جهاز استشعار تأثير القاعة مع اردوينو

لطالما كانت المستشعرات مكونًا حيويًا في أي مشروع. هذه هي البيانات التي تحول البيانات البيئية في الوقت الحقيقي إلى بيانات رقمية / متغيرة بحيث يمكن معالجتها بواسطة الإلكترونيات. هناك العديد من أنواع المستشعرات المختلفة المتوفرة في السوق ويمكنك اختيار أحدها بناءً على متطلباتك. في هذا المشروع سوف نتعلم كيفية استخدام مستشعر Hall المعروف أيضًا باسم مستشعر تأثير Hall مع Arduino. هذا المستشعر قادر على اكتشاف المغناطيس وأيضًا قطب المغناطيس.

لماذا تكتشف المغناطيس؟ ، قد تسأل. حسنًا ، هناك الكثير من التطبيقات التي تستخدم عمليًا مستشعر Hall Effect وربما لم نلاحظها أبدًا. أحد التطبيقات الشائعة لهذا المستشعر هو قياس السرعة في الدراجات أو أي آلات دوارة. يستخدم هذا المستشعر أيضًا في محركات BLDC لاستشعار موضع مغناطيس الدوار وتشغيل ملفات الجزء الثابت وفقًا لذلك. التطبيقات لا حصر لها ، لذلك دعونا نتعلم كيفية استخدام مستشعر تأثير Interface Hall Arduino لإضافة أداة أخرى في ترسانتنا. فيما يلي بعض المشاريع باستخدام مستشعر القاعة:

• عداد السرعة DIY باستخدام Arduino ومعالجة تطبيق Android
• عداد السرعة الرقمي ودائرة عداد المسافات باستخدام متحكم PIC
• الواقع الافتراضي باستخدام Arduino والمعالجة
• قياس شدة المجال المغناطيسي باستخدام اردوينو

في هذا البرنامج التعليمي ، سنستخدم وظيفة المقاطعات في Arduino لاكتشاف المغناطيس بالقرب من مستشعر Hall وتوهج مؤشر LED. سيتم استخدام مستشعر Hall في معظم الأوقات مع المقاطعات فقط بسبب تطبيقاتها التي تتطلب سرعة عالية في القراءة والتنفيذ ، ومن ثم دعونا نستخدم المقاطعات في برنامجنا التعليمي.

المواد المطلوبة:

1. مستشعر تأثير القاعة (أي إصدار رقمي)
2. Arduino (أي إصدار)
3. 10 كيلو أوم و 1 كيلو أوم المقاوم
4. يؤدى
5. توصيل الأسلاك

مستشعرات تأثير القاعة:

قبل الغوص في الاتصالات ، هناك بعض الأشياء المهمة التي يجب أن تعرفها عن مستشعرات Hall Effect. يوجد في الواقع نوعان مختلفان من مستشعرات القاعة أحدهما مستشعر القاعة الرقمية والآخر هو مستشعر القاعة التناظرية. لا يمكن لمستشعر القاعة الرقمية اكتشاف ما إذا كان المغناطيس موجودًا أم لا (0 أو 1) ولكن يختلف خرج مستشعر القاعة التناظرية بناءً على المجال المغناطيسي حول المغناطيس حيث يمكنه اكتشاف مدى قوة المغناطيس أو مدى بعده. في هذا المشروع ، سيستهدف مجسات القاعة الرقمية فقط لأنها الأكثر استخدامًا.

كما يوحي الاسم ، يعمل مستشعر Hall Effect مع مبدأ "تأثير Hall". وفقًا لهذا القانون "عندما يتم إدخال موصل أو شبه موصل مع تيار يتدفق في اتجاه واحد بشكل عمودي على مجال مغناطيسي ، يمكن قياس الجهد بزاوية قائمة على المسار الحالي". باستخدام هذه التقنية ، سيتمكن مستشعر القاعة من اكتشاف وجود المغناطيس حوله. يكفي من الناحية النظرية دعنا ندخل في الأجهزة.

مخطط الدائرة وشرحها:

يمكن العثور أدناه على مخطط الدائرة الكاملة لربط مستشعر Hall مع Arduino.

كما ترون ، مخطط دائرة اردوينو لمستشعر تأثير القاعة بسيط للغاية. لكن المكان الذي نرتكب فيه الأخطاء عادة هو اكتشاف الأرقام الدقيقة لأجهزة استشعار القاعة. ضع القراءات في مواجهتك ويكون الدبوس الأول على يسارك هو Vcc ثم الأرضي والإشارة على التوالي.

