Il modulo KY-003 Hall magnetic sensor module e il Ks0020 keyestudio Hall Magnetic Sensor utilizzano un sensore basato sull’effetto Hall, in grado di rilevare campi magnetici per esempio posseduti da una calamita naturale o generati da un’elettrocalamita quando questa è attivata.
Il sensore ha un’uscita digitale ON/OFF, in pratica si comporta come un interruttore.
il modulo è molto simile al KY-035 Analog Hall magnetic sensor ma quest’ultimo ha un’uscita analogica e non digitale.
Indice
Il magnetismo
In fisica, in particolare nel magnetismo, il campo magnetico è un campo vettoriale solenoidale generato nello spazio, dal moto di una carica elettrica o da un campo elettrico variabile nel tempo. Insieme al campo elettrico, il campo magnetico costituisce il campo elettromagnetico, responsabile dell’interazione elettromagnetica nello spazio.
Se una lampadina è connessa ad una batteria, questa si accende. Questo è reso possibile grazie ad un flusso di corrente che attraversa tutto il circuito. Non appena la corrente inizia a circolare nel circuito si forma anche un campo magnetico. La forza del campo magnetico (H) è misurata in Ampere su metro (A/m).
Le linee di forza del campo magnetico sono concentriche con il filo attraverso il quale fluisce la corrente.
Il campo magnetico agisce su un oggetto carico tramite la forza di Lorentz in una carica elettrica in movimento, oppure nel momento torcente che agisce su un dipolo magnetico.
L’evoluzione spaziale e temporale del campo magnetico è governata dalle equazioni di Maxwell, un sistema di quattro equazioni differenziali alle derivate parziali lineari che sta alla base della descrizione formale dell’interazione elettromagnetica.
Storicamente gli effetti magnetici vengono scoperti grazie a magneti naturali che, allo stesso tempo, generano un campo magnetico e ne subiscono gli effetti per via delle correnti elettriche su scala atomica.
La scoperta della produzione di campi magnetici da parte di conduttori percorsi da corrente elettrica si deve a Hans Christian Ørsted nel 1820.
Sperimentalmente, la direzione del vettore campo è la direzione indicata dalla posizione d’equilibrio dell’ago di una bussola immersa nel campo, mentre lo strumento per la misura del campo magnetico è il magnetometro.
In fisica l’effetto Hall è la formazione di una differenza di potenziale (potenziale di Hall) sulle facce opposte di un conduttore elettrico dovuta a un campo magnetico perpendicolare alla corrente elettrica che scorre in esso.
L’effetto prende il nome dal fisico Edwin Hall che per primo lo scoprì nel 1879.
Testi tratti da Wikipedia:
https://it.wikipedia.org/wiki/Campo_magnetico
https://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Hall
Caratteristiche del sensore
Il sensore presente sul modulo può riportare varie sigle come 44E311, 3144EUA-S oppure 3144LUA-S.
Sul modulo è montato un Hall-Sensor-Switch (tipicamente un 44E) di tipo bipolare, sono inoltre presenti un LED ed una resistenza.
Il pin digitale di uscita varia il suo valore in presenza di un campo magnetico. Si avranno due stati logici:
- Assenza campo magnetico → il piedino d’uscita è a HIGH
- Presenza campo magnetico → il piedino d’uscita è a LOW, tale livello logico viene segnalato dall’accensione del led presente sul modulo.
Gli utilizzi del sensore possono essere:
- La posizione di un oggetto,
- Rilevazione della velocità di rotazione di un motore elettrico
- L’avvicinarsi ad una barriera magnetica.
Foto del modulo Hall magnetic sensor
Dove trovare il modulo Hall magnetic sensor
Il modulo KY-003 potrà essere trovato all’interno del Kit 37 Sensori per Arduino (codice HMTKITS) in vendita presso il sito Homotix, ricordate di inserire il codice “ADRIROBOT” per ottenere uno sconto del 3%.
Il kit è anche disponibile presso il sito Futura Elettronica (codice 1606-SENSORKIT37).
