vendredi 3 juillet 2020

Capteur de champ magnétique à effet Hall KY-024

Le capteur à effet Hall KY-024 est un module qui permet de détecter la présence d'un champ magnétique, ou de mesurer son intensité.


Le capteur lui-même est situé du côté opposé aux broches de connexion (il a l'allure d'un petit transistor): il s'agit d'un SS49E; sa broche de sortie transmet une tension proportionnelle à l'intensité du champ magnétique.  Sa sensibilité à 25°C est typiquement de 1.4 mV/Gauss, mais elle varie d'un specimen à l'autre, donc celle de votre capteur peut aussi bien être de 1,0 mV/Gauss que de 1,75 mV/Gauss. Pour calculer un résultat précis en Gauss ou en Tesla, une calibration est donc nécessaire.

Le module comporte également un comparateur LM393 qui sert à produire un signal numérique indiquant si l'intensité du champ magnétique est inférieure ou supérieure à un certain seuil.

Le module KY-024 comporte 4 connecteurs: AO, G, + et DO.
  • La broche AO (Analog Out) est la sortie analogique qui transmet la mesure du champ magnétique. Lorsque le champ magnétique est nul, sa tension est égale à la moitié de la tension d'alimentation du module (donc 2,5 V si vous alimentez le module avec une tension de 5 V, 1,65 V si vous alimentez le module avec une tension de 3,3 V).  En présence d'un champ magnétique, la tension augmente ou diminue selon la direction du champ. La sortie AO est pertinente si vous désirez mesurer un champ magnétique, ou observer comment il varie dans le temps. Pour l'utiliser, vous devez la brancher à une entrée analogique d'un microcontrôleur (ou même à un simple voltmètre, si le champ magnétique ne varie pas trop rapidement).
  • La broche G (Ground) doit être branchée à la masse (broche GND du microcontrôleur, ou la borne négative de la source d'alimentation).
  • La broche + doit être alimentée avec une tension de 3,3 V ou 5 V. Puisque la tension de sortie du module dépend de cette alimentation, il est important de choisir 3,3 V si vous utilisez un microcontrôleur fonctionnant à un niveau logique de 3,3 V (exemples: ESP8266,  STM32, Raspberry Pi...) alors qu'une tension de 5 V sera réservée aux microcontrôleurs qui fonctionnent à un niveau logique de 5 V (exemple: Arduino Uno).
  • La broche DO (digital Out) sera utilisée pour détecter la présence d'un champ magnétique (pour un compte-tours, par exemple). Cette sortie génère un signal numérique BAS en l'absence de champ magnétique, et HAUT en présence d'un champ magnétique. La sensibilité du capteur peut être ajustée au moyen du potentiomètre intégré au module (une rotation en sens horaire permet de réagir à des champs plus faibles). La LED située près du potentiomètre s'allume lorsque le signal est haut, ce qui facilite l'ajustement du potentiomètre.
Sur la photographie ci-dessous, la LED s'allume lorsqu'on approche l'aimant.




Mise à l'essai

Pour observer le comportement des deux sorties du module KY-024, j'ai branché la broche AO du module à l'entrée A0 d'un Arduino Uno, et j'ai branché la broche DO du module à l'entrée 7 de l'Arduino Uno. Un petit aimant était placé à différentes distances du capteur.



Le sketch est minimaliste: j'affiche dans le moniteur série la valeur analogique lue à l'entrée A0 et la valeur numérique lue à l'entrée 7.



En absence de champ magnétique, mon module a affiché une valeur analogique de 517 et un niveau logique bas.


J'ai approché un aimant: la valeur analogique a augmenté, alors que le signal numérique est demeuré bas.


J'ai inversé l'aimant, et l'ai approché de nouveau. Cette fois, la valeur analogique diminue, et le signal logique devient haut quand le signal analogique atteint environ 485.



Contrairement à ce que j'aurais pensé,  le potentiomètre affecte le signal analogique. Par exemple, après avoir tourné le potentiomètre dans le sens antihoraire, la valeur mesurée en absence de champ magnétique est d'environ 525...


...et la valeur de transition du signal numérique semble sensiblement la même qu'auparavant, mais elle correspond à un champ magnétique plus intense (l'aimant devait être plus proche du capteur).



À lire également:

D'autres façons de détecter ou de mesurer un champ magnétique:

Le capteur KY-024 utilisé dans cet articule a été fourni gratuitement par DigitSpace.

Yves Pelletier (TwitterFacebook)

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