Halleffekt-Schalter sind integrierte Schaltungen mit magnetischen Spezifikationen. Dies bedeutet, dass alle benötigten Komponenten bereits im Sensor integriert sind und dieser über eine erhöhte Empfindlichkeit bezüglich Magnetfeldern verfügt. Der Sensor ist für den Dauerbetrieb bei Temperaturen bis +150 °C geeignet und zeichnet sich durch seine Stabilität gegenüber Temperatur- und Versorgungsspannungsänderungen aus. Jedes Gerät enthält einen Spannungsregler für den Betrieb mit Versorgungsspannungen von 4,5 bis 24 Volt, eine Verpolungsschutzdiode, einen quadratischen Hall-Spannungsgenerator, Temperaturkompensationsschaltung, Kleinsignalverstärker, Schmitt Trigger und einen Open-Kollektor-Ausgang zur Senkung bis zu 25 mA. Der Transistor schaltet durch, falls das Modul in ein Magnetfeld gehalten wird. Dies kann dann am Signalausgang als analoger Spannungswert ausgelesen werden.

Benutzungshinweis

Dieser Sensor ist ideal für die Schwellenwertmessung geeignet. Das bedeutet, dass der Sensor ein digitales High-Signal abgibt, sobald ein vom Anwender eingestellter Schwellenwert überschritten wird. Das bedeutet aber auch, dass die analogen Messwerte nicht für Umrechnungen geeignet sind, da auch das analoge Signal durch den Drehpotentiometer beeinflusst wird.

Digitaler Ausgang: Wird ein Magnetfeld erkannt, so wird hier ein Signal ausgegeben

Analoger Ausgang: Direkter Messwert der Sensoreinheit

LED1: Zeigt an, dass der Sensor mit Spannung versorgt ist

LED2: Zeigt an, dass ein Magnetfeld detektiert wurde

Technische Daten

Chipsatz AH49E
Sensortyp Hall Effect Transistor/Schalter
Genauigkeit 9 bis 12 Bit
Messbereich -40°C bis zu +150°C
Funktionsbereich 5V (Bedingt durch die Komponenten)

Funktionsweise des Sensors

Dieser Sensor besitzt auf seiner Platine drei funktionelle Bestandteile: Die vordere Sensoreinheit, welche das Umfeld physikalisch misst und als analoges Signal auf die zweite Einheit, dem Verstärker, ausgibt. Dieser verstärkt das Signal abhängig vom eingestellten Widerstand am Drehpotentiometer und leitet es auf den analogen Ausgang des Moduls.

Hierbei ist zu beachten: Das Signal ist invertiert. Wird ein hoher Wert gemessen, so resultiert dies in einem niedrigeren Spannungswert am analogen Ausgang.

Die dritte Einheit stellt einen Komparator dar, welcher den digitalen Ausgang und die LED schaltet, wenn das Signal unter einen bestimmten Wert fällt. Dieser Wert (und damit die Empfindlichkeit des Moduls) kann über das Drehpotentiometer eingestellt werden:

Pin-Belegung

Codebeispiel Arduino

Anschlussbelegung Arduino

Arduino Sensor
5 V +V
Masse GND
Pin 3 Digitales Signal
Pin A0 Analoges Signal

Das Programm liest den aktuellen Spannungswert aus, der am analogen Ausgang gemessen werden kann, und gibt diesen auf der seriellen Schnittstelle aus.

Zudem wird ebenfalls der Zustand des digitalen Pins in der Konsole angegeben. Dieser gibt an, ob der Grenzwert überschritten wurde.

// Deklaration und Initialisierung der Eingang-Pins
int Analog_Eingang = A0; // Analoger Ausgang des Sensors
int Digital_Eingang = 3; // Digitaler Ausgang des Sensors
  
void setup ()
{
  pinMode (Analog_Eingang, INPUT);
  pinMode (Digital_Eingang, INPUT);
       
  Serial.begin (9600); // Serielle Ausgabe mit 9600 bps
}
  
// Das Programm liest die aktuellen Werte der Eingang-Pins
// und gibt diese auf der seriellen Ausgabe aus
void loop ()
{
  float Analog;
  int Digital;
    
  //Aktuelle Werte werden ausgelesen, auf den Spannungswert konvertiert...
  Analog = analogRead (Analog_Eingang) * (5.0 / 1023.0); 
  Digital = digitalRead (Digital_Eingang);
    
