霍尔电压传感器（霍尔传感器介绍）

　　霍尔电压传感器（霍尔传感器介绍）
　　1879年，美国物理学家霍尔在研究金属的导电机制时发现：当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差。人们后来称这种现象为霍尔效应。也许连霍尔也没想到，他这一发现居然具有这么大的意义。现在基于霍尔效应的传感器已经应用在了生活和工程的各个领域。霍尔传感器不仅可以用来测量电流，电压，还能测量磁场，力，位移，速度等等。只有你想不到的，没有它做不到的。
　　今天我们来介绍一下创客领域中常用的霍尔传感器线性霍尔磁力传感器。我们常用它来检测磁场，搭配上一块小磁铁，它就能实现更多的功能，比如目标定位，测量转速，计数等等。
　　我们先来复习一下物理知识：霍尔效应。
　　当一个导电材料（实际运用中通常的半导体材料），接入电源中，形成一个回路，此时整个电路中就存在电荷的定向移动，形成电流。这时候，我们将导电材料放置在一个稳定磁场中，电荷因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，继而形成垂直于电流方向的电场，电荷累积到一定程度，电荷所受的电场力与洛伦兹力产生平衡。电荷不再继续累积。此时材料两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。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。平行电场和电流强度之比就是电阻率。
　　我们假设这块导体的高是d，宽是b，同时定义：
　　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量；
　　B：磁通密度；
　　v：带电粒子移动速度；
　　I：回路电流大小
　　由电流基本定义知：
　　计算电荷洛伦兹力和电场力：
　　当洛伦兹力和电场力平衡时：
　　这里的U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的大小。这就意味着U和IB成正比。所以我们可以通过测量U的大小，检测电流I的大小，也可以判断是否有磁场B。
　　下面回到我们的主角：线性磁力霍尔传感器。
　　工作原理：
　　该模块是基于霍尔元件3144设计制作的模块。3144是基于双极半导体工艺设计和生产的霍尔器件，器件内部集成了霍尔效应片、电压调节器、反向电压保护器、信号放大处理电路、施密特触发器和一个开集电极输出驱动三极管。3144具有较宽的工作电压范围和较宽的工作温度范围，非常适合在汽车、工业电器和家电等产品中用作固态电子开关。霍尔器件结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
　　3144功能框图
　　该传感器模块使用宽电压LM393比较器，通过对霍尔元件传过来的值和电位器比较，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。同时模块增加可调精密电位器调节灵敏度，大大增加了使用范围和便捷性。
　　引脚定义：
　　VCC电源正极
　　GND电源负极
　　DO数字量输出
　　A0模拟量输出（不同距离输出不同电压）
　　模块参数：
　　工作电压：5V
　　输出形式：数字开关量输出（0和1）
　　板子尺寸：43mm15mm
　　下面介绍一下Arduino的线性磁力霍尔传感器模块程序。实验：用磁铁触发霍尔传感器，检测到磁场时，蜂鸣器响。
　　硬件设备：
　　Arduino控制器1
　　线性霍尔磁力传感器1
　　蜂鸣器模块1
　　杜邦线n
　　接线：
　　连接电路也非常的简单，只要连接好两个模块的电源，地线，再将霍尔磁力传感器模块的数据线DO与Arduino的数字端2数字引脚相连，Arduino的数字端13与蜂鸣器信号端相连。
　　Arduino接线图
　　程序：intbuzzer13；定义蜂鸣器接口intSENSOR2；定义霍尔磁力传感器接口intval；定义数字变量valvoidsetup（）｛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｝voidloop（）｛valdigitalRead（SENSOR）；将数字接口2的值读取赋给valif（valHIGH）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｝｝
　　上面程序十分简单吧，当然你也可以改一下，改为驱动LED灯，这样就变成了自动开关了。如果加上中断程序，这就可以作为计数器使用；加上定时器程序就能测速了，自行车的测速码表就是这个原理。