Stap 1: Un-versterkte en niet-gefilterde Hall effect sensor output
Als u wilt controleren de schommelingen van het magnetisch veld moet u een Hall effect sensor. Ik heb een Honeywell SS494B Hall effect sensor, die beschikbaar online voor $3-$4 is gebruikt in mijn experimenten. Andere sensoren moet ook werken, kies gewoon een analoge model, niet arrêtering, met vergelijkbare of betere gevoeligheid. De Honeywell SS494B belooft te worden gevoelig genoeg om rond 5mV per 1 gauss. Voor een referentiekader, de natuurlijke aardmagnetisch veld maatregelen rond 0,5 gauss, een koelkast magneet is ongeveer 50 gauss en een neodymium magneet is in de 1000 's van gauss.
De Honeywell SS494B is een zeer gevoelige Hall effect sensor, wat goedkope hall-effect sensoren gaan, maar haar meetbereik bedraagt nog steeds meer dan 400 gauss bereikt. Afhankelijk van de bouw van de behuizing van uw water meter, als het gemaakt van metaal of plastic, kunnen de magnetische veldsterkte buiten de meter zo laag als 1 gauss of minder. Dit vormt een uitdaging, sinds 1 gauss of minder is de extreem lage eind van de Hall-effect sensor het meetbereik.
Maar voordat het aanpakken van de uitdaging van de meting van zeer kleine magnetische velden, neem een blik bij hoe de Honeywell SS494B Hall effect sensor werkt. De sensor heeft 3 pinnen: stroom (Vcc), grond en uitvoer. Als je om te kijken naar de output van deze Honewell Hall effect sensor, simpelweg gevoed vanuit een + 5v bron, zou je zien dat de output op rond zit + 2.5v, of ongeveer de helft van de Vcc. Dit heet de sluimerende uitgangsspanning, of met andere woorden, dit is de spanning die de Hall effect sensor output zal wanneer geen magnetisch veld ontbreekt niet. Maar als je een magneet voor de sensor houdt, het magnetisch veld de uitgangsspanning ofwel naar ground(0V) of Vcc(5v), afhankelijk van de polariteit van het magnetisch veld zal trekken.
Het lastige deel komt daarna. Als u meten Veldsterkten van 1 gauss of minder moest, de Honeywell SS494B zal wijken niet meer dan ~ 5mV uit de sluimerende uitgangsspanning. Dus, om het gebruik van een Arduino aan dergelijke schommelingen kleine spanning meten, en met goede resolutie, versterking nodig.
Om het signaal vanuit de Hall effect sensor te versterken, werkt een algemene doel operationele versterker als de LM324 prima. In mijn experimenten die ik heb gebruikt een overal verkrijgbaar en goedkoop (minder dan $0,25) LM324 opamp, en het schema in de volgende stap is gebaseerd op de opamp van LM324.