非接触ホールセンサースイッチ

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まだ9月というのに、今日は10月下旬の気候というのでこの夏の豪雨の影響で壊れた温室のスイッチを交換することにしました。

これまでは、物理的に押す力でスイッチの開閉をしていたのですが、今度は防水で非接触スイッチに変更しました。

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ホール素子とは

ホールセンサー(ホール素子)とはホール効果を利用して「磁石が発する磁界」や「電流が発する磁界」を電気信号に変換して出力する非接触型の磁気センサーです。

『 非接触ホールセンサースイッチ 』 ..ホールセンサー(ホール素子)とはホール効果を利用して「磁石が発する磁界」や「電流が発する磁界」を電気信号に変換して出力する非接触型の磁気センサーです。..

大きさは数ミリでとても小さく、例えば携帯電話の開閉感知に使われたりします。

カズが入手したホールセンサーはSかN極のどちらかに反応するタイプです。

ホールセンサー動作テスト

簡単に基盤上で動作テストをしてみました。

『 非接触ホールセンサースイッチ 』 ..簡単に基盤上で動作テストをしてみました。..

赤色LEDは点灯していない状態です。

ホールセンサーに磁石を近づけてみます。

『 非接触ホールセンサースイッチ 』 ..ホールセンサーに磁石を近づけてみます。..

LEDが点灯し正常に動作することが確認出来ました。

配線

ホールセンサーは文字が刻印されている方から向かって左がVCC、中央がGND、右側が信号出力になります。

VCCと信号(左と右)はプルアップ抵抗(10K)を入れます。

arduinoスケッチ

int ledPin = 6;  //使用環境に合わせて変更
void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
  int sensorValue = analogRead(A1);
  float voltage = sensorValue * 100; //係数100は環境により調整
  if (4.5 < voltage)
  {
    digitalWrite(ledPin,HIGH);
  }
  else
  {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
}

とてもシンプルなスケッチです。

LEDピンを6番にしています。

6番をリレーに接続することでモーターを回したり100Vの電気製品さえ動かせますね。

テスター計測では4.5Vの出力でしたので十分にリレーを作動させることが出来ます。

リレー

動作試験ではLED点灯ですが、実用ではリレーを動作させて何かをするということになります。

カズは今だ故障知らずのarduinoリレーを使っています。

Amazonカスタマーレビューに参考になるレビューがありました。

①ジャンパー:JD-VCC側にジャンパー接続した場合

       IN1→GNDで1番リレーがONで赤ランプが点灯する。

       IN2→GNDで2番リレーがONで赤ランプが点灯する。

②ジャンパー外した状態した場合

     IN1とGNDを接続した上で、VCCに+3.5.~5Vを加えれば1番リレーがON

     IN2とGNDを接続した上で、VCCに+3.5.~5Vを加えれば2番リレーがON

  結論:制御はVCC一回線だけの入力に頼るのでIN1・IN2供にGND接続の上の利用となる

     ので、電磁リレーが2個有る必要性があまり無い気がします。

③ジャンパー:JD-VCC側にジャンパー接続した場合

  IN1に0V~2.5Vの電圧を与えてると1番リレーがONとなりで赤LEDが点灯する。

     IN1に3V~5Vの電圧を与えてると1番リレーがOFFとなる。

     IN2に0V~2.5Vの電圧を与えてると2番リレーがONとなりで赤LEDが点灯する。。

     IN2に3V~5Vの電圧を与えてると2番リレーがOFFとなる。

  結論:3.5Vのトリガー電圧で2つのリレーをそれぞれ個別にON・OFF制御が可能です。

    でも、0Vで動作ON、3.5V以上で動作OFFと云うのは(リレー1個の消費電流約60mA程度で

    は有りますが)は、省エネ的にはイマイチな感がありますね!勿論、電磁リレーはC接点ですので

    目的は果たせます。

(注) リレー出力側にはNO1,COM1,NC1とあり、COM1とNOの選択で0VでONの状態になり、CMO1とNCの選択でOFFの選択が出来ます。

ホールセンサーを防水仕様にする

スケッチと動作確認が出来たので、実用に耐えるように防水と保護を兼ねて手を加えることにします。

先ず、リード線をハンダづけします。

GNDを黒にしたかったのですが適当なものがなかったので、白色です。

VCCは青色にしました。

信号は黄色です。

『 非接触ホールセンサースイッチ 』 ..VCCは青色にしました。信号は黄色です。..

ハンダづけした部分とリード線の露出部分を絶縁テープで保護します。

『 非接触ホールセンサースイッチ 』 ..ハンダづけした部分とリード線の露出部分を絶縁テープで保護します。..

全体をまとめます。

『 非接触ホールセンサースイッチ 』 ..全体をまとめます。..

散水用のホースを5センチ程の長さにカットし中を通します。

ホースはライターで軽くあぶると柔らかくなり、センサー部分も中に収めることが出来ます。

更に、柔軟に曲がりながらも固定できるようにアルミ線も中に通しておきます。

アルミは磁力に反応しませんので都合がいいですね。

最後にセンサヘッドの部分をシリコン系接着剤などで塞いで完成です。

カズはシリコンコーキング材で塞ぎました。

『 非接触ホールセンサースイッチ 』 ..カズはシリコンコーキング材で塞ぎました。..

早速動作テストをしてみます。

センサー部分がホースで覆われていますが正常に動作することが確認出来ました。

『 非接触ホールセンサースイッチ 』 ..センサー部分がホースで覆われていますが正常に動作することが確認出来ました。..

ホールセンサーのまとめ

数ミリ四方というとても小さいセンサーなので今や、携帯電話や車のドア、スピードメーターなどいろんな産業分野で使われています。

また、完全シールドで非接触なので動作が確実で信頼性の高いセンサースイッチです。

Amazon検索で「非接触防水スイッチ」は見当たらないようですので農業ハウスなど湿度が高く結露の可能性が大きい場所での使用には重宝するのではと思います。

価格は激安で1個20円にも満たないので趣味の園芸からプロ農業のIT化まで幅広く使えそうですね。