhar
A interface de um Arduino com sensores de efeito Hall é uma das formas mais eficazes de ler campos magnéticos. Porquê? Porque a maioria dos sensores funciona com uma entrada de 4,5-6V, e um Arduino fornece uma alimentação de 5V, o que o torna perfeito para o sensor.
Além disso, pode definir as suas ligações de pinos com o código Arduino e ler a tensão analógica do pino de saída do seu sensor. Aqui está a melhor parte. O Arduino lê apenas o valor bruto, sem cálculos ou conversões, e exibe-o.
Bem, este artigo chega ao fim. Tem alguma dúvida? Não hesite em contactar-nos aqui. Teremos todo o gosto em ajudar.
