हम सभी जानते हैं कि प्रत्येक चुंबक में दो ध्रुवीयताएँ होती हैं, अर्थात उत्तरी ध्रुव और दक्षिणी ध्रुव, चाहे वह नियोडिमियम चुंबक, रिंग चुंबक या डिस्क चुंबक हो। हम यह भी जानते हैं कि चुंबक के विपरीत ध्रुव आकर्षित होते हैं और समान ध्रुव पीछे हटते हैं। लेकिन यह कहना मुश्किल है कि कौन सा एक दक्षिणी ध्रुव है और कौन सा एक उत्तरी ध्रुव है, इसलिए चुंबक के ध्रुवों का पता लगाने के लिए, यहां हम एक साधारण सर्किट का निर्माण करेंगे।
इस परियोजना में, हम हॉल सेंसर और एलईडी का उपयोग करके एक चुंबकीय ध्रुवीयता डिटेक्टर बनाने जा रहे हैं । यहां उत्तरी ध्रुव और दक्षिणी ध्रुव का पता लगाने के लिए दो हॉल इफेक्ट सेंसर का उपयोग किया जाता है, और ये सेंसर विपरीत दिशा में जुड़े होते हैं। एक सेंसर उत्तरी ध्रुव का पता लगाता है और दूसरा सेंसर दक्षिणी ध्रुव का पता लगाता है। उत्तरी ध्रुव और एक चुंबक के दक्षिणी ध्रुव को इंगित करने के लिए दो एल ई डी का उपयोग किया जाता है।
अवयव आवश्यक
- A3144 हॉल-प्रभाव सेंसर (2)
- एलईडी (2)
- 7805 वोल्टेज नियामक
- संधारित्र (0.1acf और 10µf)
- 10k रेसिस्टर (2)
- जम्पर तार
- ब्रेड बोर्ड
आगे बढ़ने से पहले हम हॉल इफेक्ट और हॉल इफेक्ट सेंसर के बारे में जानेंगे।
हॉल इफेक्ट क्या है?
हॉल इफेक्ट एक चुंबकीय क्षेत्र में मूविंग चार्ज से संबंधित है। व्यावहारिक तरीके से समझने के लिए, बैटरी को कंडक्टर से कनेक्ट करें जैसे कि नीचे दी गई छवि (ए) में दिखाया गया है। वर्तमान (i) कंडक्टर के माध्यम से सकारात्मक से बैटरी के नकारात्मक तक बहना शुरू कर देगा।
इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह (ई -) वर्तमान की विपरीत दिशा में होगा अर्थात बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल से कंडक्टर के माध्यम से बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल तक। इस क्षण जब हम कंडक्टर के बीच वोल्टेज को मापते हैं जैसा कि नीचे की छवि (बी) में दिखाया गया है, तो वोल्टेज शून्य होगा यानी संभावित अंतर शून्य होगा।
अब चुंबक लाएं और कंडक्टर के बीच चुंबकीय क्षेत्र बनाएं जैसे छवि (सी) नीचे।
इस स्थिति में जब वोल्टेज को चालक के पार मापा जाता है तो कुछ वोल्टेज विकसित होगा। इस विकसित वोल्टेज को "हॉल वोल्टेज " के रूप में जाना जाता है और इस घटना को " हॉल इफेक्ट " के रूप में जाना जाता है ।
हॉल इफेक्ट सेंसर
हॉल इफेक्ट सेंसर चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाने और मापने के लिए एक छोटे पैमाने का माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम (एमईएमएस) उपकरण है। ये सेंसर फ्लक्स, ताकत और दिशा जैसे चुंबकीय क्षेत्र में बदलाव का पता लगा सकते हैं। जब चुंबक के चारों ओर चुंबकीय प्रवाह का घनत्व चुंबक के कारण बदलता है, तो सेंसर इसका पता लगाता है और एक आउटपुट वोल्टेज उत्पन्न करता है, और इस कारण चुंबक के सेंसर से जुड़े एलईडी वोल्टेज अपने राज्य को निम्न से उच्च में बदल देता है। इस परियोजना में, हम उत्तरी ध्रुव और एक चुंबक के दक्षिणी ध्रुव का पता लगाने के लिए हॉल इफेक्ट सेंसर का उपयोग कर रहे हैं।
हमने पहले Arduino और Raspberry pi के साथ Interfaced Hall sensor और Digital Speedometer, मैग्नेटिक डोर अलार्म, आदि जैसे Hall सेंसर का उपयोग करके कुछ प्रोजेक्ट बनाए हैं।
सर्किट आरेख
चुंबकीय ध्रुवता डिटेक्टर के लिए सर्किट आरेख नीचे दिया गया है। यहाँ दो हॉल प्रभाव सेंसर का उपयोग उत्तरी ध्रुव और चुंबक के दक्षिणी ध्रुव का पता लगाने के लिए किया जाता है। उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव को इंगित करने के लिए दो एलईडी का उपयोग किया जाता है। चुंबकीय संवेदकों के सकारात्मक पिन 7805 वोल्टेज नियामक के OUT पिन से जुड़े होते हैं, और चुंबकीय सेंसर के नकारात्मक पिन 7805 नियामकों के GND से जुड़े होते हैं। एलईडी चुंबकीय संवेदक के OUT पिन से जुड़े होते हैं। दो पुल-अप प्रतिरोधों को OUT पिन और चुंबकीय सेंसर के सकारात्मक पिंस के बीच जोड़ा जाता है।
चुंबक पोलरिटी डिटेक्शन सर्किट के लिए हार्डवेयर इस तरह से देखा गया:
चुंबकीय ध्रुवीयता डिटेक्टर का परीक्षण
सर्किट को कनेक्ट करने के बाद, जैसा कि ऊपर की छवि में दिखाया गया है, 9 वी बैटरी का उपयोग करके सेटअप को पावर करें। शुरुआत में, एलईडी उच्च राज्य में होंगे। अब चुंबक चुंबक के करीब एक चुंबक लाएं, यदि आप रेड एलईडी के पास दक्षिणी ध्रुव लाते हैं, तो यह नीचे दिए गए चित्र में दिखाए अनुसार बंद हो जाएगा
और अगर आप उत्तरी ध्रुव को ग्रीन एलईडी के पास लाते हैं तो यह संकेत देता है कि यह बंद हो जाता है:
इस तरह से आप अपना खुद का मैग्नेटिक पोलारिटी डिटेक्टर बना सकते हैं ।
पूरी तरह से काम करने का वीडियो नीचे दिया गया है।