Магнетометар, који се понекад назива и гауссметар, мери снагу магнетног поља. Ово је важно средство за проверу трајних магнета и електромагнета и за разумевање облика конфигурација поља нестандардних магнета. Са довољно осетљивости може открити магнетизоване предмете од гвожђа. Временски различита поља мотора и трансформатора могу се открити ако је сонда довољно осетљива.
У овом чланку, чаробњак ће вам рећи како да направите једноставан преносни магнетометар са уобичајеним компонентама: линеарни Халл сензор, Ардуино, дисплеј и дугме. Укупни трошак је мањи од 5 евра, а осетљивост је ~ 0,01 мТ у распону од -100 до + 100 мТ. Ово је боље него што бисте очекивали од таквог уређаја. Да бисте добили тачна очитања, морате калибрирати инструмент, а чаробњак такође описује тај поступак.
Алати и материјали:
-СС49Е линеарни Халл сензор;
-Ардуино Уно;
-ССД1306 - 0,96 ”једнобојни ОЛЕД екран са И2Ц интерфејсом;
-Мицро тастер;
- хемијска оловка;
-3 танке жице;
-12цм танка (1,5 мм) стезна цев;
-Пластична кутија (18к46к83 мм);
-Суитцх;
-Баттери 9В;
- држач батерије;
Први корак: теорија
Можете да користите паметни телефон за мерење магнетног поља. Паметни телефони обично садрже троосни магнетометар, али обично је оптимизован за слабо магнетно поље Земље ~ 1 Гаусс = 0,1 мТ. Локација сензора на телефону није позната и није могуће поставити сензор у уске рупе, попут рупе електромагнета.
Халлов ефекат је уобичајени начин за мерење магнетних поља. Када електрони теку кроз проводник у магнетном пољу, они одступају бочно и на тај начин стварају се потенцијалне разлике на странама проводника. Правилним избором материјала и геометрије полуводича добија се мерљиви сигнал, који се може појачати и пружити мерење једне компоненте магнетног поља.
Чаробњак користи јефтин и широко доступан СС49Е сензор.
Ево његових карактеристика:
• Енергетски ефикасан
• Погодан ПЦБ интерфејс
• Стабилан низак ниво шума
• Опсег напона напајања од 2,7 В до 6,5 В ДЦ
• Осетљивост 1,4мВ / Г
• Време одзива: 3мкс
• Линеарност (% од опсега) 0,7%
• Радна температура температуре од -40 ° Ц до 100 ° Ц
Сензор је компактан, ~ 4к3к2 мм. Измери компоненту магнетног поља окомито на његову предњу површину. Сензор је биполарни и има 3 пина - Вцц Гнд Оут
Корак други: шкриња
Прво, мајстор састави склоп на табли. Повезује Халлов сензор, дисплеј и дугме: Халл сензор мора бити повезан на + 5В, ГНД, А1 (с лева на десно). Екран мора бити повезан са ГНД, + 5В, А5, А4 (с лева на десно). Када се тастер притисне, потребно је успоставити уземљење на месту А0.
Код је написан и преузет користећи Ардуино ИДЕ верзију 1.8.10. Захтијева инсталацију библиотека Адафруит_ССД1306 и Адафруит_ГФКС.
На екрану би требало да се прикаже вредност директне струје и вредност наизменичне струје.
Код можете преузети испод.
Магнетометер.ино
Трећи корак: Сензор
Халлсов сензор најбоље је инсталирати на крају уске цеви. Овај распоред је веома згодан и може се лако поставити унутар уских рупа. Свака шупља цев направљена од немагнетног материјала ће успети. Мајстор је користио стару хемијску оловку.
Морате припремити три танке флексибилне жице које су дуже од цеви. Спајане жице на ноге сензора, изоловане.
Четврти корак: Направите
9В батерија, ОЛЕД екран и Ардуино Нано удобно се уклапају у Тиц-Тац кутију. Предност је што је транспарентан, па се вредности на екрану добро читају изнутра. Све фиксне компоненте (сензор, прекидач и дугме) су причвршћене на врх тако да се цела јединица може извадити из кутије како би се заменила батерија или ажурирала код.
Мајстор није био обожаватељ батерија од 9 В, скупе су и имају мали капацитет. Али локални супермаркет је изненада продао пуњиву верзију НиМХ-а за 1 евро. Лако се могу напунити ако се преко 100 Охмских отпорника преко ноћи на њих напаја 11 В. Да би повезао батерију, мастер користи контакте из старе 9 В батерије. 9В батерија је компактна. Од батерије + сервирано на Вин Ардуино-у, минус на ГНД-у. На излазу од +5 В постојаће подесиви напон од 5 В за дисплеј и за Халлов сензор.
Сонда Халл, ОЛЕД екран и дугме су повезани на исти начин као на плочи. Једини додатак је да је дугме за укључивање и искључивање инсталирано између батерије од 9 В и Ардуино-а.
Корак пети: Калибрација
Калибрациона константа у коду одговара броју наведеном у техничком опису (1,4 мВ / гаус), али технички опис омогућава широк распон (1,0-1,75 мВ / гаус). Да бисмо добили тачне резултате, морамо да калибрирамо сонду.
Најлакши начин за стварање магнетног поља са тачно дефинисаном силом је коришћење соленоида.
За прорачун се узима следећа формула: Б = му0 * н * И. Магнетна константа је константна му0 = 1,2566к10 ^ -6 Т / М / А. Поље је уједначено и зависи само од густине намотаја н и струје И, која се може мерити са добрим тачност (~ 1%). Горња формула у овом случају делује ако је однос дужине и пречника Л / Д> 10.
Да бисте направили одговарајући соленоид, морате узети шупљу цилиндричну цев са Л / Д> 10 и намотати навијање. Мајстор је користио ПВЦ цев са спољним пречником 23 мм. Број окретаја је 566. Отпор је 10 ома.
Затим напаја намотајем и мери мултиметером струју. За контролу струје користи извор једносмерног напона или отпорник са променљивим оптерећењем. Измери магнетно поље за неколико тренутних подешавања и упореди га са очитавањима.
Пре калибрације, сензор је показао 6,04 мТ, док је у теорији био 3,50 мТ. Стога је мастер умножио калибрацију константе у линији 18 кода на 0,58. Магнетометар је сада калибриран.
