Измеритель магнитного поля своими руками

В продолжение обзоров по готовым модулям различных датчиков к Ардуино платформе, перейдём к датчикам магнитных полей.

Модуль датчика Холла KY-003

Данный модуль предназначен для обнаружения магнитного поля при помощи эффекта Холла. Этот эффект состоит в том, что в проводнике с постоянным током, помещенном в магнитное поле возникает поперечная разность потенциалов [1-3].

Габариты 28 х 15 мм, масса модуля 1,2 г. На плате имеется два крепежных отверстия диаметром 2 мм на расстоянии 10 мм друг от друга. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» – общий, контакт «S» – информационный.

Когда индукция магнитного поля превышает заданное значение на информационном выходе модуля высокий логический уровень сменяется на низкий. На модуле имеется светодиод, который загорается при срабатывании датчика.

В качестве иллюстрации можно загрузить на плату Arduino UNO программу LED_with_button [4], и подключить вместо кнопки данный модуль.

Модуль срабатывает только на северный полюс магнита, порог срабатывания достаточно высокий, магнит нужно подносить вплотную. Потребляемый ток 6,3 мА в ждущем режиме и составляет 11 мА при срабатывании.

Из недостатков следует отметить, что довольно сложно найти взаимную конфигурацию магнита и датчика для надежного срабатывания.

Поскольку модуль реагирует на определенное пороговое значение магнитного поля, то самым очевидным применением такого датчика может быть использование этого датчика вместо геркона.

Хотя геркон это весьма надежный прибор, все же в его конструкции имеются подвижные механические контакты, в отличие от него датчик Холла никаких подвижных деталей не имеет.

К примеру, можно установить данный модуль на дверном косяке, на полотне двери напротив него установить магнит, получится датчик открывания двери для сигнализации или умного дома, аналогично можно организовать подсчет оборотов колеса, закрепив на нем магнит и поместив в непосредственной близости от него этот датчик.

Модуль на основе геркона KY-021

Датчик представляет собой нормально разомкнутый геркон с добавочным сопротивлением 10 кОм [5-6].

Габариты модуля 24 х 17 мм, масса 1,2 г. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» – общий, контакт «S» – информационный.

• Потребляемый ток равен нулю в ждущем режиме и составляет 0,5 мА при срабатывании.

Модуль подключается и испытывается абсолютно аналогично тактовой кнопке [4,7]. Геркон можно использовать в системах сигнализации, для подсчета числа оборотов и т.п. Способов использования герконов великое множество [8-9].

Модуль датчика Холла (линейный) KY-024

1. Модуль предназначен для измерения напряженности постоянного магнитного поля [10-11].

Габариты модуля 44 х 15 х 13 мм, масса 2,8 г., в плате модуля имеется крепежное отверстие диаметром 3 мм. Чувствительным элементом служит датчик Холла SS49E. Индикация подачи питания осуществляется светодиодом L1.

Датчик имеет четыре контакта. «A0» – аналоговый выход, напряжение на котором меняется в зависимости от индукции магнитного поля. Выводы питания «G» – общий провод, «+»– питание +5В.

На цифровом входе «D0» присутствует низкий логический уровень, если напряженность магнитного поля не превышает заданного порога, при срабатывании датчика низкий уровень меняется на высокий.

Порог срабатывания цифрового канала датчика можно менять многооборотным подстроечным резистором. При срабатывании датчика загорается светодиод L2.

Полезное:  USB вольтметр-амперметр

• Потребляемый ток 9 мА в ждущем режиме и 11 мА при срабатывании.

Модуль срабатывает только на северный полюс магнита. Максимальное расстояние срабатывания 6 мм.

Аналоговый канал позволяет организовать измерение количественных характеристик магнитного поля. Показания на аналоговом порте Arduino UNO меняются от 550 до 200 единиц в зависимости от расстояния до магнита (в память Arduino UNO была загружена программа AnalogInput2).

Модуль с герконом KY-025

1. Чувствительным элементом модуля является обычный геркон, работающий вместе с компаратором на микросхеме LM393YD, по заверениям продавцов [12-13] это позволяет уменьшить, ток, протекающий через контакты геркона, и тем самым увеличить его ресурс.

