霍尔电压传感器(霍尔传感器简介)

1879年，美国物理学家霍尔在研究金属的导电机理时，发现当电流通过垂直于外磁场的导体时，载流子会发生偏转，产生一个垂直于电流和磁场路线的附加电场，导致导体两端产生电位差。后来，大众把这种现象称为霍尔效应。也许连霍尔都不知道他的发现有如此重大的意义。现在基于霍尔效应的传感器已经应用于生活和工程的各个领域。霍尔传感器不仅可以测量电流和电压，还可以测量磁场、力、位移、速度等。只有你想不到的，没有它做不到的。

今天我们就来介绍一下创客领域常用的霍尔传感器——线性霍尔磁传感器。我们经常用它来检测磁场，配合一个小小的磁铁，可以实现更多的功能，比如目标定位、测速、计数等等。

我们先来复习一下物理聪明:霍尔效应。

当一种导电材料(实际应用中常用的半导体材料)接入电源形成回路时，那么整个电路中就有电荷的定向运动，形成电流。此时，当我们将导电材料置于稳定的磁场中时，由于洛仑兹力的影响，电荷会发生位移，电荷会在材料的两侧积累，进而形成垂直于电流路线的电场。当电荷积累到一定程度时，电荷上的电场力会与洛伦兹力平衡。电荷不会继续累积。此时，在材料的两侧建立了稳定的电位差，即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场与电流强度之比就是电阻率。

假设该导体的高度和宽度分别为D和B，定义为:

e:电场强度；

e:单个粒子的电荷量；

n:单位体积的带电粒子数；

b:磁通密度；

v:带电粒子的移动速度；

I:回路电流

根据电流的基本定义:

计算洛仑兹电荷力和电场力:

洛伦兹力和电场力平衡时:

这就是我们所说的霍尔电压。对于固定的材料，我们清楚地知道N，E，d的大致，由此可见u与IB成正比。因此我们可以测量U的大致，检测电流I的大致，也可以判断是否存在磁场b。

让我们回到我们的主角:线性磁霍尔传感器。

职业原理:

该模块是基于霍尔元件3144设计制造的。344是基于双极半导体技术设计和生产的霍尔元件。该装置集成了霍尔效应芯片、电压调节器、反向电压保护器、信号放大电路、施密特触发器和集电极开路输出驱动晶体管。344具有较宽的职业电压范围和职业温度范围，非常适合用作汽车、工业电器和家用电器中的固态电子开关。霍尔元件具有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗低、频率高、耐振动、不怕灰尘、油污、水汽、盐雾污染或腐蚀等优点。

344功能框图

传感器模块使用宽电压LM393比较器。通过霍尔元件传递的值与电位器比较，可以直接输出高低电平。信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA。同时，该模块增加了可调精密电位器的调节灵敏度，大大增加了应用范围和方便性。

引脚定义:

VCC正极

GND电源阴极

进行数字输出

A0模拟输出(在不同距离输出不同电压)

模块参数:

职业电压:5V

输出形式:数字开关输出(0和1)

纸板尺寸:43毫米* 15毫米

下面介绍Arduino的线性磁霍尔传感器模块程序。实验:霍尔传感器由磁铁触发。检测到磁场时，蜂鸣器鸣响。

硬件:

Arduino控制器× 1

线性霍尔磁传感器× 1

蜂鸣器模块× 1

杜邦线× n

布线:

电路也很简单。只需将两个模块的电源线和地线连接好，接着将霍尔磁传感器模块的数据线DO与Arduino的数字端子2连接，Arduino的数字端子13与蜂鸣器信号端子连接。

Arduino布线图

程序:

int?buzzer=13;?????????????//定义蜂鸣器?接口int?SENSOR=2;???????//定义霍尔磁力传感器接口int?val;??????????????????//定义数字变量valvoid?setup()??pinMode(buzzer,OUTPUT);?????????//定义蜂鸣器为输出接口?pinMode(SENSOR,INPUT);?????????//定义霍尔磁力传感器为输入接口}void?loop()????val=digitalRead(SENSOR);?????????//将数字接口2的值读取赋给val????if?(??val==HIGH??)??????????????//??判断传感器信号??????digitalWrite(buzzer,?HIGH);????}??else????????????digitalWrite(buzzer,?LOW);??//当霍尔磁力传感器有信号时，蜂鸣器响????}}

上面的程序很简单吧？当然你也可以改一下，改为驱动LED灯，这样就变成自动开关了。如果添加中断程序，这可以小编认为一个计数器；加上计时器程序来测量速度，这就是自行车测速仪的原理。