Eine Hall Effekt Sensor unter die Lupe nehmen!

Typenbestimmung durch Spannungsmessung.

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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.


ESP32 und Hall Effekt 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.



ESP32 und Hall Effekt Sensor, Software 1 ESP32 und Hall Effekt Sensor, Software 2


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.


Hall Effekt Sensor, Messprotokoll


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.


Hall Effekt Sensor, von Linear zu digital Ausgang


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.



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