步驟1：未放大且未過濾的大廳效果傳感器輸出

要監(jiān)視磁場波動(dòng)，您將需要一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器。在我的實(shí)驗(yàn)中，我使用了霍尼韋爾SS494B霍爾效應(yīng)傳感器，該傳感器可在線購買，價(jià)格為3-4美元。其他傳感器也應(yīng)該工作，只是選擇一個(gè)模擬模型，而不是閂鎖，其靈敏度可比或更高。霍尼韋爾SS494B承諾足夠靈敏，每1高斯可提供5mV左右的電壓。作為參考，地球的自然磁場約為0.5高斯，冰箱磁鐵約為50高斯，釹磁鐵約為1000高斯。

Honeywell SS494B是一種非常靈敏的霍爾效應(yīng)傳感器，因?yàn)榈统杀净魻栃?yīng)傳感器的應(yīng)用范圍很廣，但其測量范圍仍超過400高斯。根據(jù)水表外殼的結(jié)構(gòu)，如果它是金屬或塑料制成的，則水表外部的磁場強(qiáng)度可低至1高斯或更低。這是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)?高斯或更少處于霍爾效應(yīng)傳感器的測量范圍的極低端。

但是在應(yīng)對(duì)測量非常小的磁場的挑戰(zhàn)之前，讓我們先看看霍尼韋爾SS494B霍爾效應(yīng)如何傳感器工作。傳感器具有3個(gè)引腳：電源（Vcc），接地和輸出。如果您要查看此霍尼韋爾霍爾效應(yīng)傳感器的輸出，該傳感器僅由+ 5v電源供電，您會(huì)看到輸出位于+ 2.5v左右，約為Vcc的一半。這稱為靜態(tài)輸出電壓，換句話說，這是霍爾效應(yīng)傳感器在不存在磁場時(shí)將輸出的電壓。但是，如果將一塊磁鐵放在傳感器的前面，磁場會(huì)根據(jù)磁場的極性將輸出電壓拉向地面（0V）或Vcc（5v）。

接下來是棘手的部分。如果要測量1高斯或更小的場強(qiáng)，則霍尼韋爾SS494B與靜態(tài)輸出電壓的偏差不超過?5mV。因此，要使用Arduino測量如此微小的電壓波動(dòng)并具有良好的分辨率，就必須進(jìn)行放大。

要放大霍爾效應(yīng)傳感器發(fā)出的信號(hào)，像LM324這樣的通用運(yùn)算放大器就可以正常工作。在我的實(shí)驗(yàn)中，我使用了一種價(jià)格便宜（不到0.25美元）的LM324運(yùn)算放大器，下一步的原理圖基于LM324運(yùn)算放大器。

步驟2 ：放大+濾波電路原理圖

這是放大器和濾波器的相當(dāng)簡單的原理圖。該電路的核心是一個(gè)4通道LM324運(yùn)放，以交流耦合的反相配置運(yùn)行。電容器C1消除了霍爾效應(yīng)傳感器的DC靜態(tài)輸出電壓，僅將傳感器輸出的微小正弦波饋入運(yùn)算放大器。電阻R1和R3設(shè)置放大倍數(shù)，在這種情況下約為1000x，因此2-3mV的波動(dòng)將在輸出（引腳1）上變?yōu)?-3V。放大1000倍時(shí)，肯定會(huì)有一些噪聲，因此LM324運(yùn)算放大器的第二個(gè)通道將變成施密特觸發(fā)器。

示波器屏幕截圖準(zhǔn)確地顯示了當(dāng)水流過時(shí)的信號(hào)外觀。水表。通道1（黃色）顯示了從運(yùn)算放大器（引腳1）出來的放大正弦波。通道2（藍(lán)色）顯示了施密特觸發(fā)器（引腳7）的輸出。

根據(jù)水表中的磁場強(qiáng)度，可能需要調(diào)整放大率（電阻R1）和/或DC偏移量。 （電阻器R2）。示波器是進(jìn)行此調(diào)整的正確工具，但可以使用適當(dāng)?shù)?a href="http://www.asorrir.com/v/tag/796/" target="_blank">萬用表完成。

步驟3：使用Arduino記錄放大的霍爾效應(yīng)傳感器輸出

有很多方法可以將運(yùn)算放大器的輸出數(shù)字化，但是最簡單的方法是將運(yùn)算放大器的輸出連接到Arduino的數(shù)字輸入引腳之一。當(dāng)運(yùn)算放大器的輸出電壓超過?2.5V標(biāo)記時(shí)，該引腳將狀態(tài)從HIGH切換到LOW，或者從LOW切換到HIGH。每次通過磁鐵都會(huì)引發(fā)狀態(tài)變化，因此，要計(jì)算水流量，您只需要計(jì)算出*每1加侖的水流過儀表，磁鐵將經(jīng)過多少次。

此時(shí)，每加侖每分鐘（GPM）的水流量可以通過簡單地計(jì)算任意1分鐘時(shí)間段內(nèi)數(shù)字引腳上的狀態(tài)變化來計(jì)算。

如果您使用Aduino記錄傳感器的輸出，只需使用數(shù)字引腳2或3（在大多數(shù)Arduino板上），并附加一個(gè)中斷，例如：

----------------------------- -------------------------------------------------- ----- int magnetPasses = 0;

void setup（void）{

attachInterrupt（0，magnetPass，F(xiàn)ALLING）;//將中斷連接到數(shù)字引腳2

timer上的外部觸發(fā)器。setInterval（60000，printWaterTotal）;//每60秒調(diào)用一次函數(shù)‘printWaterTotal’

}

void magnetPass（）{

magnetPasses ++;//增加1

}

void printWaterTotal（）{

Serial.print（“磁鐵通過”）;

Serial.println（magnetPasses）;

magnetPasses = 0;//重置計(jì)數(shù)器

}

--------------------------------------- ---------------------------------------------結(jié)果*對(duì)于例如，流行的海王星T-10住宅水表每1加侖水顯示120次磁通。每1盎司水流量大約有1個(gè)磁通，因此使用此方法甚至可以很容易地檢測到很小的漏水。

步驟4：其他技巧和竅門

提示＃1：為使霍爾效應(yīng)傳感器封裝堅(jiān)固，請(qǐng)?jiān)诤附拥?條導(dǎo)線的每條導(dǎo)線周圍使用小直徑熱縮管到霍爾效應(yīng)傳感器，然后在3根導(dǎo)線周圍放一個(gè)更大直徑的收縮管。請(qǐng)勿將收縮膜放在傳感器本身上，因?yàn)橐箓鞲衅鞅M可能靠近寄存器。

提示2：用于將霍爾效應(yīng)傳感器固定到寄存器。確保霍爾效應(yīng)傳感器“前”朝向寄存器。霍爾效應(yīng)傳感器具有“正面”和“背面”，并且“正面”應(yīng)面向要測量的磁場源。
責(zé)任編輯：wv