سنستخدم المقاطعات كما قيل سابقًا ، ومن ثم يتم توصيل دبوس إخراج مستشعر Hall بـ Pin 2 في Arduino. يتم توصيل الدبوس بمصباح LED يتم تشغيله عند اكتشاف مغناطيس. لقد قمت ببساطة بإجراء الاتصالات على لوح التجارب وبدت إلى حد ما مثل هذا أدناه بمجرد اكتمالها.

كود اردوينو مستشعر تأثير القاعة:

يتكون كود Arduino الكامل من بضعة أسطر ويمكن العثور عليه في أسفل هذه الصفحة ويمكن تحميله مباشرة على لوحة Arduino. إذا كنت تريد معرفة كيفية عمل البرنامج ، فاقرأ المزيد.

لدينا مدخل واحد ، وهو المستشعر ومخرج واحد وهو LED. يجب توصيل المستشعر كمدخل للمقاطعة. لذلك داخل وظيفة الإعداد الخاصة بنا ، نقوم بتهيئة هذه المسامير ونجعل الدبوس 2 يعمل كمقاطعة. هنا يسمى الدبوس 2 Hall_sensor والرقم 3 يسمى LED .

إعداد باطل () {pinMode (LED، OUTPUT) ؛ // LED هو pinMode الناتج (Hall_sensor ، INPUT_PULLUP) ؛ // مستشعر القاعة هو إدخال دبوس مرفق متقطع (digitalPinToInterrupt (Hall_sensor) ، تبديل ، أختر) ؛ // الدبوس الثاني هو دبوس المقاطعة الذي سيستدعي وظيفة التبديل}

عند اكتشاف مقاطعة ، سيتم استدعاء وظيفة التبديل كما هو مذكور في السطر أعلاه. هناك العديد من معلمات المقاطعة مثل Toggle و Change و Rise و Fall وما إلى ذلك ولكن في هذا البرنامج التعليمي نكتشف تغيير الإخراج من مستشعر Hall.

الآن داخل وظيفة التبديل ، نستخدم متغيرًا يسمى " الحالة " والذي سيغير حالته إلى 0 إذا كان بالفعل 1 وإلى 1 إذا كان بالفعل صفرًا. بهذه الطريقة يمكننا جعل LED قيد التشغيل أو الإيقاف.

تبديل باطل () {state =! state؛ }

أخيرًا داخل وظيفة الحلقة لدينا ، علينا فقط التحكم في LED. سيتم تغيير الحالة المتغيرة في كل مرة يتم فيها اكتشاف المغناطيس ومن ثم نستخدمه لتحديد ما إذا كان يجب أن يظل مؤشر LED مضاءً أم لا.

الحلقة الفارغة () {digitalWrite (LED، state)؛ }

عمل مستشعر تأثير قاعة اردوينو:

بمجرد أن تكون جاهزًا باستخدام أجهزتك ورمزك ، ما عليك سوى تحميل الكود إلى Arduino. لقد استخدمت بطارية 9 فولت لتشغيل الإعداد بالكامل ، يمكنك استخدام أي مصدر طاقة مفضل. الآن اجعل المغناطيس قريبًا من المستشعر وسوف يتوهج مؤشر LED الخاص بك وإذا قمت بإزالته ، فسيتم إيقاف تشغيله.

ملاحظة: مستشعر القاعة حساس للقطب ، مما يعني أن جانبًا واحدًا من المستشعر يمكنه إما اكتشاف القطب الشمالي فقط أو القطب الجنوبي فقط وليس كليهما. لذلك إذا قمت بإحضار قطب جنوبي بالقرب من سطح الاستشعار الشمالي فلن يتوهج مؤشر LED الخاص بك.

ما يحدث بالفعل في الداخل هو ، عندما نقرب المغناطيس من المستشعر ، يغير المستشعر حالته. يتم استشعار هذا التغيير بواسطة دبوس المقاطعة الذي سوف يستدعي وظيفة التبديل التي نغير بداخلها "حالة" المتغير من 0 إلى 1. ومن ثم سيتم تشغيل LED. الآن ، عندما نحرك المغناطيس بعيدًا عن المستشعر ، سيتغير خرج المستشعر مرة أخرى. يتم ملاحظة هذا التغيير مرة أخرى من خلال بيان المقاطعة الخاص بنا ، وبالتالي سيتم تغيير "الحالة" المتغيرة من 1 إلى 0. وبالتالي ، إذا تم إيقاف تشغيل مؤشر LED. يتكرر نفس الشيء في كل مرة تقرب فيها مغناطيسًا من المستشعر.

في الفيديو عمل كاملة للمشروع ويمكن الاطلاع أدناه. آمل أن تكون قد فهمت المشروع واستمتعت ببناء شيء جديد. إذا كان بخلاف ذلك ، يرجى استخدام قسم التعليقات أدناه أو المنتديات للحصول على المساعدة.