Габариты модуля 45 х 18 х 13 мм, масса 2,8 г., аналогично предыдущему случаю в плате модуля имеется крепежное отверстие диаметром 3 мм. Индикация питания осуществляется светодиодом L1.

При срабатывании геркона загорается светодиод L2. Потребляемый ток 3,7 мА в ждущем режиме и 5,8 мА при срабатывании.

Какой порог чувствительности должен регулироваться переменным резистором неясно, видимо данные модули с компаратором LM393YD являются стандартными и к ним припаивают различные датчики в зависимости от назначения конкретного модуля.

Разумеется, модуль срабатывает дискретно как кнопка, в чем можно убедиться с помощью программы LED_with_button [4]. На выводе «A0» постоянно присутствует напряжение питания +5В. Выводы питания «G» – общий провод, «+»– питание +5В.

На цифровом входе «D0» присутствует низкий логический уровень, при срабатывании геркона низкий уровень меняется на высокий.

Целесообразность данного модуля, по мнению автора, спорна, учитывая, что и в простейшем случае включения геркона типа модуля KY-021 сила тока, протекающая через контакты геркона, существенно меньше одного миллиампера.

Модуль датчика Холла KY-035

Данный модуль представляет собой микросхему SS49E, без каких либо дополнительных устройств [14]. Установка микросхемы на плате в данном случае может быть объяснена, только требованиями унификации при создании данного набора датчиков.

Габариты модуля 29 х 15 мм, масса 1,2 г. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» – общий, контакт «S» – информационный.

• Потребляемый модулем ток составляет около 6 мА и не зависит от состояния датчика.

При отсутствии внешнего магнитного поля на информационном выходе присутствует напряжение равное половине напряжения питания. Внешнее постоянное магнитное поле приводит к тому, что напряжение на информационном выходе начнет увеличиваться или уменьшатся в зависимости от полярности магнита. В этом легко убедиться, используя программу AnalogInput2

С помощью данного модуля можно организовать контроль расстояния до источника магнитного поля, подсчет числа оборотов и т.п. Микросхема чувствительна к магнитному полю с индукцией в диапазоне 600-1000 Гс [15].

Полезные ссылки

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Холла
2. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla
3. http://www.14core.com/wiring-hall-effect-sensor-switch-magnet-detector-module/
4. http://robocraft.ru/blog/arduino/57.html
5. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-na-osnove-gerkona
6. http://www.zi-zi.ru/module/module-ky021
7. http://2shemi.ru/mehanicheskie-datchiki-dlya-arduino/
8. https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/gerkony/
9. http://electrik.info/main/school/419-gerkony-sposoby-upravleniya.html
10. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla-_lineynyiy_
11. http://www.zi-zi.ru/module/module-ky024
12. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-magnitnyiy-datchik-s-gerkonom
13. http://www.zi-zi.ru/module/module-ky025
14. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla_
15. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гаусс_(единица_измерения)

Все файлы документации и программ находятся в общем архиве. Обзор подготовил Denev.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Необычный детектор электромагнитных полей

Это интересное устройство позволяет услышать мир электромагнитного излучения, что нас окружает.

Оно преобразует колебания высокой частоты излучения, генерируемого разнообразными электронными устройствами в слышимую форму. Можно использовать его возле компьютеров, планшетов, мобильных телефонов и т. д.

Благодаря ему вам удастся услышать действительно уникальные звуки, создаваемые работающей электроникой.

Принципиальная электросхема

Схема предполагает реализацию данного эффекта с как можно наименьшим числом радиоэлементов. Дальнейшие улучшения и исправления лежат уже на вашем усмотрении. Некоторые значения деталей вы можете подобрать для своих потребностей, другие являются постоянными.

Процесс сборки

Сборка предполагает использование макетной платы размером не менее 15 x 24 отверстия, и особое внимание обращается на расположение элементов на ней.

На фотографиях показано рекомендуемое расположение каждого из радиоэлементов и какие связи между ними выполнить.

