كيفية استخدام مستشعر القاعة مع متحكم AVR ATMega16

تعمل مستشعرات Hall على مبدأ Hall Effect الذي اقترحه Edwin Hall في عام 1869. يقول البيان المقترح ، "إن تأثير Hall هو إنتاج فرق الجهد (جهد Hall) عبر موصل كهربائي ، مستعرض لتيار كهربائي في الموصل وعلى مجال مغناطيسي مطبق متعامد مع التيار ".

إذن ، ما هو أبسط شكل من أشكال البيان لفهمه بطريقة أفضل؟ في هذا البرنامج التعليمي سيتم شرحه خطوة بخطوة مع مثال عملي. هنا سيتم ربط مستشعر القاعة مع متحكم Atmega16 وسيتم استخدام مؤشر LED واحد لإظهار التأثير عندما يتم إحضار المغناطيس بالقرب من مستشعر القاعة.

ما هو تأثير هول؟

يرتبط تأثير هول بالشحنة المتحركة في مجال مغناطيسي. لفهم طريقة عملية ، قم بتوصيل بطارية بموصل كما هو موضح في الصورة (أ) أدناه. سيبدأ التيار (i) بالتدفق عبر الموصل من الموجب إلى السالب للبطارية.

سيكون تدفق الإلكترونات (e ^-) في الاتجاه المعاكس للتيار ، أي من الطرف السالب للبطارية عبر الموصل إلى الطرف الموجب للبطارية. في هذه اللحظة عندما نقيس الجهد بين الموصل كما هو موضح في الصورة أدناه (ب) أدناه ، فإن الجهد سيكون صفراً ، أي أن فرق الجهد سيكون صفراً.

الآن أحضر المغناطيس وقم بإنشاء مجال مغناطيسي بين الموصل مثل الصورة (ج) أدناه.

في هذه الحالة عندما يتم قياس الجهد عبر الموصل ، سيكون هناك بعض الجهد المتطور. يُعرف هذا الجهد المتطور باسم "Hall Voltage " وتعرف هذه الظاهرة باسم " Hall Effect ".

لقد استخدمنا مستشعر Hall مع العديد من المتحكمات الدقيقة لإنشاء تطبيقات مثيرة للاهتمام مثل عداد السرعة وإنذار الباب والواقع الافتراضي وما إلى ذلك ، ويمكن العثور على جميع الروابط أدناه:

• دائرة إنذار الباب المغناطيسي باستخدام مستشعر القاعة
• عداد السرعة DIY باستخدام Arduino ومعالجة تطبيق Android
• الواقع الافتراضي باستخدام Arduino والمعالجة
• عداد السرعة الرقمي ودائرة عداد المسافات باستخدام متحكم PIC

المكونات مطلوبة

1. A3144 قاعة الاستشعار IC
2. متحكم Atmega16 IC
3. 16 ميجا هرتز الكريستال المذبذب
4. اثنين من المكثفات 100nF
5. مكثفتان 22pF
6. اضغط الزر
7. أسلاك توصيل
8. اللوح
9. USBASP v2.0
10. Led (أي لون)

مخطط الرسم البياني

برمجة Atmega16 لمستشعر القاعة

هنا تمت برمجة Atmega16 باستخدام USBASP و Atmel Studio7.0. إذا كنت لا تعرف كيف يمكن برمجة Atmega16 باستخدام USBASP ، فقم بزيارة الرابط. يتم تقديم البرنامج الكامل في نهاية المشروع ، ما عليك سوى تحميل البرنامج في Atmega16 باستخدام مبرمج JTAG و Atmel Studio 7.0 كما هو موضح في البرنامج التعليمي السابق.

ستكون برمجة Atmega16 سهلة وسيتم استخدام دبابيس PORT فقط. سيتم استخدام دبوس PORT واحد لأخذ القراءات من مستشعر Hall. سيتم استخدام دبوس PORT الآخر لتوصيل مؤشر LED واحد. أولاً ، قم بتضمين جميع المكتبات اللازمة في البرنامج.

حدد دبوس الإدخال لقراءة مستشعر القاعة.

#define hallIn PA0

هنا يتم توصيل مستشعر القاعة في PORTA0 من Atmega16 ويتم تهيئته لقراءة الحالة.

DDRA = 0xFE ؛ PINA = 0x01 ؛

إذا كان المغناطيس بالقرب من المستشعر ، فقم بتشغيل LED أو إيقاف تشغيل LED. يعتمد الاكتشاف على تغيير حالة دبوس المنفذ.

إذا (bit_is_clear (PINA ، hallIn)) { PORTA = 0b00000010 ؛ } آخر { PORTA = 0b00000000 ؛ }

تطبيقات مستشعر القاعة

تستخدم مستشعرات القاعة على نطاق واسع حيثما كانت هناك حاجة لقياس شدة المجال المغناطيسي أو للكشف عن قطب المغناطيس. بخلاف ذلك ، هناك الكثير من التطبيقات التي يمكن العثور عليها بشكل عام. بعض التطبيقات مذكورة أدناه:

• كمستشعر القرب في الهواتف المحمولة
• آلية تبديل التروس في مركبات السيارات
• مستشعر تأثير القاعة الدوارة
• فحص المواد مثل الأنابيب والأنابيب
• كشف سرعة الدوران

لمعرفة المزيد عن مستشعرات القاعة ، يرجى استكشاف دروسنا السابقة بناءً على مستشعرات القاعة.