Οι αισθητήρες Hall είναι αισθητήρες που παράγουν ένα ηλεκτρικό σήμα στην έξοδο του όταν έρχεται σε επαφή με ένα μαγνητικό πεδίο. Η αναλογική τιμή του ηλεκτρικού σήματος στην έξοδο του αισθητήρα είναι συνάρτηση της ισχύος του μαγνητικού πεδίου. Οι αισθητήρες αιθουσών βρίσκονται παντού αυτές τις μέρες, χρησιμοποιούνται για διαφορετικούς λόγους και σε κάθε είδους συσκευές από κινητά τηλέφωνα έως διακόπτες, για τη μέτρηση της ταχύτητας, της θέσης και της απόστασης στα αυτοκίνητα και σε άλλα προϊόντα που βασίζονται στην αυτοκινητοβιομηχανία. Αυτή η ευελιξία του αισθητήρα αίθουσας τους καθιστά απαραίτητο για τους κατασκευαστές και τους ηλεκτρολόγους μηχανικούς γι 'αυτό σήμερα, θα σας δείξω πώς να χρησιμοποιήσουμε έναν αισθητήρα Hall σε ένα έργο βασισμένο στο Raspberry Pi.
Μπορείτε ανά πάσα στιγμή να ελέγξετε τα άλλα έργα που βασίζονται στον αισθητήρα Hall, συμπεριλαμβανομένης της διασύνδεσης του αισθητήρα Hall με το Arduino.
Απαιτούμενα στοιχεία
Απαιτούνται τα ακόλουθα εξαρτήματα / ανταλλακτικά για την κατασκευή αυτού του έργου.
- Raspberry pi 2 ή 3
- Κάρτα SD (ελάχιστο 8gb)
- Αισθητήρας Hall Effect
- Καλώδια αλτών
- Πίνακες ψωμιού
- Καλώδιο LAN
- Πηγή ενέργειας
Ορισμένα προαιρετικά εξαρτήματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν περιλαμβάνουν:
- Οθόνη
- Πληκτρολόγιο και ποντίκι
- Καλώδιο HDMI
- Wi-Fi Dongle
Αυτό το σεμινάριο θα βασίζεται στο Raspbian stretch OS, οπότε για να συνεχίσω ως συνήθως, θα υποθέσω ότι είστε εξοικειωμένοι με τη ρύθμιση του Raspberry Pi με το Raspbian stretch OS και γνωρίζετε πώς να SSH στο raspberry pi χρησιμοποιώντας ένα τερματικό λογισμικό όπως putty. Εάν έχετε προβλήματα με οποιοδήποτε από αυτά, υπάρχουν τόνοι σεμιναρίων Raspberry Pi σε αυτόν τον ιστότοπο που μπορούν να σας βοηθήσουν.
Για εκείνους που θα εγκαταστήσουν το Raspbian stretch OS για πρώτη φορά, ένα ζήτημα που έχω ανακαλύψει, οι περισσότεροι άνθρωποι, είναι να μπουν στο Raspberry Pi μέσω ssh. Πρέπει να σημειωθεί ότι το ssh είναι αρχικά απενεργοποιημένο στο λειτουργικό σύστημα και θα χρειαστείτε είτε μια οθόνη για να το ενεργοποιήσετε είτε κάτω από τις επιλογές διαμόρφωσης του raspberry pi ή θα δημιουργήσετε ένα κενό αρχείο με το όνομα ssh χρησιμοποιώντας τα παράθυρα ή τον υπολογιστή σας Linux και αντιγράψτε το κενό αρχείο στο τον ριζικό κατάλογο της κάρτας SD. Θα χρειαστεί να εισαγάγετε το καλάθι SD στην υποδοχή κάρτας SDd του υπολογιστή σας για να το αντιγράψετε.
Η χρήση της δεύτερης μεθόδου είναι πιο κατάλληλη για όσους εκτελούν το pi σε λειτουργία χωρίς κεφαλή. Με όλα τα εξαρτήματα έτοιμα μπορούμε να προχωρήσουμε στη δημιουργία.
Διάγραμμα κυκλώματος:
Για χρήση αισθητήρα Hall effect με Raspberry Pi, συνδέστε τα εξαρτήματα σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα.
Ο αισθητήρας Hall που χρησιμοποιείται για αυτό το σεμινάριο μπορεί να παρέχει αναλογικές και ψηφιακές τιμές στην έξοδο. Αλλά για να απλοποιήσω το σεμινάριο, αποφάσισα να χρησιμοποιήσω την ψηφιακή τιμή επειδή η χρήση της αναλογικής εξόδου θα απαιτήσει τη σύνδεση ενός ADC με το Raspberry Pi.
Κώδικας Python και Επεξήγηση εργασίας:
Ο κώδικας Python για αυτό το έργο Hall Sensor είναι πολύ απλός, το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε είναι να διαβάσουμε την έξοδο από τον αισθητήρα αίθουσας και να ανάβουμε ή να σβήσουμε ανάλογα το LED. Η λυχνία LED πρέπει να ανάβει εάν ανιχνευθεί ο μαγνήτης και να απενεργοποιηθεί διαφορετικά.