Перемычки на печатной плате можно выполнить из фрагментов кабеля или отрезанных ножек от других элементов (резисторы, конденсаторы), которые остались после их монтажа.

Сначала надо впаять катушки L1 и L2. Хорошо отодвинуть их друг от друга, что даст нам пространство и увеличит эффект стерео. Эти катушки являются ключевым элементом схемы — они ведут себя как антенны, которые собирают электромагнитное излучение из окружающей среды.

После впайки катушек можно установить конденсаторы C1 и C2. Их емкость составляет 2,2 мкФ и определяет нижнюю частоту среза звуков, которые будут услышаны в наушниках. Чем выше значение ёмкости, тем ниже звуки воспроизводящиеся в системе. Большая часть мощного электромагнитного шума лежит на частоте 50 Гц, так что есть смысл его отфильтровать.

Далее припаиваем резисторы по 1 кОм — R1 и R2. Резисторы эти, вместе с R3 и R4 (390 кОм) определяют усиление операционного усилителя в схеме. Инвертирование напряжения не имеет в нашей системе особого значения.

Виртуальная масса — резисторы R5 и R5 с сопротивлением 100 кОм. Они являются простым делителем напряжения, который в данном случае будет делить напряжение 9 V на половину, так что с точки зрения схемы питается м/с напряжением -4,5 V и +4,5 V по отношению к виртуальной массе.

Можно поставить в панельку операционный усилитель любой со стандартными выводами, например OPA2134, NE5532, TL072 и другие.

Подключаем аккумулятор и наушники — теперь мы можем использовать этот акустический монитор для прослушки электромагнитных полей. Батарею можно приклеить к плате скотчем.

Дополнительные возможности

Что можно добавить, чтобы увеличить функциональность? Регулятор громкости — два потенциометра между выходом из схемы и гнездом для наушников. Выключатель питания — сейчас схема включена все время, пока не отсоединится батарейка.

При испытаниях оказалось, что устройство очень чувствительно на источника поля. Вы можете услышать, например, как обновляется экран в мобильном телефоне, или как красиво поет кабель USB во время передачи данных. Приложенный к включенному громкоговорителю работает как обычный и вполне точный микрофон, который собирает эл-магнитное поле катушки работающего динамика.

Хорошо ищет кабеля в стене, на манер трассоискателя. Только надо поднять НЧ, увеличив все 4 ёмкости до 10 мкФ. Недостатком является довольно большой шум и ещё сигнал слишком слабый — нужен какой-то дополнительный усилитель мощности, например на PAM-8403.

Видео работы детектора ВЧ

   Форум по измерительным устройствам

   Форум по обсуждению материала Необычный детектор электромагнитных полей

Измеритель силы магнитного поля на основе Arduino и датчика Холла своими руками

Магнитное поле – это область вокруг магнитного материала или движущегося электрического заряда, внутри которой действует сила магнетизма. Чтобы узнать силу магнитного поля достаточно использовать такое простое устройство, как датчик Холла.

В данном проекте мы создадим простой измеритель магнитного поля на основе Arduino и датчика Холла с ЖК-дисплеем для отображения значения магнитного поля.

Важно использовать ратиометрический линейный датчик, который выдает напряжение на выходе, пропорциональное силе магнитного поля. Здесь мы будем использовать датчик Холла UGN 3503U.

Этот датчик измеряет напряженность поля в гауссах в диапазоне от 0 до +/-900 Гаусс. Используя функцию АЦП, мы преобразуем выходное напряжение в числовое значение.

Схема подключения всех необходимых компонентов для нашего измерителя магнитного поля приведена далее.

По мере приближения магнита к датчику магнитное поле становится сильнее, и показания увеличиваются. Если повернуть магнит на другую сторону, полярность изменится и значение экрана станет отрицательным.

Светодиод включается, когда магнитное поле превышает +/-15 Гаусс, и визуально указывает на то, что датчик находится в магнитном поле.

Этот диод также служит для более легкого обнаружения импульсного магнитного поля.

Данное устройство можно установит в подходящую коробку из ПВХ или другого материала.

