Övervakning bostäder vattenförbrukning genom att läsa kommunala vattenmätare med Hall effekt sensor + Arduino (1 / 4 steg)
Steg 1: Un-förstärks och icke-filtrerad Halleffekten sensor utdata
Om du vill övervaka magnetfält variationer måste en Hall effekt sensor. I mitt experiment har jag använt en Honeywell SS494B Hall effekt sensor som är tillgänglig online för $3-$4. Andra sensorer bör fungerar också, bara plocka en analog modell, inte ickesparande, med jämförbara eller bättre känslighet. Honeywell SS494B lovar att vara tillräckligt känslig för att ge runt 5mV per 1 gauss. För en referensram, jordens naturliga magnetfält mäter runt 0.5 gauss, en magnet för kylskåp är omkring 50 gauss och en neodymiummagnet är i de 1000-tals gauss.
Honeywell SS494B är en mycket känslig Halleffekten sensor, när det gäller låg kostnad hall effekt sensorer gå, men dess mätområde når fortfarande över 400 gauss. Beroende på byggandet av din vatten mätaren låda, om den är gjord av metall eller plast, kan den magnetiska fältstyrkan utanför mätaren vara så låg som 1 gauss eller mindre. Detta är en utmaning, sedan 1 gauss eller mindre är i extrem låg slutet av Hall effekt sensorns mätområde.
Men innan att ta itu med utmaningen att mäta mycket små magnetfält, låt oss ta en titt på hur Honeywell SS494B Hall effekt sensorn fungerar. Sensorn har 3 pins: power (Vcc), marken och produktion. Om du skulle titta på utdata från denna Honewell Hall effekt sensor, helt enkelt drivs från en + 5v källa, skulle du se att utdata sitter på + 2.5V, eller ungefär hälften av Vcc. Detta kallas den quiescent utspänningen, eller med andra ord, detta är spänningen Halleffekten sensorn matas när inga magnetfält är närvarande. Men om du håller en magnet framför sensorn, magnetfältet kommer att dra utspänningen antingen mot ground(0V) eller Vcc(5v), beroende på polariteten av magnetfältet.
Den svåra biten kommer nästa. Om du var att mäta fältstyrkor på 1 gauss eller mindre, Honeywell SS494B kommer att avvika mer än ~ 5mV från quiescent utspänningen. Så, för att använda en Arduino att mäta sådana små spänningsvariationer, och med bra upplösning, förstärkning krävs.
För att förstärka signalen från sensorn Hall effekt, kommer att en generell operationsförstärkare som LM324 fungera alldeles utmärkt. I mina experiment har jag använt en allmänt tillgänglig och billig (mindre än $0.25) LM324 op-amp, och schematiskt i nästa steg är baserad på LM324 op-amp.