- Tarvittavat komponentit
- Mikä on Hall-vaikutus?
- Hall-efektianturi
- Piirikaavio
- Magneettisen napaisuuden ilmaisimen testaus
Me kaikki tiedämme, että jokaisella magneetilla on kaksi napaisuutta, toisin sanoen pohjoisnapa ja etelänapa, olipa kyseessä sitten neodyymimagneetti, rengasmagneetti tai levymagneetti. Tiedämme myös, että magneetin vastakkaiset navat houkuttelevat ja samat navat hylkäävät. Mutta on vaikea sanoa, kumpi on etelänapa ja mikä pohjoisnapa, joten magneettinapojen havaitsemiseksi rakennamme yksinkertaisen piirin.
Tässä projektissa aiomme rakentaa magneettisen napaisuuden ilmaisimen käyttämällä Hall-anturia ja LED-valoja. Täällä kahta Hall Effect -anturia käytetään havaitsemaan pohjoisnavan ja etelänavan, ja nämä anturit on kytketty vastakkaiseen suuntaan. Yksi anturi tunnistaa pohjoisnavan ja toinen anturi tunnistaa etelänavan. Kaksi LEDiä käytetään osoittamaan magneetin pohjoisnavaa ja etelänavaa.
Tarvittavat komponentit
- A3144 Hall-anturi (2)
- LED (2)
- 7805 Jännitesäädin
- Kondensaattori (0,1 µf ja 10 µf)
- 10k vastus (2)
- Neulalangat
- Leipälauta
Ennen kuin siirrymme eteenpäin, opimme Hall-efektistä ja Hall-efektianturista.
Mikä on Hall-vaikutus?
Hall-vaikutus liittyy liikkuvaan varaukseen magneettikentässä. Liitä akku käytännön tapaan johtimeen, kuten alla olevassa kuvassa (a) on esitetty. Virta (i) alkaa kulkea johtimen läpi akun positiivisesta negatiiviseen.
Elektronien virtaus (e -) tulee virran vastakkaiseen suuntaan, ts. Akun negatiivisesta napasta johtimen läpi akun positiiviseen napaan. Tällä hetkellä, kun mitataan johtimen välinen jännite alla olevan kuvan (b) alla esitetyllä tavalla, jännite on nolla eli potentiaaliero on nolla.
Tuo nyt magneetti ja luo magneettikenttä johtimen, kuten alla olevan kuvan (c) väliin.
Tässä tilanteessa, kun jännite mitataan johtimen yli, jännite kehittyy. Tämä kehittynyt jännite tunnetaan nimellä "Hall Voltage " ja tämä ilmiö tunnetaan nimellä " Hall Effect ".
Hall-efektianturi
Hall Effect -anturi on pienimuotoinen mikroelektromekaaninen järjestelmä (MEMS) -laite magneettikenttien havaitsemiseen ja mittaamiseen. Nämä anturit voivat havaita muutoksia magneettikentässä, kuten vuon, voimakkuuden ja suunnan. Kun magneettivuon tiheys anturin ympärillä muuttuu magneetin vaikutuksesta, anturi havaitsee sen ja tuottaa lähtöjännitteen, ja tästä lähtöjännitteestä johtuen magneettianturiin kytketty LED muuttaa tilan matalasta suureksi. Tässä projektissa käytämme Hall-efektiantureita magneetin pohjoisnavan ja etelänavan löytämiseen.
Olemme aiemmin liittäneet Hall-anturin yhteen Arduinon ja Raspberry pi: n kanssa ja tehneet muutamia projekteja Hall-anturilla, kuten digitaalinen nopeusmittari, magneettinen ovihälytin jne.
Piirikaavio
Magneettisen napaisuuden ilmaisimen kytkentäkaavio on annettu alla. Täällä kahta Hall-efektianturia käytetään magneetin pohjoisnavan ja etelänavan tunnistamiseen. Kaksi LEDiä käytetään osoittamaan pohjois- ja etelänavat. Magneettisten antureiden positiiviset nastat on kytketty 7805-jännitesäätimen OUT-nastaan ja Magneettisten antureiden negatiiviset nastat on kytketty 7805-säätimien GND-nastoihin. LEDit on kytketty magneettisen anturin OUT-napaan. Kaksi vetovastusta on kytketty magneettiantureiden OUT-nastojen ja positiivisten nastojen väliin.
Magneetin napaisuuden havaintapiirin laitteisto näytti tältä:
Magneettisen napaisuuden ilmaisimen testaus
Kun olet kytkenyt virtapiirin, kuten yllä olevassa kuvassa näkyy, kytke asetukset virtalähteeseen 9 V: n paristolla. Aluksi ledit ovat korkeassa tilassa. Tuo nyt magneetti lähemmäksi magneettiantureita, jos tuot etelänavan punaisen LEDin lähelle, se sammuu alla olevan kuvan mukaisesti
Ja jos tuot pohjoisnavan lähelle vihreää LED-merkkiä, se sammuu:
Näin voit tehdä oman magneettisen napaisuuden ilmaisimen.
Täydellinen video on annettu alla.