Ενισχύστε το Raspberry Pi και το SSH σε αυτό χρησιμοποιώντας στόκο (εάν είναι συνδεδεμένα σε λειτουργία χωρίς κεφαλή όπως είμαι). Όπως συνήθως με τα περισσότερα από τα έργα μου, δημιουργώ έναν κατάλογο μέσα στον αρχικό κατάλογο όπου όλα τα σχετικά με κάθε έργο αποθηκεύονται, έτσι για αυτό το έργο, θα δημιουργήσουμε έναν κατάλογο που ονομάζεται hall . Λάβετε υπόψη ότι πρόκειται απλώς για μια προσωπική προτίμηση για την οργάνωση των πραγμάτων.
Δημιουργήστε τον κατάλογο χρησιμοποιώντας;
mkdir hallsensor
Αλλάξτε τον κατάλογο στον νέο κατάλογο που μόλις δημιουργήσατε και ανοίξτε έναν επεξεργαστή για να δημιουργήσετε το σενάριο python χρησιμοποιώντας.
cd αίθουσα αισθητήρα
ακολουθούμενη από;
nano hallsensorcode.py
Μόλις ανοίξει το πρόγραμμα επεξεργασίας, πληκτρολογούμε τον κωδικό για το έργο. Θα κάνω μια σύντομη ανάλυση του κώδικα για να δείξω βασικές έννοιες και ο πλήρης κώδικας python θα διατεθεί μετά από αυτό.
Ξεκινάμε τον κωδικό εισάγοντας τη βιβλιοθήκη RPI.GPIO που μας επιτρέπει να γράφουμε σενάρια python για να αλληλεπιδράσουμε με τις καρφίτσες του raspberry pi GPIO.
εισαγωγή RPi.GPIO ως gpio
Στη συνέχεια, ορίζουμε τη διαμόρφωση αρίθμησης για το GPIO του ΡΡΙ που θα θέλαμε να χρησιμοποιήσουμε και απενεργοποιούμε τις προειδοποιήσεις GPIO για να επιτρέψουμε την ελεύθερη εκτέλεση του κώδικα.
gpio.setmode (gpio.BCM) gpio.setwarnings (Λάθος)
Έπειτα ορίσαμε να δηλώσουμε τους ακροδέκτες GPIO στους οποίους συνδέεται το LED και η ψηφιακή έξοδος του αισθητήρα αίθουσας σύμφωνα με την επιλεγμένη αρίθμηση BCM.
hallpin = 2 ledpin = 3
Στη συνέχεια, ρυθμίζουμε τις καρφίτσες GPIO ως είσοδο ή έξοδο. Ο πείρος με τον οποίο συνδέεται το LED έχει οριστεί ως έξοδος και αυτός με τον οποίο είναι συνδεδεμένος ο αισθητήρας αίθουσας ως είσοδος.
gpio.setup (hallpin, gpio.IN) gpio.setup (ledpin, gpio.OUT)
Με το που γίνει αυτό, γράφουμε το κύριο μέρος του κώδικα, το οποίο είναι ένα , ενώ βρόχου που συνεχώς αξιολογεί την έξοδο από τον αισθητήρα αίθουσα και ενεργοποιεί το LED, εάν ένας μαγνήτης εντοπίζεται και σβήνει το LED, όταν ένας μαγνήτης δεν ανιχνεύεται.
ενώ True: if (gpio.input (hallpin) == False): gpio.output (ledpin, True) εκτύπωση ("μαγνήτης εντοπίστηκε") άλλο: gpio.output (ledpin, False) εκτύπωση ("το μαγνητικό πεδίο δεν εντοπίστηκε")
Ο πλήρης κώδικας python με το demo Video δίνεται στο τέλος του έργου.
Αντιγράψτε και αποθηκεύστε τον κωδικό και βγείτε από τον επεξεργαστή αφού τον πληκτρολογήσετε χρησιμοποιώντας.
CTRL + X ακολουθούμενο από y .
Μετά την αποθήκευση, μεταβείτε ξανά στις συνδέσεις σας και εκτελέστε το σενάριο python χρησιμοποιώντας.
sudo python hallsensorcode.py
Με το σενάριο να λειτουργεί, κάθε φορά που ένας μαγνήτης ή οτιδήποτε μαγνητικό πλησιάζει στον αισθητήρα της αίθουσας, το LED ανάβει όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Από τους διακόπτες καλάμων για ένα έξυπνο σπίτι έως τα ταχύμετρα για ένα ποδήλατο, υπάρχουν πολλά εξαιρετικά δροσερά πράγματα που μπορούν να κατασκευαστούν με αυτό το σεμινάριο στη βάση. Μη διστάσετε να μοιραστείτε οποιοδήποτε έργο σχεδιάζετε να δημιουργήσετε στην παρακάτω ενότητα σχολίων.
Όλοι ελέγξτε τα προηγούμενα έργα με βάση τον αισθητήρα αίθουσας:
- Ταχύμετρο DIY χρησιμοποιώντας την εφαρμογή Arduino και επεξεργασίας Android
- Ψηφιακό ταχύμετρο και κύκλωμα οδομέτρου με χρήση μικροελεγκτή PIC
- Εικονική πραγματικότητα χρησιμοποιώντας το Arduino και την επεξεργασία
- Μέτρηση ισχύος μαγνητικού πεδίου με χρήση Arduino