우리 모두는 네오디뮴 자석, 링 자석 또는 디스크 자석이든 모든 자석이 북극과 남극의 두 극성을 가지고 있다는 것을 알고 있습니다. 우리는 또한 자석의 반대 극이 끌어 당기고 같은 극이 반발한다는 것을 알고 있습니다. 그러나 어느 것이 남극이고 어느 것이 북극인지 말하기는 어렵 기 때문에 자석의 극을 감지하기 위해 여기에서 간단한 회로를 만들 것입니다.
이 프로젝트에서는 홀 센서 와 LED를 사용하여 자기 극성 감지기 를 구축 할 것 입니다. 여기서 두 개의 홀 효과 센서는 북극과 남극을 감지하는 데 사용되며이 센서는 반대 방향으로 연결됩니다. 한 센서는 북극을 감지하고 다른 센서는 남극을 감지합니다. 두 개의 LED는 자석의 북극과 남극을 표시하는 데 사용됩니다.
필요한 구성 요소
- A3144 홀 효과 센서 (2)
- LED (2)
- 7805 전압 조정기
- 커패시터 (0.1µf 및 10µf)
- 10k 저항기 (2)
- 점퍼 와이어
- 브레드 보드
계속 진행하기 전에 홀 효과 및 홀 효과 센서에 대해 알아 보겠습니다.
홀 효과 란 무엇입니까?
홀 효과는 자기장의 이동 전하와 관련이 있습니다. 실용적인 방법으로 이해하려면 아래 그림 (a)와 같이 도체에 배터리를 연결하십시오. 전류 (i)는 배터리의 양극에서 음극으로 도체를 통해 흐르기 시작합니다.
전자의 흐름의 (e -) 배터리의 양극 단자에 도선을 통해 배터리의 마이너스 단자로부터 전류 (Ie)의 반대 방향이 될 것이다. 이 순간 아래 그림 (b)와 같이 도체 사이의 전압을 측정하면 전압이 0이됩니다. 즉 전위차가 0이됩니다.
이제 자석을 가져와 아래 이미지 (c)와 같이 도체 사이에 자기장을 만듭니다.
이 조건에서 도체에 걸쳐 전압이 측정되면 약간의 전압이 발생합니다. 이 발전된 전압을 "홀 전압 " 이라고하며이 현상을 " 홀 효과 "라고합니다.
홀 효과 센서
홀 효과 센서는 자기장을 감지하고 측정하기위한 소규모 MEMS (microelectromechanical systems) 장치입니다. 이 센서는 자속, 강도 및 방향과 같은 자기장의 변화를 감지 할 수 있습니다. 자석으로 인해 센서 주변의 자속 밀도가 변하면 센서가이를 감지하여 출력 전압을 생성하고,이 출력 전압으로 인해 자석 센서에 연결된 LED가 상태를 낮음에서 높음으로 변경합니다. 이 프로젝트에서는 홀 효과 센서를 사용하여 자석의 북극과 남극을 감지합니다.
우리는 이전에 Arduino 및 Raspberry pi와 홀 센서를 인터페이스했으며 디지털 속도계, 마그네틱 도어 알람 등과 같은 홀 센서를 사용하여 몇 가지 프로젝트를 만들었습니다.
회로도
자기 극성 검출기의 회로도 는 다음과 같습니다. 여기서 두 개의 홀 효과 센서는 자석의 북극과 남극을 감지하는 데 사용됩니다. 두 개의 LED는 북극과 남극을 표시하는 데 사용됩니다. 자기 센서의 양극 핀은 7805 전압 조정기의 OUT 핀에 연결되고 자기 센서의 음극 핀은 7805 조정기의 GND에 연결됩니다. LED는 자기 센서의 OUT 핀에 연결됩니다. 두 개의 풀업 저항이 자기 센서의 OUT 핀과 포지티브 핀 사이에 연결됩니다.
자석 극성 감지 회로 의 하드웨어는 다음 과 같습니다.
자기 극성 검출기 테스트
회로를 연결 한 후 위 이미지와 같이 9V 배터리를 사용하여 설정에 전원을 공급합니다. 처음에는 LED가 High 상태가됩니다. 이제 자석을 자석 센서에 더 가까이 가져 오십시오. 남극을 적색 LED에 가까이 가져 가면 아래 그림과 같이 꺼집니다.
그리고 북극을 녹색 LED에 가까이 가져 가면 꺼집니다.
이것이 바로 자기 극성 검출기를 만드는 방법 입니다.
완전한 작동 비디오가 아래에 제공됩니다.