Verwendung des Hallsensors mit dem AVR-Mikrocontroller atmega16

Hallsensoren arbeiten nach dem von Edwin Hall 1869 vorgeschlagenen Prinzip des Hall-Effekts. In der vorgeschlagenen Aussage heißt es: „Der Hall-Effekt ist die Erzeugung einer Spannungsdifferenz (der Hall-Spannung) über einem elektrischen Leiter quer zu einem elektrischen Strom im Leiter und auf ein angelegtes Magnetfeld senkrecht zum Strom. “

Was könnte die einfachste Form der Aussage sein, um sie besser zu verstehen? In diesem Tutorial wird es anhand eines praktischen Beispiels Schritt für Schritt erklärt. Hier wird der Hallsensor mit dem Atmega16-Mikrocontroller verbunden und eine LED zeigt den Effekt an, wenn der Magnet in die Nähe des Hallsensors gebracht wird.

Was ist der Hall-Effekt?

Der Hall-Effekt hängt mit der Bewegung der Ladung in einem Magnetfeld zusammen. Schließen Sie zum praktischen Verständnis eine Batterie an einen Leiter an, wie in Abbildung (a) unten gezeigt. Der Strom (i) beginnt durch den Leiter von positiv nach negativ der Batterie zu fließen.

Der Elektronenfluss (e ^-) erfolgt in entgegengesetzter Stromrichtung, dh vom Minuspol der Batterie durch den Leiter zum Pluspol der Batterie. In diesem Moment, wenn wir die Spannung zwischen dem Leiter messen, wie in Abbildung (b) unten gezeigt, ist die Spannung Null, dh die Potentialdifferenz ist Null.

Bringen Sie nun einen Magneten und erzeugen Sie ein Magnetfeld zwischen dem Leiter wie in Bild (c) unten.

In diesem Zustand wird beim Messen der Spannung über dem Leiter eine gewisse Spannung entwickelt. Diese entwickelte Spannung ist als "Hall-Spannung " bekannt und dieses Phänomen ist als " Hall-Effekt " bekannt.

Wir haben den Hallsensor mit vielen Mikrocontrollern verwendet, um interessante Anwendungen wie Tachometer, Türalarm, virtuelle Realität usw. zu erstellen. Alle Links finden Sie unten:

• Magnetischer Türalarmkreis mit Hallsensor
• DIY Tachometer mit Arduino und Verarbeitung Android App
• Virtuelle Realität mit Arduino und Verarbeitung
• Digitaler Tachometer und Kilometerzähler mit PIC-Mikrocontroller

Erforderliche Komponenten

1. A3144 Hallsensor-IC
2. Atmega16 Mikrocontroller IC
3. 16 MHz Kristalloszillator
4. Zwei 100nF Kondensatoren
5. Zwei 22pF-Kondensatoren
6. Druckknopf
7. Überbrückungsdrähte
8. Steckbrett
9. USBASP v2.0
10. LED (beliebige Farbe)

Schaltplan

Programmierung von Atmega16 für Hallsensor

Hier wird der Atmega16 mit USBASP und Atmel Studio7.0 programmiert. Wenn Sie nicht wissen, wie Atmega16 mit USBASP programmiert werden kann, besuchen Sie den Link. Das vollständige Programm finden Sie am Ende des Projekts. Laden Sie das Programm einfach mit dem JTAG-Programmierer und Atmel Studio 7.0 in Atmega16 hoch, wie im vorherigen Tutorial erläutert.

Die Programmierung von Atmega16 ist einfach und es werden nur zwei PORT-Pins verwendet. Ein PORT-Pin wird verwendet, um die Messwerte vom Hallsensor zu erfassen. Ein anderer PORT-Pin wird verwendet, um eine LED anzuschließen. Nehmen Sie zunächst alle erforderlichen Bibliotheken in das Programm auf.

Definieren Sie den Eingangspin für die Hall-Sensor-Anzeige.

#define hallIn PA0

Hier wird der Hallsensor an PORTA0 von Atmega16 angeschlossen und zum Lesen des Status initialisiert.

DDRA = 0xFE; PINA = 0x01;

Befindet sich ein Magnet in der Nähe des Sensors, schalten Sie die LED ein oder aus. Die Erkennung basiert auf der Statusänderung des PORT-Pins.

if (bit_is_clear (PINA, hallIn)) { PORTA = 0b00000010; } else { PORTA = 0b00000000; }}

Anwendungen des Hallsensors

Hallsensoren werden überall dort eingesetzt, wo die Magnetfeldstärke gemessen oder der Pol des Magneten erfasst werden muss. Abgesehen davon gibt es viele Anwendungen, die im Allgemeinen gefunden werden können. Einige der Anwendungen sind unten aufgeführt:

• Als Näherungssensor in Mobiltelefonen
• Schaltmechanismus in Kraftfahrzeugen
• Rotary Hall-Effektsensor
• Inspektion von Materialien wie Rohren
• Drehzahlerkennung

Weitere Informationen zu Hallsensoren finden Sie in unseren vorherigen Tutorials zu Hallsensoren.