Исследование точности позиционирования подъемной платформы на базе датчиков холла, страница 6

Рисунок 5 – Принцип действия датчика Холла

Различная плотность электронов на сторонах пластины создаёт разность потенциалов, которую можно усилить и измерить, что датчики Холла и делают, рисунок 6.

Рисунок 6 - Архитектура датчика Холла

Датчики Холла бывают аналоговыми и цифровыми. Аналоговый датчик Холла преобразует индукцию магнитного поля в напряжение, знак и величина которого будут зависеть от полярности и силы поля.

Цифровой датчик Холла выдаёт лишь факт наличия или отсутствия поля, и обычно имеет два порога: включения — когда значение индукции выше порога, датчик выдает логическую единицу, и выключения — когда значение ниже порога, датчик выдаёт логический ноль.

Выход цифрового датчика Холла выполнен по схеме с открытым коллектором, таким образом, напряжение на выходе цифрового датчика Холла через нагрузочный резистор подключается к нужному напряжению. В микроконтроллерах семейства AVR имеется встроенный нагрузочный резистор, таким образом, цифровой датчик Холла можно подключить к входу микроконтроллера напрямую, рисунок 7.

B – датчик Холла цифровой

И.С. – измерительная схема

CPU – микроконтроллер AVR

Рисунок 7 – Подключение датчика к микроконтроллеру

В экспериментальном стенде использованы цифровые датчики Холла Honeywell SS411A, характеристики которого приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Характеристики Цифрового датчика Холла Honeywell SS411A

Тип выходного сигнала	Цифровой
Тип чувствительного элемента	Элемент Холла
Наличие встроенного магнита	Нет
Тип чувствительности к полю	Биполярный
Индукция включения, Гаусс	60
Индукция выключения, Гаусс	-60
Максимальная рабочая частота, кГц (быстродействие)	100
Минимальное напряжение питания, В	3.8

Продолжение таблицы 4

Максимальное напряжение питания, В	30
Максимальный выходной ток, мА	20
Температурный диапазон, оС	От -40 до 150
Корпус	SS41

2.2.1 Размещение и функции цифровых датчиков Холла

Платформа двигается с некоторой заданной скоростью, внутри платформы установлен груз некоторой массы, изображение подъемной платформы и расположение датчиков изображено на рисунке 8.

1. Подъемная платформа
2. Груз
3. Трос
4. Постоянный магнит
5. Цифровой датчик Холла (датчик остановки)
6. Постоянный магнит
7. Восемь цифровых датчиков Холла (датчики позиционирования)
8. Эталонная линия остановки