به نام خدا

اندازه گیری قدرت میدان مغناطیسی با سنسور اثر هال

در این پروژه می خواهیم با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال ( ADC ) ، قدرت میدان مغناطیسی را توسط سنسور اثر هال و برد آردوینو اندازه گیری کنیم . سنسور اثر هال که ما از آن استفاده کرده ایم سنسور UGN3503U می باشد . این سنسور قدرت میدان مغناطیسی را حس می کند و با توجه به قدرت میدان ، ولتاژ خروجی متناسب با آن را تولید می کند . این سنسور شدت میدان را در واحد GAUSS به ما می دهد . ترتیب پایه های سنسور اثر هال UGN3503 به صورت زیر است :

ولتاژ متغیری که در خروجی این سنسور اثر هال ( متناسب با شدت میدان مغناطیسی ) تولید می شود را ما دریافت می کنیم و توسط واحد ADC آردوینو این ولتاژ آنالوگ را به دیجیتال تبدیل می کنیم و در نهایت میدان اندازه گیری شده را بر روی ال سی دی کاراکتری نمایش می دهیم .

برد آردوینو UNO دارای 6 کانال ADC است و رزولوشن آن 10 بیتی می باشد . این به این معنی است که ولتاژ 0 تا 5 ولت آنالوگ به عددی بین 0 تا 1023 تبدیل می شود که این یعنی هر 4.9 میلی ولت ( 5/1023 ) یک واحد به عدد ADC که بین 0 تا 1023 تغییر می کند اضافه می شود . 0 معادل 0 ولت و 1023 معادل 5 ولت است .

کانال های ADC آردوینو به صورت پیش فرض دارای ولتاژ مرجع 5 ولت می باشند ولی ما می توانیم این ولتاژ مرجع را تغییر دهیم . مثلا اگر ولتاژ خروجی سنسور ما بین 0 تا 2.7 ولت باشد می توانیم ولتاژ مرجع خود را متناسب با سنسور تغییر دهیم و آن را به 2.7 ولت تغییر دهیم .

رزولوشن واحد ADC به صورت پیش فرض 10 بیت است ولی می توانیم این رزولوشن را تغییر دهیم . این تغییر رزولوشن در مواردی مفید است .

قطعات مورد نیاز پروزه به شرح زیر است :

– برد آردوینو UNO ( البته هر برد آردوینو دیگری هم می تواند باشد )

– منبع تغذیه 5 ولت

– ال سی دی کاراکتری 16*2

– خازن 100 میکرو فاراد ( دو عدد )

– سنسور اثر هال UGN3503U

شماتیک مدار به صورت زیر است :

ال سی دی کاراکتری 16 پایه دارد که دو تا از پایه های آن برای نور پس زمینه است . بعضی از ال سی دی های کاراکتری این دو پایه را برای نور پس زمینه ندارند و 14 پایه دارند . 8 پایه برای تبادل داده است ( D0 تا D7 ) . پایه 1 و 2 برای تغذیه مثبت و منفی ال سی دی است . پایه 3 برای تنظیم نور پس زمینه . پایه 6 ( E ) برای فعال سازی پین ها است و پایه های 5 و 6 برای کنترل پین ها . به هنگام نوشتن روی ال سی دی پایه 5 را به زمین وصل می کنیم . برای ارسال و نمایش داده ها روی ال سی دی کافی است 4 پایه از 8 پایه ای که مربوط به تبادل داده می شود ( D4 تا D7 ) را به آردوینو وصل کنیم . پایه های 4 و 6 را هم باید به آردوینو وصل کنیم .

توسط دستور های زیر می توانیم داده ها را دریافت کنیم ، ولتاژ مرجع ADC را تغییر دهیم و رزولوشن ADC را عوض کنیم .

analogRead(pin)

()analogReference

analogReadResolution(bits)

توسط یک آهنربا و دور نزدیک کردن آن نسبت به سنسور می توانید تغییرات میدان را بر روی ال سی دی تماشا کنید .

کد های برنامه را از لینک زیر دانلود کنید و بر روی برد آردوینو خود آپلود کنید .

[maxbutton id=”175″ url=”http://avatrobo.ir/wp-content/uploads/2018/01/UGN3503.zip” text=”دانلود فایل” ]

فیلم زیر عملکرد این پروژه را نشان می دهد .