Код программы Arduino:

#include
#include
#include
#include
int led = 8 ;
int rawvalue;
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64

#define OLED_MOSI 9
#define OLED_CLK 10
#define OLED_DC 11
#define OLED_CS 12
#define OLED_RESET 13
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT,
OLED_MOSI, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET, OLED_CS);

char ADCSHOW[5];

const unsigned char zmaj [] PROGMEM = {
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x7f, 0xff, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x80, 0x00, 0xbf, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfd, 0x00, 0x00, 0x5f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x04, 0x00, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x0c, 0x00, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x00, 0x00, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x00, 0x00, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x00, 0x00, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x80, 0x00, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x40, 0x00, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x80, 0x60, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x80, 0x30, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe2, 0x3f, 0xfa, 0x80, 0x0f, 0xcf, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xed, 0xbf, 0xf4, 0x80, 0x00, 0x2f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xd9, 0x3f, 0xe9, 0x80, 0x00, 0x5f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xa2, 0xff, 0xd3, 0x00, 0xff, 0xbf, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x85, 0xff, 0xa6, 0x01, 0x00, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x85, 0xff, 0x4c, 0x02, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x85, 0xfe, 0x98, 0x03, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x85, 0xfd, 0x30, 0x02, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x82, 0x02, 0x60, 0x02, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xa1, 0xfc, 0x80, 0x01, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xd0, 0x41, 0x80, 0x00, 0xf7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe8, 0xbe, 0x00, 0x04, 0x0b, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf4, 0x40, 0x00, 0x0b, 0xc3, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x00, 0x00, 0x05, 0x23, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x00, 0x00, 0x47, 0xcf, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x00, 0x00, 0x87, 0x8f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfd, 0x00, 0x00, 0x8b, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x80, 0x00, 0x97, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x4c, 0x01, 0xaf, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xa6, 0x03, 0x5f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xd3, 0x04, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe9, 0x8c, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf4, 0x88, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x90, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x90, 0x3d, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x8a, 0x05, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x87, 0x02, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfa, 0x01, 0xff, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf9, 0x00, 0x81, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0xff, 0x9f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x5f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff
};
void setup()

{
pinMode (led, OUTPUT);
Serial.begin(9600);

if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC)) {
Serial.println(F(«SSD1306 allocation failed»));
for(;;);
}
display.clearDisplay();
display.drawBitmap(0, 0,zmaj, 128, 64, WHITE);
display.display();
delay(3000);
display.clearDisplay();
display.setCursor(20,0);
display.setTextSize(2);
display.setTextColor(WHITE);
display.println(«Magnetic»);
display.setCursor(35,22);
display.setTextSize(2);
display.print(«Field»);
display.setCursor(35,44);
display.setTextSize(2);
display.print(«Meter»);
display.display();
delay(3000);
}

void loop()
{
rawvalue = analogRead(A0);
Serial.println(rawvalue);

if (rawvalue > 575 || rawvalue < 565 ) { digitalWrite (led, HIGH); } else { digitalWrite (led, LOW); } display.clearDisplay(); display.setCursor(35,5); display.setTextSize(2); display.setTextColor(WHITE); display.println("Gaus:"); String ADCVALUE = String((analogRead(A0)-569)/0.376); ADCVALUE.toCharArray(ADCSHOW, 5); display.setCursor(20,30); display.setTextSize(4); display.print(ADCSHOW); display.display(); delay(100); }

© digitrode.ru

Делаем высокочувствительный детектор электромагнитного поля

• Mirko Pavleski
• Arduino.cc
• Простой в сборке, но высокочувствительный, детектор электромагнитного поля на Arduino

Это простое устройство способно обнаруживать даже очень слабые электромагнитные поля. Относительная напряженность поля отображается в графическом виде на ЖК-индикаторе, дополнительно прибор сигнализирует звуковым зуммером и светодиодом (Рисунок 1).

Рисунок 1.	Внешний вид детектора электромагнитного поля.

