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Lektion 06: Hallsensormodul

Bemerkung

Der Raspberry Pi verfügt nicht über analoge Eingabemöglichkeiten, daher benötigt er ein Modul wie den PCF8591 ADC-DAC-Wandlermodul, um analoge Signale zur Verarbeitung zu lesen.

In dieser Lektion lernen wir, wie man mit einem Raspberry Pi von einem Hallsensormodul liest. Sie lernen, wie man ein Fotowiderstandsmodul an den PCF8591 für die Analog-Digital-Umwandlung anschließt und dessen Ausgang in Echtzeit mit Python überwacht. Außerdem werden Sie erkunden, wie man analoge Werte liest und interpretiert, um das Vorhandensein und die Art von Magnetpolen zu erkennen.

Benötigte Komponenten

In diesem Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Sie können sie auch einzeln über die unten stehenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Raspberry Pi 5	KAUFEN
Hallsensor-Modul	-
PCF8591 ADC-DAC-Wandlermodul	KAUFEN
Steckbrett	KAUFEN

Verkabelung

../_images/Lesson_06_Hall_Sensor_Module_pi_bb.png

Code

import PCF8591 as ADC  # Import PCF8591 module
import time  # Import time for delay

ADC.setup(0x48)  # Initialize PCF8591 at address 0x48

try:
    while True:  # Continuously read and print
        sensor_value = ADC.read(1) # Read from hall sensor module at AIN1
        print(sensor_value,end="")  # Print the sensor raw data

        # Determine the polarity of the magnet
        if sensor_value >= 180:
            print(" - South pole detected")   # Determined as South pole.
        elif sensor_value <= 80:
            print(" - North pole detected")   # Determined as North pole.

        time.sleep(0.2)  # Wait for 0.2 seconds before the next read

except KeyboardInterrupt:
    print("Exit")  # Exit on CTRL+C

Code-Analyse

Bibliotheken importieren:
```
import PCF8591 as ADC  # Import PCF8591 module
import time  # Import time for delay
```
Diese Importe sind notwendig. PCF8591 wird zur Interaktion mit dem ADC-Modul verwendet, und time dient zur Implementierung von Verzögerungen in der Schleife.
ADC-Modul initialisieren:
```
ADC.setup(0x48)  # Initialize PCF8591 at address 0x48
```
Das PCF8591-Modul wird eingerichtet. 0x48 ist die I2C-Adresse des PCF8591-Moduls. Diese Zeile bereitet den Raspberry Pi auf die Kommunikation mit dem Modul vor.

Hauptschleife zur Sensorabfrage:

try:
    while True:  # Continuously read and print
        sensor_value = ADC.read(1) # Read from hall sensor module at AIN1
        print(sensor_value, end="")  # Print the sensor raw data

In dieser Schleife wird sensor_value kontinuierlich vom Hallsensor (angeschlossen an AIN1 des PCF8591) gelesen. Die print-Anweisung gibt die Rohdaten des Sensors aus.

Magnetpolarität bestimmen:
```
# Determine the polarity of the magnet
if sensor_value >= 180:
    print(" - South pole detected")   # Determined as South pole.
elif sensor_value <= 80:
    print(" - North pole detected")   # Determined as North pole.
```
Hier bestimmt der Code die Polarität des Magneten. Wenn sensor_value 180 oder höher ist, wird er als Südpol identifiziert. Wenn er 80 oder niedriger ist, wird er als Nordpol betrachtet. Diese Schwellenwerte sollten basierend auf Ihren tatsächlichen Messergebnissen angepasst werden.

Das Hallsensormodul ist mit einem 49E linearen Halleffekt-Sensor ausgestattet, der die Polarität der Magnetfeld-Nord- und Südpole sowie die relative Stärke des Magnetfelds messen kann. Wenn Sie den Südpol eines Magneten in die Nähe der mit 49E gekennzeichneten Seite (die Seite mit der Gravur) bringen, erhöht sich der vom Code gelesene Wert linear proportional zur angelegten Magnetfeldstärke. Umgekehrt sinkt der gelesene Wert linear proportional zur Magnetfeldstärke, wenn Sie einen Nordpol in die Nähe dieser Seite bringen. Weitere Details finden Sie unter Hallsensor-Modul.
Verzögerung und Ausnahmebehandlung:
```
time.sleep(0.2)  # Wait for 0.2 seconds before the next read

except KeyboardInterrupt:
    print("Exit")  # Exit on CTRL+C
```
time.sleep(0.2) erzeugt eine Verzögerung von 0,2 Sekunden zwischen jeder Schleifeniteration, um eine übermäßige Abtastrate zu verhindern. Der except-Block fängt eine Tastaturunterbrechung (STRG+C) ab, um das Programm sauber zu beenden.