Interface de sensor de efeito Hall com Arduino

Os sensores sempre foram um componente vital em qualquer projeto. São eles que convertem os dados ambientais em tempo real em dados digitais / variáveis para que possam ser processados eletronicamente. Existem muitos tipos diferentes de sensores disponíveis no mercado e você pode selecionar um com base em seus requisitos. Neste projeto, aprenderemos como usar um sensor Hall, também conhecido como sensor de efeito Hall, com o Arduino. Este sensor é capaz de detectar um ímã e também o pólo do ímã.

Por que detectar um ímã ?, você pode perguntar. Bem, existem muitas aplicações que praticamente usam sensor de efeito Hall e talvez nunca tenhamos notado. Uma aplicação comum desse sensor é para medir a velocidade em bicicletas ou qualquer máquina rotativa. Este sensor também é usado em motores BLDC para detectar a posição dos ímãs do rotor e acionar as bobinas do estator de acordo. As aplicações são infinitas, então vamos aprender como fazer a interface Hall com o sensor de efeito Arduino para adicionar outra ferramenta em nosso arsenal. Aqui estão alguns projetos com sensor Hall:

Velocímetro DIY usando Arduino e aplicativo de processamento para Android
Velocímetro digital e circuito de odômetro usando microcontrolador PIC
Realidade virtual usando Arduino e processamento
Medição de intensidade de campo magnético usando Arduino

Neste tutorial, usaremos a função de interrupções do Arduino para detectar o ímã próximo ao sensor Hall e acender um LED. Na maioria das vezes, o sensor Hall será usado apenas com interrupções por causa de suas aplicações em que é necessária alta velocidade de leitura e execução, portanto, vamos usar também interrupções em nosso tutorial.

Materiais requisitados:

Sensor de efeito Hall (qualquer versão digital)
Arduino (qualquer versão)
Resistor de 10k ohm e 1k ohm
CONDUZIU
Fios de conexão

Sensores de efeito Hall:

Antes de mergulharmos nas conexões, existem algumas coisas importantes que você deve saber sobre os sensores de efeito Hall. Na verdade, existem dois tipos diferentes de sensores Hall, um deles é o sensor Digital Hall e o outro é o sensor analógico Hall. O sensor Hall digital só pode detectar se um ímã está presente ou não (0 ou 1), mas a saída de um sensor Hall analógico varia de acordo com o campo magnético ao redor do ímã, ou seja, ele pode detectar a força ou a distância do ímã. Neste projeto visarei apenas os sensores digitais Hall por serem os mais utilizados.

Como o nome sugere, o sensor de efeito Hall trabalha com o princípio de “efeito Hall”. De acordo com esta lei, “quando um condutor ou semicondutor com corrente fluindo em uma direção foi introduzido perpendicular a um campo magnético, uma tensão poderia ser medida em ângulos retos com o caminho da corrente”. Usando esta técnica, o sensor Hall será capaz de detectar a presença de um ímã ao seu redor. Chega de teoria, vamos entrar no hardware.

Diagrama de circuito e explicação:

O diagrama de circuito completo para fazer a interface do sensor Hall com o Arduino pode ser encontrado abaixo.

Como você pode ver, o diagrama do circuito do Arduino do sensor de efeito Hall é bastante simples. Mas, o lugar onde comumente cometemos erros é descobrir os números dos pinos dos sensores hall. Coloque as leituras voltadas para você e o primeiro pino à sua esquerda é o Vcc e, a seguir, Terra e Sinal, respectivamente.

Usaremos interrupções conforme dito anteriormente, portanto, o pino de saída do sensor Hall está conectado ao pino 2 do Arduino. O pino é conectado a um LED que será ligado quando um ímã for detectado. Eu simplesmente fiz as conexões em uma placa de ensaio e parecia um pouco assim abaixo, uma vez concluída.

Código do Arduino do sensor de efeito Hall:

O código Arduino completo tem apenas algumas linhas e pode ser encontrado na parte inferior desta página, que pode ser carregado diretamente para sua placa Arduino. Se você quiser saber como o programa funciona, leia mais.

Temos uma entrada, que é o sensor, e uma saída, que é um LED. O sensor deve ser conectado como uma entrada de interrupção. Portanto, dentro de nossa função de configuração , inicializamos esses pinos e também fazemos o pino 2 funcionar como uma interrupção. Aqui o pino 2 é chamado Hall_sensor e o pino 3 é chamado LED .

void setup () {pinMode (LED, OUTPUT); // LED é um pino de saída pinMode (Hall_sensor, INPUT_PULLUP); // O sensor Hall é o pino de entrada attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (Hall_sensor), toggle, CHANGE); // O pino dois é o pino de interrupção que chamará a função de alternância}

Quando houver uma interrupção detectada, a função de alternância será chamada conforme mencionado na linha acima. Existem muitos parâmetros de interrupção, como Toggle , Change, Rise, Fall etc., mas neste tutorial estamos detectando a mudança de saída do sensor Hall.

Agora dentro da função toggle , usamos uma variável chamada “ state ” que apenas mudará seu estado para 0 se já for 1 e para 1 se já for zero. Desta forma podemos fazer o LED LIGAR ou DESLIGAR.

void toggle () {estado =! estado; }

Finalmente, dentro da nossa função de loop , só temos que controlar o LED. O estado variável será alterado cada vez que um ímã for detectado, portanto, o usamos para determinar se o LED deve permanecer ligado ou desligado.

void loop () {digitalWrite (LED, estado); }

Sensor de efeito Hall Arduino funcionando:

Quando estiver pronto com seu Hardware e Código, basta fazer o upload do Código para o Arduino. Usei uma bateria de 9 V para alimentar toda a configuração, você pode usar qualquer fonte de alimentação de sua preferência. Agora, aproxime o ímã do sensor e seu LED brilhará e se você retirá-lo, ele se apagará.

Observação: o sensor Hall é sensível ao pólo, o que significa que um lado do sensor pode detectar apenas o pólo norte ou apenas o pólo sul e não ambos. Portanto, se você aproximar um pólo sul da superfície de detecção norte, seu LED não acenderá.

O que realmente acontece lá dentro é que, quando aproximamos o ímã do sensor, o sensor muda de estado. Essa mudança é detectada pelo pino de interrupção que chamará a função de alternância dentro da qual alteramos a variável “estado” de 0 para 1. Portanto, o LED acenderá. Agora, quando movemos o ímã para longe do sensor, novamente a saída do sensor mudará. Esta mudança é novamente observada por nossa instrução de interrupção e, portanto, a variável “estado” será alterada de 1 para 0. Assim, o LED se Desligado. O mesmo se repete toda vez que você aproxima um ímã do sensor.

O vídeo completo de trabalho do projeto pode ser encontrado abaixo. Espero que você tenha entendido o projeto e gostado de construir algo novo. Caso contrário, use a seção de comentários abaixo ou os fóruns para obter ajuda.