- ส่วนประกอบที่จำเป็น
- Hall Effect คืออะไร?
- เซ็นเซอร์ Hall Effect
- แผนภูมิวงจรรวม
- การทดสอบเครื่องตรวจจับขั้วแม่เหล็ก
เราทุกคนรู้ดีว่าแม่เหล็กทุกตัวมีสองขั้วคือขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ไม่ว่าจะเป็นแม่เหล็กนีโอดิเมียมแม่เหล็กวงแหวนหรือแม่เหล็กแผ่นดิสก์ เรารู้ด้วยว่าขั้วตรงข้ามของแม่เหล็กดึงดูดและขั้วเดียวกันขับไล่ แต่ยากที่จะบอกว่าอันไหนคือขั้วใต้และขั้วใดเป็นขั้วเหนือดังนั้นในการตรวจจับขั้วของแม่เหล็กเราจะสร้างวงจรง่ายๆที่นี่
ในโครงการนี้เราจะสร้างMagnetic Polarity Detector โดยใช้ Hall Sensorและ LED ที่นี่ใช้เซ็นเซอร์ Hall Effect สองตัวในการตรวจจับขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้และเซ็นเซอร์เหล่านี้จะเชื่อมต่อในทิศทางตรงกันข้าม เซ็นเซอร์ตัวหนึ่งตรวจจับขั้วโลกเหนือและอีกเซ็นเซอร์หนึ่งตรวจจับขั้วโลกใต้ LED สองดวงใช้เพื่อระบุขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ของแม่เหล็ก
ส่วนประกอบที่จำเป็น
- A3144 ฮอลล์เอฟเฟกต์เซนเซอร์ (2)
- ไฟ LED (2)
- 7805 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
- ตัวเก็บประจุ (0.1µf & 10µf)
- ตัวต้านทาน 10k (2)
- สายจัมเปอร์
- เขียงหั่นขนม
ก่อนที่จะก้าวต่อไปเราจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับเซ็นเซอร์ Hall Effect และ Hall Effect
Hall Effect คืออะไร?
Hall Effect เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก เพื่อทำความเข้าใจในทางปฏิบัติให้เชื่อมต่อแบตเตอรี่กับตัวนำดังที่แสดงในภาพ (ก) ด้านล่าง กระแส (i) จะเริ่มไหลผ่านตัวนำจากขั้วบวกไปเป็นลบของแบตเตอรี่
การไหลของอิเล็กตรอน (e -) จะอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามกับกระแสเช่นจากขั้วลบของแบตเตอรี่ผ่านตัวนำไปยังขั้วบวกของแบตเตอรี่ ในขณะนี้เมื่อเราวัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวนำดังแสดงในภาพด้านล่าง (b) ด้านล่างแรงดันไฟฟ้าจะเป็นศูนย์นั่นคือความต่างศักย์จะเป็นศูนย์
ตอนนี้นำแม่เหล็กและสร้างสนามแม่เหล็กระหว่างตัวนำเช่น Image (c) ด้านล่าง
ในสภาวะนี้เมื่อวัดแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวนำจะมีการพัฒนาแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นนี้เรียกว่า“ Hall Voltage ” และปรากฏการณ์นี้เรียกว่า“ Hall Effect ”
เซ็นเซอร์ Hall Effect
เซ็นเซอร์ Hall Effect เป็นอุปกรณ์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก (MEMS) สำหรับตรวจจับและวัดสนามแม่เหล็ก เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กเช่นฟลักซ์ความแรงและทิศทาง เมื่อความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กรอบ ๆ เซ็นเซอร์เปลี่ยนแปลงเนื่องจากแม่เหล็กเซ็นเซอร์จะตรวจจับและสร้างแรงดันไฟฟ้าขาออกและเนื่องจาก LED แรงดันไฟฟ้าขาออกนี้ที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์แม่เหล็กจะเปลี่ยนสถานะจากต่ำไปสูง ในโครงการนี้เราใช้เซ็นเซอร์ Hall Effect เพื่อตรวจจับขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ของแม่เหล็ก
ก่อนหน้านี้เรามีเซ็นเซอร์ Interfaced Hall กับ Arduino และ Raspberry pi และทำโครงการบางอย่างโดยใช้เซ็นเซอร์ Hall เช่น Digital Speedometer, Magnetic Door Alarm เป็นต้น
แผนภูมิวงจรรวม
แผนภาพวงจรสำหรับเครื่องตรวจจับขั้วแม่เหล็กแสดงไว้ด้านล่าง ที่นี่ใช้เซ็นเซอร์ Hall effect สองตัวเพื่อตรวจจับขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ของแม่เหล็ก LED สองดวงใช้เพื่อระบุขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ หมุดบวกของเซ็นเซอร์แม่เหล็กเชื่อมต่อกับขา OUT ของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 7805 และหมุดลบของเซ็นเซอร์แม่เหล็กเชื่อมต่อกับ GND ของตัวควบคุม 7805 LED เชื่อมต่อกับขา OUT ของเซ็นเซอร์แม่เหล็ก ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นสองตัวเชื่อมต่อระหว่างขาออกและขาบวกของเซ็นเซอร์แม่เหล็ก
ฮาร์ดแวร์สำหรับวงจรตรวจจับขั้วแม่เหล็กมีลักษณะดังนี้:
การทดสอบเครื่องตรวจจับขั้วแม่เหล็ก
หลังจากเชื่อมต่อวงจรดังที่แสดงในภาพด้านบนให้เปิดการตั้งค่าโดยใช้แบตเตอรี่ 9V ในขั้นต้น LED จะอยู่ในสถานะสูง ตอนนี้ให้นำแม่เหล็กเข้าใกล้เซ็นเซอร์แม่เหล็กมากขึ้นหากคุณนำขั้วใต้ใกล้กับ LED สีแดงมันจะปิดดังแสดงในรูปด้านล่าง
และถ้าคุณนำขั้วเหนือใกล้กับ LED สีเขียวแสดงว่ามันดับ:
นี่คือวิธีที่คุณสามารถทำให้คุณเองแม่เหล็กตรวจจับขั้ว
ดูวิดีโอการทำงานที่สมบูรณ์ด้านล่าง