Схема соединений компонентов прибора в среде Fritzing изображена на Рисунке 2. (Схема в более высоком разрешении доступна для скачивания в разделе загрузок). Как видно на рисунке, схема очень проста и состоит из платы Arduino Nano, двустрочного ЖК-индикатора, зуммера, светодиода, переключателя и батареи питания 9 В.

Рисунок 2.	Принципиальная схема высокочувствительного детектора электромагнитного поля.

Основой прибора является плата Arduino Nano. В качестве датчика используется отрезок медного провода диаметром 1.5 мм, но вы можете использовать любой тип провода. Чувствительность прибора можно регулировать программно (в исходном коде), а также путем изменения номинала резистора, включенного между землей и аналоговым входом A0.

Можно предусмотреть в конструкции несколько резисторов и подключать  их в схему с помощью переключателя. В авторском варианте с помощью переключателя выбирается один из двух резисторов и, соответственно, степень чувствительности прибора. Таким образом, прибор можно откалибровать, сравнивая его показания с промышленным решением.

Светодиод подключен к выходу D10, звуковой зуммер к выходу D9. ЖК индикатор 16×2 подключается к плате Arduino по параллельному 4-битному интерфейсу. Для регулировки контрастности индикатора используется подстроечный резистор.

Программная часть прибора (скетч Arduino) представляет собой комбинацию двух Arduino-проектов: из проекта измерителя уровня громкости на Arduino KTAudio используется часть для работы с ЖК-индикатором, а из проекта детектора электромагнитного поля Aaron ALAI EMF Detector используется часть для работы с сенсором. Автор внес некоторые коррективы для повышения стабильности работы устройства. Скетч доступен для скачивания в разделе загрузок.

На видео ниже видно, что прибор может легко обнаруживать электромагнитные поля, создаваемые скрытыми силовыми кабелями электрической сети в доме, даже если они не подключены к потребителю. Электромагнитное поле от старого ЭЛТ-монитора может быть обнаружено на расстоянии 3 м и более.

Все компоненты прибора можно разместить в небольшом корпусе (Рисунок 3).

Рисунок 3.	Вариант расположения компонентов детектора электромагнитного поля в корпусе.

Загрузки

Простой измеритель электромагнитного поля

Благодаря распространенности электроники и электричества в современном мире, электромагнитные поля всегда вокруг нас.

Но из-за крайне ограниченного набора чувств, мы, люди, проводим большую часть времени совершенно не замечая их.

Было бы здорово, сделать что-то, что не просто может их обнаружить, но и позволит нам взглянуть на их осциллограммы на экране осциллографа. Другими словами, приставка-пробник электромагнитного поля.

Стоит отметить, что это устройство не предназначено для любых серьезных и научных работ. Это просто забавная игрушка.

Некоторое время назад, гугля об обнаружении ЭДС и применении таких устройств, я наткнулся на статью «Contactless Sensing of Appliance State Transitions Through Variations in Electromagnetic Fields». Это была интересная статья, и в ней использовалась довольно простая схема на основе измерительного усилителя. Я решил попробовать сделать нечто подобное.

У меня уже были некоторые измерительные усилители производства Texas Instruments, INA122s. Я время от времени получаю их в качестве бесплатных образцов от TI. В качестве индуктора я использовал тот индуктор, который у меня был. Вероятно, его индуктивность находится в пределах 100мкГн -1мГн.

Я сделал прототип устройства на макетной плате, чтобы настроить измерительный усилитель, но мне хотелось чего то более постоянного. В моем университете есть фрезерный станок для производства ПП и я могу его использовать, поэтому я разработал и сделал простую плату.
Схема очень простая.

В ней есть источник питания и выключатель питания (он поставлен на GND для удобства трассировки). Напряжение подается на резистивный делитель, чтобы сделать виртуальную землю. Потом идет измерительный усилитель, который усиливает напряжение с катушки.

Также там есть RC ФНЧ, но это наверно не имеет смысла. Я добавил его на плату только для того, чтобы у меня было место для фильтра низких или высоких частот, если он понадобится. На выходе установлен BNC разъем.

Все, что вам нужно сделать, это прикрепить BNC кабель между пробником и осциллографом, и вы можете махать этой штукой во все стороны  где есть электроника!

