חיישן מגנטי ליניארי הוא חיישן אלקטרוני שמודד שדות מגנטיים. הוא מסוגל לקבוע במדויק את העוצמה של שדה מגנטי לאורך ציר מסוים.
כיצד עובד חיישן מגנטי לינארי?
חיישן מגנטי לינארי עובד על עקרון האפקט הול. האפקט הול מתרחש כאשר זרם חשמלי עובר דרך חומר מוליך למחצה בנוכחות שדה מגנטי.
השדה המגנטי יוצר כוח המשפיע על נושאי המטען בחומר וגורם להם לנוע בכיוון מסוים. זה יוצר מתח חשמלי לרוחב המוליך למחצה אשר מכונה
מתח הול.
עוצמת מתח הול תלויה בעוצמת השדה המגנטי - ככל שהשדה חזק יותר, מתח הול גבוה יותר. בחיישן ליניארי של אפקט הול, המתח במוצא
משתנה באופן יחסי וליניארי לשדה המגנטי לאורך ציר הגילוי. על ידי מדידת מתח זה ניתן לקבוע את עוצמת השדה המגנטי ולהשתמש במידע
כדי לגלות מיקום, מהירות או כיוון של עצם נע ביחס לחיישן.
בשונה מחיישן המגנטי ON/OFF, שמאפשר לנו לדעת רק האם יש מגנט בסביבת החיישן או לא. חיישן המגנטי לינארי נותן לנו אופציה לדעת
כמה קרוב המגנט לחיישן המגנטי הלינארי.
מה הוא הקשר בין שדה חשמלי לשדה מגנטי?
ישנו קשר הדוק בין שדות חשמליים ושדות מגנטיים. כאשר זורם זרם חשמלי בתיל, הוא יוצר סביבו שדה מגנטי. ככל שהזרם חזק יותר,
כך גם השדה המגנטי סביב התיל יהיה חזק יותר. להיפך, אם נניע מגנט ליד תיל, נוכל ליצור בתיל זרם חשמלי. התנועה של המגנט יוצרת
שינויים בשדה המגנטי שלו, ושינויים אלה יוצרים כוח אלקטרומגנטי שדוחף את האלקטרונים בתיל לזרום. כלומר ישנה השפעה הדדית בין
שדות מגנטיים לשדות חשמליים. זרם חשמלי יוצר שדה מגנטי ושינוי שדה מגנטי יוצר זרם חשמלי.
סרטון שמסביר כיצד עובד חיישן מגנטי לינארי
היכן ניתן לפגוש חיישן מגנטי לינארי בחיי היום יום?
חיישני אפקט הול ליניאריים משמשים במגוון רחב של מכשירים ויישומים בחיי היום-יום. לדוגמא, בקרת מהירות ותנועה של מנועים חשמליים -
למשל במכוניות חשמליות, רכבות מהירות, כלי רכב חשמליים אישיים ועוד. החיישן מאפשר בקרת מהירות ותאוצה מדויקת של המנוע.
דוגמא נוספת, מדידת זרימה ומפלס נוזלים - במשאבות, מכלי דלק, מכונות קפה ועוד. החיישן קורא את תנועתו של מגנט הצף על פני הנוזל.
שימוש נוסף הוא במדי מהירות באופניים, קורקינטים חשמליים וכלי רכב דו-גלגליים.
בקיצור, החיישן מאפשר מדידה אמינה ומדויקת של תנועה, מיקום, מפלס ומהירות במגוון רב של יישומים נפוצים.
כיצד מחברים חיישן מגנטי לינארי לארדואינו?
ראשית נאתר את חיישן מגנטי לינארי בקופסאת החיישנים.
לאחר מכן נחבר את חיישן מגנטי לינארי ללוח הארדואינו באופן הבא:
כעת נחבר את לוח הארדואינו למחשב ונעלה את הקוד הבא לארדואינו:
כעת שנקרב מגנט לחיישן המגנטי נראה את הערך המספרי שמציג המחשב גדל לאט לאט. כאשר הערך יעבור את המספר 650 נורת
הלד בפין 13 תדלק. כאשר נרחיק את המגנט הנורה תכבה.
אתגר
1. חבר אחד נורת הלד RGB למינוס (GND) וחבר את אחת מהצבעים לפין 9. שנה את הקוד כך שהמגנט רחוק מהחיישן נורת הלד כבויה
וכאשר מקרבים את המגנט לחיישן המגנטי עוצמת נורת הלד תתגבר באופן הדרגתי עד לעוצמה המקסימלית.
פתרון
1. הפתרון מופיע בקוד הבא:
הקוד דומה מאוד לקוד המקורי, ההבדל הוא שאנו עושים המרה לערך שמודד החיישן לערך פרופורציונלי שמאיר את הנורה.
הנורה מתחברת לפין 9, הבקר פוקד על פין 9 ערך אנלוגי להעיר אותו.
הארה בפייסבוק
