ネオジム磁石、リング磁石、ディスク磁石のいずれであっても、すべての磁石には2つの極性、つまり北極と南極があることは誰もが知っています。また、磁石の反対の極が引き付けられ、同じ極が反発することもわかっています。しかし、どちらが南極でどちらが北極かはわかりにくいので、磁石の極を検出するために、ここでは簡単な回路を作成します。
このプロジェクトでは、ホールセンサーとLEDを使用して磁気極性検出器を構築します。ここでは、2つのホール効果センサーを使用して北極と南極を検出し、これらのセンサーは反対方向に接続されています。1つのセンサーが北極を検出し、別のセンサーが南極を検出します。2つのLEDは、磁石の北極と南極を示すために使用されます。
必要なコンポーネント
- A3144ホール効果センサー（2）
- LED（2）
- 7805電圧レギュレータ
- コンデンサ（0.1µf&10µf）
- 10k抵抗（2）
- ジャンパー線
- ブレッドボード
先に進む前に、ホール効果とホール効果センサーについて学びます。
ホール効果とは何ですか？
ホール効果は、磁場内の移動電荷に関連しています。実用的に理解するには、下の画像（a）に示すようにバッテリーを導体に接続します。電流（i）は、バッテリーの正から負に導体を流れ始めます。
電子の流れ（Eは、- ）導体を介して、電池の負端子からの電池の正端子に電流Ieの反対方向になります。下の画像（b）に示すように導体間の電圧を測定すると、電圧はゼロになります。つまり、電位差はゼロになります。
次に磁石を持ってきて、下の画像（c）のように導体間に磁場を作ります。
この状態で導体の両端の電圧を測定すると、いくらかの電圧が発生します。この発生した電圧は「ホール電圧」と呼ばれ、この現象は「ホール効果」と呼ばれます。
ホール効果センサー
ホール効果センサーは、磁場を検出および測定するための小規模な微小電気機械システム（MEMS）デバイスです。これらのセンサーは、磁束、強度、方向などの磁場の変化を検出できます。磁石によりセンサー周辺の磁束密度が変化すると、センサーがそれを検知して出力電圧を発生し、この出力電圧により磁石センサーに接続されたLEDの状態が低から高に変化します。このプロジェクトでは、ホール効果センサーを使用して、磁石の北極と南極を検出しています。
以前、ホールセンサーをArduinoおよびRaspberry piとインターフェースし、デジタルスピードメーター、磁気ドアアラームなどのホールセンサーを使用していくつかのプロジェクトを作成しました。
回路図
磁気極性検出器の回路図を以下に示します。ここでは、2つのホール効果センサーを使用して磁石の北極と南極を検出します。北極と南極を示すために2つのLEDが使用されています。磁気センサーの正のピンは7805電圧レギュレーターのOUTピンに接続され、磁気センサーの負のピンは7805レギュレーターのGNDに接続されます。LEDは磁気センサーのOUTピンに接続されています。磁気センサーのOUTピンとプラスピンの間に2つのプルアップ抵抗が接続されています。
磁石極性検出回路のハードウェアは次のようになりました。
磁気極性検出器のテスト
回路を接続した後、上の画像に示すように、9Vバッテリーを使用してセットアップに電力を供給します。最初は、LEDはHigh状態になります。次に、磁石を磁石センサーに近づけます。南極を赤色LEDに近づけると、下の図に示すようにオフになります。
そして、北極を緑色のLEDに近づけると、それがオフになることを示します。
これはあなたがあなた自身の磁気極性検出器を作ることができる方法です。
完全な作業ビデオを以下に示します。