  //... und an dieser Stelle ausgegeben
  Serial.print ("Analoger Spannungswert:"); Serial.print (Analog, 4);  Serial.print ("V, ");
  Serial.print ("Grenzwert:");
  
  if(Digital==1)
  {
      Serial.println (" erreicht");
  }
  else
  {
      Serial.println (" noch nicht erreicht");
  }
  Serial.println ("----------------------------------------------------------------");
  delay (200);
}

Beispielprogramm Download

KY024-Arduino.zip

Codebeispiel Raspberry Pi

Anschlussbelegung Raspberry Pi

Raspberry Pi Sensor
GPIO 24 [Pin 18] Digitales Signal
3,3 V [Pin 1] +V
Masse [Pin 6] GND
KY-053 A0 Analoges Signal
Sensor KY-053
Analoges Signal A0
Raspberry Pi KY-053
GPIO 3 [Pin 5] SCL
GPIO 2 [Pin 3] SDA
3,3 V [Pin 17] +V
Masse [Pin 14] GND

Analoger Sensor, daher muss folgendes beachtet werden: Der Raspberry Pi besitzt, im Gegensatz zum Arduino, keine analogen Eingänge bzw. es ist kein ADC (analog digital Converter) im Chip des Raspberry Pi's integriert. Dies schränkt den Raspberry Pi ein, insofern man Sensoren einsetzen möchte, bei denen keine digitalen Werte ausgegeben werden, sondern es sich um einen kontinuierlich veränderlichen Wert handelt (Beispiel: Potentiometer -> Andere Position = Anderer Spannungswert).

Um diese Problematik zu umgehen, enthält unser Sensorkit X40 mit dem KY-053 ein Modul mit einem 16-Bit ADC, welchen Sie am Raspberry nutzen können, um diesen um 4 analoge Eingänge zu erweitern. Dieser wird per I2C an den Raspberry Pi angeschlossen, übernimmt die analoge Messung und übergibt den Wert digital an den Raspberry Pi.

Somit empfehlen wir bei analogen Sensoren dieses Sets das KY-053 Modul mit dem erwähnten ADC dazwischenzuschalten. Nähere Informationen finden Sie auf der Informationsseite zum KY-053 Analog Digital Converter KY-053 Analog Digital Converter.

Das Programm nutzt zur Ansteuerung des ADS1115 ADC die entsprechenden ADS1x15 und I2C Python-Libraries von Adafruit. Diese wurden unter dem folgenden Link https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_ADS1x15 unter der MIT-Lizenz veröffentlicht. Die benötigten Libraries sind nicht im unteren Download-Paket enthalten.

Bitte beachten Sie, dass Sie vor der Benutzung dieses Beispiels I2C auf Ihrem Raspberry Pi aktivieren müssen.

#!/usr/bin/python
# coding=utf-8
import time
import board
import busio
import adafruit_ads1x15.ads1115 as ADS
from adafruit_ads1x15.analog_in import AnalogIn
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setwarnings(False)
# Create the I2C bus
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)

# Create the ADC object using the I2C bus
ads = ADS.ADS1115(i2c)

# Create single-ended input on channels
chan0 = AnalogIn(ads, ADS.P0)
chan1 = AnalogIn(ads, ADS.P1)
chan2 = AnalogIn(ads, ADS.P2)
chan3 = AnalogIn(ads, ADS.P3)

delayTime = 1
Digital_PIN = 24

GPIO.setup(Digital_PIN, GPIO.IN, pull_up_down = GPIO.PUD_OFF)

while True:
    analog = '%.2f' % chan0.voltage
 
    # Ausgabe auf die Konsole
    if GPIO.input(Digital_PIN) == False:
        print ("Analoger Spannungswert:", analog,"V, ","Grenzwert: noch nicht erreicht")
    else:
        print ("Analoger Spannungswert:", analog, "V, ", "Grenzwert: erreicht")
        print ("---------------------------------------")
 
        # Reset + Delay
        button_pressed = False
        time.sleep(delayTime)

Beispielprogramm Download

KY024-RPi.zip

Zu starten mit dem Befehl:

sudo python3 KY024-RPi.py

Codebeispiel Micro:Bit

Anschlussbelegung Micro:Bit:

Micro:Bit Sensor
Pin 0 A0
Pin 1 D0
3 V +V
Masse GND

Beispielprogramm Download

microbit-KY-024