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Il sensore singolo può essere trovato anche sul sito TechMaker, il codice prodotto è SE482118, ricordate di inserire il codice “ADRIROBOT” per ottenere uno sconto del 3%.
Foto del modulo Ks0020 keyestudio Hall Magnetic Sensor
Dove trovare il Ks0020 keyestudio Hall Magnetic Sensor
Il modulo Ks0020 keyestudio Hall Magnetic Sensor all’interno del Keyestudio 37 in 1 Starter Kit per BBC micro:bit. Il kit può essere trovato presso il sito Amazon, ecco il link.
Circuito elettrico del modulo
Lo schema del modulo KY-003, oltre al sensore che può riportare vaie sigle come 44E311, 3144EUA-S oppure 3144LUA-S un led con relativa resistenza di limitazione.
Il LED si accende quando viene rilevato un campo magnetico. Il polo negativo si trova a sinistra in corrispondenza del pin “-“, mentre il polo positivo (5V) corrisponde al pin centrale. L’uscita si trova in corrispondenza del pin con la sigla “S”.
Lo schema del sensore Ks0020 della keyestudio è simile, cambia solamente la disposizione dei pin di uscita e le loro sigle G pere GND, V per +5V e S per Out.
Schema di collegamento base del modulo con Arduino
Sotto è riportato lo schema del collegamento; oltre ai due pin di alimentazione si collegherà il pin di uscita del sensore al pin digitale D2 della scheda Arduino
Sketch per il test
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int Led = 13 ; // define LED Interface int SENSOR = 2 ; // define the Hall magnetic sensor interface int val ; // define numeric variables val void setup () { pinMode (Led, OUTPUT) ; // define LED as output interface pinMode (SENSOR, INPUT) ; // define the Hall magnetic sensor line as input } void loop () { val = digitalRead (SENSOR) ; // read sensor line if (val == LOW) // when the Hall sensor detects a magnetic field, Arduino LED lights up { digitalWrite (Led, HIGH); } { digitalWrite (Led, LOW); } } |
Test con elettrocalamita
Segue un esempio in cui il sensore KY-003 o il Ks0020 in questo caso rileva se una elettrocalamita risulta attivata. L’elettrocalamita è il modello SEN-MAG25N , vedere articolo Modulo con elettromagnete – SEN-MAG25N.
Lo schema di collegamento con Arduino nella versione base è molto semplice, sono necessari:
Scheda Keyestudio PLUS |
Modulo elettromagnete SEN-MAG25N |
Modulo digitale (pulsante) |
Modulo sensore magnetico |
 Cavi di collegamento |
Breadboard |
Sotto è riportato lo schema dei collegamenti
Nota: nel prototipo è stata utilizzata al posto della scheda Arduino UNO una scheda KS0486 Keyestudio PLUS completamente compatibile con l’ambiente di sviluppo Arduino IDE. Contiene tutte le funzioni della scheda Arduino UNO R3 e alcuni miglioramenti che ne rafforzano notevolmente la funzione.
Sulla scheda sono presenti del connettori a collegare direttamente i moduli.
Sketch per il test
Sotto il codice utilizzato
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int pinMagnete = 3; int pinhallsensor = 5; int pinButton = 6; int pinled =13; void setup() { pinMode(pinButton, INPUT); pinMode(pinhallsensor, INPUT); pinMode(pinMagnete, OUTPUT); pinMode(pinled, OUTPUT); } void loop() { int valButton = digitalRead(pinButton); if (valButton == LOW) { digitalWrite(pinMagnete, HIGH); } else { digitalWrite(pinMagnete, LOW); } int valsensor = digitalRead (pinhallsensor); if (valsensor == HIGH) { // check if the input is HIGH digitalWrite(pinled, LOW); // turn LED OFF } else { digitalWrite(pinled, HIGH); // turn LED ON } delay(100); } |
Se l’elettromagnete non è attivato, il led del sensore e quello sulla scheda sono spenti
Se si preme il pulsante, l’elettromagnete si attiva e sia il led del sensore che quello sulla scheda si accendono.
