KY-024 Linear magnetic Hall Sensor: Unterschied zwischen den Versionen

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(Codebeispiel Raspberry Pi)
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<span style="color: #ff6600;">!! <span style="color: #ff0000;">Achtung</span> !! <span style="color: #99cc00;">Analoger Sensor</span>  !! <span style="color: #ff0000;">Achtung</span> !!</span>
 
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Das Programm nutzt zur Ansteuerung des ADS1115 ADC die entsprechenden ADS1x15 und I2C Python-Libraries der Firma Adafruit. Diese wurden unter dem folgenden Link [[https://github.com/adafruit/Adafruit-Raspberry-Pi-Python-Code https://github.com/adafruit/Adafruit-Raspberry-Pi-Python-Code]] unter der BSD-Lizenz [[https://opensource.org/licenses/BSD-3-Clause Link]] veröffentlicht. Die benötigten Libraries sind im unteren Download-Paket enthalten.
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Das Programm nutzt zur Ansteuerung des ADS1115 ADC die entsprechenden ADS1x15 und I2C Python-Libraries der Firma Adafruit. Diese wurden unter dem folgenden Link [https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_ADS1x15 https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_ADS1x15]] unter der BSD-Lizenz [[https://opensource.org/licenses/BSD-3-Clause Link]] veröffentlicht. Die benötigten Libraries sind im unteren Download-Paket enthalten.
  
 
Das Programm liest die aktuellen Werte der Eingang-Pins und gibt diese in der Konsole als Wert in [mV] aus.
 
Das Programm liest die aktuellen Werte der Eingang-Pins und gibt diese in der Konsole als Wert in [mV] aus.
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Zudem wird ebenfalls der Zustand des digitalen Pins in der Konsole angegeben, was bedeutet ob der Grenzwert unterschritten wurde oder nicht.
 
Zudem wird ebenfalls der Zustand des digitalen Pins in der Konsole angegeben, was bedeutet ob der Grenzwert unterschritten wurde oder nicht.
  
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# coding=utf-8
 
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### Commercial use only after permission is requested and granted
 
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### Analog Sensor + ADS1115 ADC - Raspberry Pi Python Code Example
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### KY-053 Analog Digital Converter - Raspberry Pi Python Code Example
 
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import time
 
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import board
# Dieser Code nutzt die ADS1115 und die I2C Python Library fuer den Raspberry Pi
+
import busio
# Diese ist unter folgendem Link unter der BSD Lizenz veroeffentlicht
+
import adafruit_ads1x15.ads1115 as ADS
# [https://github.com/adafruit/Adafruit-Raspberry-Pi-Python-Code]
+
from adafruit_ads1x15.analog_in import AnalogIn
from Adafruit_ADS1x15 import ADS1x15
+
from time import sleep
+
 
+
# Weitere benoetigte Module werden importiert und eingerichtet
+
import time, signal, sys, os
+
 
import RPi.GPIO as GPIO
 
import RPi.GPIO as GPIO
 
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
 
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
 
GPIO.setwarnings(False)
 
GPIO.setwarnings(False)
 +
# Create the I2C bus
 +
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
  
# Benutzte Variablen werden initialisiert
+
# Create the ADC object using the I2C bus
delayTime = 0.2
+
ads = ADS.ADS1115(i2c)
  
# Adresszuweisung ADS1x15 ADC
+
# 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)
  
ADS1015 = 0x00  # 12-bit ADC
+
delayTime = 1
ADS1115 = 0x01  # 16-bit
+
Digital_PIN = 24
  
# Verstaerkung (Gain) wird ausgewaehlt
 
gain = 4096  # +/- 4.096V
 
# gain = 2048  # +/- 2.048V
 
# gain = 1024  # +/- 1.024V
 
# gain = 512  # +/- 0.512V
 
# gain = 256  # +/- 0.256V
 
 
# Abtasterate des ADC (SampleRate) wird ausgewaehlt
 
# sps = 8    # 8 Samples pro Sekunde
 
# sps = 16  # 16 Samples pro Sekunde
 
# sps = 32  # 32 Samples pro Sekunde
 
sps = 64  # 64 Samples pro Sekunde
 
# sps = 128  # 128 Samples pro Sekunde
 
# sps = 250  # 250 Samples pro Sekunde
 
# sps = 475  # 475 Samples pro Sekunde
 
# sps = 860  # 860 Samples pro Sekunde
 
 
# ADC-Channel (1-4) wird ausgewaehlt
 
adc_channel = 0    # Channel 0
 
# adc_channel = 1    # Channel 1
 
# adc_channel = 2    # Channel 2
 
# adc_channel = 3    # Channel 3
 
 
# Hier wird der ADC initialisiert - beim KY-053 verwendeten ADC handelt es sich um einen ADS1115 Chipsatz
 
adc = ADS1x15(ic=ADS1115)
 
 
# Hier waehlt man den Eingangs-Pin des digitalen Signals aus
 
Digital_PIN = 24
 
 
GPIO.setup(Digital_PIN, GPIO.IN, pull_up_down = GPIO.PUD_OFF)
 
GPIO.setup(Digital_PIN, GPIO.IN, pull_up_down = GPIO.PUD_OFF)
  
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+
while True:
 
+
                 analog = '%.2f' % chan0.voltage
# ########
+
# Hauptprogrammschleife
+
# ########
+
# Das Programm liest die aktuellen Werte der Eingang-Pins
+
# und gibt diese in der Konsole aus
+
 
+
try:
+
        while True:
+
                #Aktuelle Werte werden aufgenommen
+
                 analog = adc.readADCSingleEnded(adc_channel, gain, sps)
+
 
