- المكونات مطلوبة
- ما هو تأثير هول؟
- مستشعر تأثير القاعة
- مخطط الرسم البياني
- اختبار كاشف القطبية المغناطيسية
نعلم جميعًا أن كل مغناطيس له قطبان ، أي القطب الشمالي والقطب الجنوبي ، سواء كان مغناطيس نيوديميوم أو مغناطيس حلقي أو مغناطيس قرصي. نعلم أيضًا أن الأقطاب المتقابلة للمغناطيس تتجاذب وتتنافر. لكن من الصعب أن نقول أيهما هو القطب الجنوبي وأي واحد هو القطب الشمالي ، لذلك للكشف عن أقطاب المغناطيس ، هنا سنبني دائرة بسيطة.
في هذا المشروع ، سنقوم ببناء كاشف قطبية مغناطيسية باستخدام مستشعر القاعة ومصابيح LED. هنا يتم استخدام مستشعرين من نوع Hall Effect لاكتشاف القطب الشمالي والقطب الجنوبي ، ويتم توصيل هذه المستشعرات في الاتجاه المعاكس. يكتشف أحد المستشعرات القطب الشمالي ويكشف مستشعر آخر القطب الجنوبي. يستخدم اثنان من مصابيح LED للإشارة إلى القطب الشمالي والقطب الجنوبي للمغناطيس.
المكونات مطلوبة
- A3144 مستشعر تأثير القاعة (2)
- ال اي دي (2)
- 7805 منظم جهد
- مكثف (0.1 درجة فهرنهايت و 10 درجات فهرنهايت)
- 10 كيلو المقاوم (2)
- أسلاك توصيل
- اللوح
قبل المضي قدمًا ، سوف نتعرف على مستشعر Hall Effect و Hall Effect.
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 ".
مستشعر تأثير القاعة
مستشعر Hall Effect هو جهاز للأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) للكشف عن الحقول المغناطيسية وقياسها. يمكن لهذه المستشعرات اكتشاف التغيرات في المجال المغناطيسي مثل التدفق والقوة والاتجاه. عندما تتغير كثافة التدفق المغناطيسي حول المستشعر بسبب المغناطيس ، يكتشفه المستشعر ويولد جهد خرج ، وبسبب هذا الجهد الناتج LED المتصل بمستشعر Magnet يغير حالته من منخفض إلى مرتفع. في هذا المشروع ، نستخدم مستشعرات Hall Effect لاكتشاف القطب الشمالي والقطب الجنوبي للمغناطيس.
لقد قمنا سابقًا بتوصيل مستشعر القاعة مع Arduino و Raspberry pi وقمنا بتنفيذ بعض المشاريع باستخدام مستشعر Hall مثل عداد السرعة الرقمي وإنذار الباب المغناطيسي وما إلى ذلك.
مخطط الرسم البياني
فيما يلي الرسم التخطيطي لكاشف القطبية المغناطيسية. هنا يتم استخدام مستشعرين لتأثير القاعة للكشف عن القطب الشمالي والقطب الجنوبي للمغناطيس. يتم استخدام مصباحي LED للإشارة إلى القطب الشمالي والجنوبي. يتم توصيل المسامير الإيجابية من المستشعرات المغناطيسية بدبوس OUT الخاص بمنظم الجهد 7805 ، كما يتم توصيل المسامير السلبية للمستشعرات المغناطيسية بـ GND لمنظم 7805. يتم توصيل مصابيح LED بدبوس الإخراج الخاص بجهاز الاستشعار المغناطيسي. يتم توصيل مقاومين سحب بين دبابيس OUT ودبابيس موجبة لأجهزة الاستشعار المغناطيسية.
بدت الأجهزة الخاصة بدائرة الكشف عن قطبية المغناطيس كما يلي:
اختبار كاشف القطبية المغناطيسية
بعد توصيل الدائرة ، كما هو موضح في الصورة أعلاه ، قم بتشغيل الإعداد باستخدام بطارية 9 فولت. في البداية ، ستكون مصابيح LED في حالة عالية. الآن أحضر المغناطيس بالقرب من مستشعرات المغناطيس ، إذا قمت بإحضار القطب الجنوبي بالقرب من Red LED ، فسيتم إيقاف تشغيله كما هو موضح في الشكل أدناه
وإذا أحضرت القطب الشمالي بالقرب من Green LED ، فهذا يشير إلى إيقاف تشغيله:
هذه هي الطريقة التي يمكنك بها صنع كاشف القطبية المغناطيسية الخاص بك.
ويرد أدناه فيديو عمل كامل.