Eine Hall Effekt Sensor unter die Lupe nehmen!
Typenbestimmung durch Spannungsmessung.
Vier Hall Effekt Sensoren liegen hier auf meiner Werkbank. Vor einigen Jahren gekauft.
Mit einer Optikerlupe kann ich die Bezeichnung lesen:
4E912BG! Jedoch finde ich drüber
kein Datenblatt im Internet. Wo ich die mal gekauft habe, weiß ich auch nicht mehr.
Die Versäumnisse von Damals müssen jetzt ausgebügelt werden. Zuerst habe recherchiert,
wie so eine dreipolige Blackbox angeschlossen wird und ob alle Hall Effekt Typen
im Anschluss ähnlich sind. Das ist so! Als nächstes, mit einer Versorgungsspannung
von 3,3 Volt und einen Neodym Magneten prüfen, ob und wie sich der Spannungsausgang
verändert. Nachfolgend nun die Ergebnisse.
Eine Aussage können wir jetzt schon
treffen: Im Zusammenhang mit einer 3,3 Volt Versorgungsspannung, durch das Messen des
Hall Effekt Sensor Ausgangs mit einem Spannungsmesser und in Verbindung mit einem
externen Permanentmagneten verändert sich die Spannung LINEAR.
Der 4E912BG ist ein linearer Sensor.
Der 4E912BG kommt mit 3,3 Volt zurecht, somit kann ein Messaufbau mit dem Mikrokontroller
ESP32 aufgebaut werden. Der Ausgang des Hall Sensors geht auf Pin 33 vom ESP32.
Das ist alles was wir brauchen.
Wie auf dem obigen Bild zu sehen ist,
wird mit einem Magneten die Distanz zum Hall Sensors verändert. Das wiederum
verändert den Spannungspegel des Hall Sensors. Dabei wird sofort ersichtlich,
dass die Polrichtung des externen Magneten von ausschlaggebender Bedeutung ist!
Das wird weiter unten auf dieser Seite noch verdeutlicht.
Drei Dinge erledigt die Python Software.
(1) In Zeile 65 wird der Sensor, der einen analogen Spannungspegel
liefert digitalisiert. Mich interessiert nur die Spannungsveränderung in Bezug auf den externen Magneten,
deshalb wurde in Zeile 66 die Spannung abgezogen, die sich einstellt, wenn kein externer Magnet im Umfeld
des Sensors ist. Siehe auch Zeile 20.
(2) Eine rote Leuchtdiode soll aktiviert werden, wenn der Magnet
eine Distanz von 6 Millimeter zum Sensor hat, und ob diese Distanz immer gleich ist. Siehe Zeile 70 und 21.
(3) Die Ergebnisse sollen auf einer Konsole ausgegeben werden. Weiterhin ein Protokoll zum PC. Siehe Zeile 75 bis 82.
Das Messprotokoll.
Der lineare Sensor 4E9120BG liefert brauchbare Daten, wenn
(1) der Südpol des externen Magneten die schmalere Seite des
trapezförmigen Sensors durchflutet oder
(2) der Nordpol die breitere Seite des Sensors tangiert.
Es gab keine nennenswerten Abweichungen bei mehreren Messungen. Somit kann ich den Hall Effekt
Sensor 4E9120BG für ein ganz bestimmtes Projekt einsetzen. Darüber werde ich dich noch genau informieren.
Zum Ende möchte ich noch eine kleine Hardware-Frickelei vorstellen. Braucht man einen linearen Hall Effekt
Sensor als digitales AN-, AUS Signal so kann man das mit einem Operationsverstärker bewerkstelligen.
Das muss kein TL081CP sein. Viele andere Typen gehen auch, diese müssen nur mit 5 Volt zurechtkommen.
Mit dem Potentiometer, hier als Spannungsteiler 10 Kiloohm und 6,8 Kiloohm, wird der Schaltpunkt
eingestellt. Der Operationsverstärker arbeitet hier als Komparator. Das obige Bild, linke Seite,
zeigt ein Steckbrett mit ausgeschalteter roten LED. Rechts, leuchtet die rote LED, weil ein Magnet
mit korrekter Polrichtung im Anstand von 5 Millimeter den Hall Effekt Sensor durchflutet.