Во время испытаний, я установил плату в держатель, чтобы я мог двигаться. При экспериментах с ЭЛТ-мониторами результаты были особенно интригующими. Поля были сильными и даже менялись в зависимости от изображения на экране.

• Все файлы прилагаются к статье, и вы можете скачать их, если хотите повторить это устройство.
• Скачать список элементов (PDF)
• Оригинал статьи

Прикрепленные файлы:

none Опубликована: 2012 г. 0 Вознаградить Я собрал 0 0

x

• Техническая грамотность
• Актуальность материала
• Изложение материала
• Полезность устройства
• Повторяемость устройства
• Орфография

Радиосхемы. — Как измерить электромагнитное излучение мультиметром

материалы в категории

Человек в современном мире подвержен нарастающему воздействию электромагнитных полей различных частот, при этом основными источниками такого воздействия являются различные носители электроэнергии.

Определено, например, что имеется связь между заболеваемостью злокачественными опухолями и степенью удаленности мест обитания человека от ЛЭП.

Выявлено также четкое воздействие электромагнитного излучения на некоторые части головного мозга — в частности, на эпифиз — железу, ответственную за выработку гормона мелатонина.

Мелатонин отвечает за ход биологического ритма человека (чередование дневного бодрствования и ночного сна), и сбой в его выработке способен вызвать непроходящую усталость, потерю работоспособности, нарушение концентрации внимания, состояние депрессии и другие негативные эффекты.

Поэтому важно проводить измерения электромагнитного излучения в различных частотных диапазонах от следующих источников: радио- и телевизионных вещательных станций и радиолокационных установок, систем радиосвязи и установок в промышленности, трансформаторных подстанций и линий электропередач (ЛЭП), а также бытовых электроприборов, например, СВЧ печей, компьютеров и многого другого.

Предлагается простой измеритель напряженности электромагнитного поля, точнее приставка, которую можно подключить к любому мультиметру (можно даже использовать самый дешевый Мультиметр М830 ).Применив простые измерения, человек сможет снизить риск своего нахождения под значительным по величине электромагнитным полем.

Известно, что напряженность магнитного поля H связана с индукцией магнитного поля В по формуле:H=B/µo(A/м),где µo- магнитная постоянная(µo=4π10-7Гн/м).Обычно измерения производят в единицах магнитной индукции (Тл), а поэтому измерители величины магнитного поля иногда называют тесламетрами.

Схема приставки для измерения напряженности электромагнитного поля

На рис. 1 представлена схема, позволяющая просто и надежно измерять напряженность электромагнитного поля от различных домашних установок — от мобильников и компьютеров до мощных АТС радиостанций и их антенн и т.д.

Схема состоит всего лишь из двух конденсаторов и двух диодов. К конденсатору С1 подключена телескопическая антенна от радиоприемника «Олимпик». Выход приставки подсоединен к мультиметру М830 на его стандартные входы.

Возможно приставку вставить и в сам мультиметр. Тогда в этом случае антенну стоит прикрепить снаружи мультиметра. Такая компоновка приставки сделает прибор компактным.При измерении необходимо антенну приставки вытянуть на полную ее длину.

Путем установки переключателя мультиметра в положение 200 мВ проводят измерение оценки индукции магнитного поля. Достаточно умножить значение, появляющегося на дисплее мультиметра, на 0,25 и получить величину магнитной индукции в мкТл. Если измерять напряженность магнитного поля, то значение в мВ необходимо умножать на 0,2.

В этом случае мы получаем значение напряженности магнитного поля в А/м. Диапазон измерений, а в этом случае и точность измерения, можно увеличить, если в мультиметре установить положение 100 мВ. Это необходимо делать только в том случае, если он будет использоваться только в режиме тесламетра.

Настройки мультиметра в этом случае изменяются путем установки более высокоомного резистора в цепи положения в 200 мВ.

Когда значение магнитной индукции составляет менее 0,3 мкТл, то такое электромагнитное излучение не является опасным.

При повышении значения индукции магнитного поля до 2,5 мкТл необходимо удалится от источника излучения на безопасное расстояние, где показания его на мультиметре будут показывать величину индукции не более 0,3 мкТл.