+
 
                 # Ausgabe auf die Konsole
 
                 # Ausgabe auf die Konsole
 
                 if GPIO.input(Digital_PIN) == False:
 
                 if GPIO.input(Digital_PIN) == False:
                         print "Analoger Spannungswert:", analog,"mV, ","Grenzwert: noch nicht erreicht"
+
                         print ("Analoger Spannungswert:", analog,"V, ","Grenzwert: noch nicht erreicht")
 
                 else:
 
                 else:
                         print "Analoger Spannungswert:", analog, "mV, ", "Grenzwert: erreicht"
+
                         print ("Analoger Spannungswert:", analog, "V, ", "Grenzwert: erreicht")
                 print "---------------------------------------"
+
                 print ("---------------------------------------")
 
+
 
                 # Reset + Delay
 
                 # Reset + Delay
 
                 button_pressed = False
 
                 button_pressed = False
                 time.sleep(delayTime)
+
                 time.sleep(delayTime)</pre>
 
+
 
+
 
+
except KeyboardInterrupt:
+
        GPIO.cleanup()
+
 
+
</pre>
+
 
'''Anschlussbelegung Raspberry Pi:'''
 
'''Anschlussbelegung Raspberry Pi:'''
  
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Zu starten mit dem Befehl:
 
Zu starten mit dem Befehl:
  
<pre class="brush:bash">sudo python RPi_AnalogSensor.py
+
<pre class="brush:bash">sudo python3 RPi_AnalogSensor.py
 
</pre>
 
</pre>

Version vom 5. Dezember 2018, 09:28 Uhr

Bild

ky-024.jpg

Technische Daten / Kurzbeschreibung

Chipsatz: A3141 | OP-Verstärker: LM393

Das Magnetfeld wird vom Sensor gemessen und als analoger Spannungswert ausgegeben. Die Empfindlichkeit des Sensors kann mittels des Potentiometers geregelt werden.


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

Pin-Belegung

4 dig V G An.png

Funktionsweise des Sensors

Dieser Sensor besitzt auf seiner Platine drei funktionelle Bestandteile. Die ist die Sensoreinheit vorne am Modul, welche das aktuelle 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 einen 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. Mittels des Drehpotentiometers kann somit die Empfindlichkeit eingestellt werden, wie es im folgenden Bild aufgezeigt wird:


Empfindlichkeit Potentiometer.jpg


Dieser Sensor gibt somit keine absoluten Werte aus (z.B. genau gemessene Temperatur in °C oder Magnetfeldstärke in mT) , sondern es handelt sich hierbei um eine Relativ-Messung: Man definiert hierbei einen Grenzwert relativ zur gegebenen normalen Umweltsituation und es wird ein Signal ausgegeben was weiterverarbeitet werden kann, falls dieser Grenzwert überschritten bzw. ein anderer Zustand als der Normalfall eingetreten ist.

 
Dieses Verhalten eignet sich hervorragend zur Temperaturüberwachung (KY-028), Näherungsschalter (KY-024, KY-025, KY-036), Alarmüberwachungen (KY-037, KY-038) oder Drehgeber (KY-026).

Codebeispiel Arduino

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, was bedeutet ob der Grenzwert unterschritten wurde oder nicht.

// Deklaration und Initialisierung der Eingang-Pins
int Analog_Eingang = A0; // X-Achse-Signal
int Digital_Eingang = 3; // Knopf
 
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);
}

Anschlussbelegung Arduino:

digitales Signal = [Pin 3]
+V = [Pin 5V]
GND = [Pin GND]
analoges Signal = [Pin 0]

Beispielprogramm Download

Ard_Analoger_Sensor.zip


Codebeispiel Raspberry Pi

!! Achtung !! Analoger Sensor  !! Achtung !!

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, wenn man Sensoren einsetzen möchte, wo nicht digital Werte ausgegeben werden [Spannungswert überschritten -> digital EIN | Spannungswert unterschritten -> digital AUS | Beispiel: Knopf gedrückt [EIN] Knopf losgelassen [AUS]], sondern es sich hier um einen kontinuierlichen veränderlichen Wert handeln sollte (Beispiel: Potentiometer -> Andere Position = Anderer Spannungswert)

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

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

!! Achtung !! Analoger Sensor  !! Achtung !!

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

Das Programm liest die aktuellen Werte der Eingang-Pins und gibt diese in der Konsole als Wert in [mV] aus.

Zudem wird ebenfalls der Zustand des digitalen Pins in der Konsole angegeben, was bedeutet ob der Grenzwert unterschritten wurde oder nicht.

#!/usr/bin/python
# coding=utf-8
 
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### Copyright by Joy-IT
### Published under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License
### Commercial use only after permission is requested and granted
###
### KY-053 Analog Digital Converter - Raspberry Pi Python Code Example
###
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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)

Anschlussbelegung Raspberry Pi:

Sensor

digitales Signal = GPIO 24 [Pin 18 (RPi)]
+V = 3,3V [Pin 1 (RPi)]
GND = Masse [Pin 06 (RPi)]
analoges Signal = Analog 0 [Pin A0 (ADS1115 - KY-053)]

ADS1115 - KY-053:

VDD = 3,3V [Pin 01]
GND = Masse [Pin 09]
SCL = GPIO03 / SCL [Pin 05]
SDA = GPIO02 / SDA [Pin 03]
A0 = s.o. [Sensor: analoges Signal]

Beispielprogramm Download

RPi_AnalogSensor.zip


Zu starten mit dem Befehl:

sudo python3 RPi_AnalogSensor.py