Забить тревогу необходимо тогда, когда значение индукция поля достигает более 10 мкТл, и совсем недопустимым является нахождение человека в поле излучения более 25 мкТл.Диоды VD1 и VD2 можно заменить на 1N4148.

Петр Бобонич Эрик Бобонич г. Ужгород

Измеритель магнитного поля: схема для проверки силы магнита

Это небольшое устройство представляет собой измеритель Гаусса (единица измерения магнитной индукции) или силы магнита. По сути, он чувствует магнитные поля. Используя датчик Холла, измеритель может измерять полярность магнита. Для этого нужно всего несколько деталей, поэтому схема столь проста, что можно собрать и без печатной платы.

Измеритель Гаусса удобен когда хотите узнать, какой полюс магнита является северным или южным и когда требуется проверить магниты на силу, особенно если они могли быть повреждены нагревом.

Основой счетчика является датчик Холла UGN3503U или аналогичный. UGN3503U — это линейный датчик, его выходной уровень изменяется с изменением магнитной индукции.

Схема измерителя силы магнита

Схема использует батарейку 9 В для питания и кнопочный переключатель, чтобы включить его (без фиксации, чтоб не забыть выключить прибор). Стабилизатор LM7805 обеспечивает 5 В для датчика. Элементы C1, C2 и R1 помогают стабилизировать регулятор. Значения C1 и C2 не являются критическими, используйте например 22 мкФ для C1 и 0,47 мкФ для C2. Напряжение С1 и С2 должно быть 15 В или выше.

Схема измерителя магнита на датчике Холла

Эти стабильные 5 вольт поступают на контакты 1 и 2 датчика Холла, а его выход (контакт 3), является контрольным для обнаруженного уровня силы магнита. При отсутствии магнита датчик Холла будет подавать 2,5 В (половина питания) на выход.

Если поместим магнитный полюс N на заднюю часть датчика Холла (задняя сторона является стороной без надписи), напряжение поднимется выше 2,5 В.

Если повернуть магнит так, чтобы S-полюс находился сзади датчика Холла, выходное напряжение упадет ниже 2,5 В.

То, насколько повышается или падает напряжение, зависит от измеренной магнитной индукции. В спецификации UGN3503 указано 1,3 мВ на Гаусс, так что, например, если получим показание 3 вольт, то у нас на 500 мВ выше нашей нулевой точки (2,5 В) и по формуле 500 мВ / 1,3 = 385 Гаусс.

Конечно профессиональный цифровой измеритель будет работать намного лучше и давать более точные показания, но как правило достаточно использовать то, что есть. Резистор R1 был выбран методом проб и ошибок, а VR1 используется для установки измерителя на среднее деление, когда магнит отсутствует.

Всё собирается в коробке. Поскольку компонентов всего пару штук, можете не использовать печатную плату. Батарея 9 В хранится в своем маленьком отсеке, поэтому она не может столкнуться с другими компонентами и замкнуть их.

Датчик и плата вмонтированы в старый маркер. Задняя поверхность сенсора находится на одном уровне с отверстием в торце. Кабельная стяжка удерживает его на месте.

Чтобы выполнить калибровку, нажмите кнопку включения питания и отрегулируйте VR1, чтобы индикатор считал нулевую точку. Убедитесь что рядом с датчиком холла нет магнитов. Советуем пометить на шкале S и N, чтобы сразу знать к какому полюсу магнита обращен датчик.

Тестирование с небольшим магнитом N полюс и S полюс смотрите на фотографиях:

Если же надо точно измерить силу Гаусса, подключите цифровой мультиметр чтобы получить точные показания напряжения. Допустим показывает 4,24 вольт. Таким образом это полюс N, и его значение 1,74 В или 1740 мВ выше нашей нулевой точки. 1740 / 1,3 Гаусс = 1338, что примерно соответствует неодимовому магниту.

Как сделать простой детектор электромагнитного поля?

Существует два вида токов, с помощью которых создаются электромагнитные поля — постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Детектор электромагнитного поля измеряет ЭДС, создаваемые переменным током.

Основная особенность такого процесса заключается в том, ток движется в двух направлениях до пятидесяти раз в минуту, тогда как когда постоянный ток является статическим и не может быть измерен большинством детекторов ЭДС.

Что такое детектор ЭДС?

Детектор ЭДС — это измерительное устройство, которое используется в различных промышленных приложениях для обнаружения проблем во внутридомовой электропроводке и линиях электропередач. Измеритель ЭДС дает информацию о рабочем процессе в электромагнитном поле путем измерения плотности потока электромагнитного излучения (DC).

Кроме того, этот прибор может отслеживать изменения электромагнитного поля, которые происходят в проводниковой продукции при эксплуатации в течение определенного периода времени.

Измерители ЭДС обнаруживают проблемы в электромагнитном поле в комплекте с высокочувствительными компонентами, которые являются частью данного контрольно-измерительного устройства. С его применением, возможно, предотвратить аварийные ситуации в сети, тем самым обеспечить безопасные условия проживания людей.

Детектор ЭДС своими руками

На самом деле устройство не является сложным и может быть выполнено радиолюбителем самостоятельно.

Это нам понадобится для работыЭто нам понадобится для работы

Для детектора электромагнитного поля ЭДС с двойным операционным усилителем и 2 индукторами потребуется следующий набор радиоматериалов и инструментов:

1. EMF-детектор печатной платы или можно использовать картон;
2. 9В батарейный зажим (6f22);
3. стерео аудиоразъем 3.5 мм;
4. LM358 или любой другой двойной операционный усилитель, совместимый с контактами (TL072 работает отлично)
5. радиальный индуктор 2x — 100 мГн, может быть обозначен, как 104 Дж;
6. светодиод;
7. потенциометр 500 кОм стерео линейный;
8. N4148 или любой другой диод общего назначения;
9. резистор 3x — 1 кОм;
10. резистор 2x — 10 кОм;
11. резистор 100 кОм;
12. 100 мкФ электролитический конденсатор, любое номинальное напряжение;
13. 2.2 мкФ электролитический конденсатор, любое номинальное напряжение;
14. несколько метров соединительного провода для подключения потенциометра, аудиоразъема;
15. корпус;
16. светодиодный держатель, 10мм;
17. светодиодный держатель 3 мм
18. переключатель SPDT;
19. 8-контактный разъем.

Изготовление схемы и платы

Рабочая схема детектора электромагнитного поляРабочая схема детектора электромагнитного поля

Для питания этой цепи применяется батареи 9В, хотя согласно спецификации из LM358 можно использовать источник напряжения, достигающие 32 вольт, но тогда потребуется использовать конденсаторы с адекватным номинальным напряжением. Двойное питание достигается с помощью простого делителя напряжения. Изменяющееся магнитное поле будет индуцировать ток в двух индукторах, которые затем будут усилены для наушников LM358.

Печатная плата

Для создания схемы и печатной платы можно использовать бесплатную программу CadSoft Eagle. Можно выполнять печатную плату с помощью «графического метода»: распечатывают файл PDF на прозрачную фольгу, а затем переносят его на светочувствительную печатную плату. Далее обрабатывают в растворе гидроксида натрия и затем протравливают в хлориде трехвалентного железа.

Сначала пропаивают все элементы на схеме. Затем используют провод для подключения потенциометра, катушки индуктивности, переключателя, светодиода и аудиоразъема.

Сборка детектора ЭДС

Как сделать простой детектор электромагнитного поля?

Если тщательно выполнена схема, то она должна заработать с первой попытки. Лучший способ проверить это — поднести прибор к работающему настенному адаптеру, только нужно быть осторожным с громкостью. Эта схема очень чувствительна.

Как сделать простой детектор электромагнитного поля?

После того как электронная схема работает, готовят корпус, выполняя в нем монтажные отверстия для закрепления платы и электрических деталей.

Как сделать простой детектор электромагнитного поля?

Аккуратно укладывают все детали в корпус и закрепляют его. После этого можно наслаждаться отличной работой детектора ЭДС.