Conceptos básicos de ESP32: sensor de efecto Hall

¿Estás interesado en aprender más sobre el sensor de efecto Hall y su aplicación en el ESP32? ¡Has llegado al lugar indicado! En este artículo, exploraremos los conceptos básicos de este sensor y cómo puedes utilizarlo en proyectos con tu ESP32. Sigue leyendo para descubrir todo lo que necesitas saber para sacar el máximo provecho de esta tecnología.

Un sensor de efecto Hall (o simplemente sensor Hall) es un tipo de sensor que utiliza el efecto Hall para detectar la presencia e intensidad de un campo magnético y se utiliza a menudo en aplicaciones como sensores de proximidad, posicionamiento, detección de velocidad y medición de corriente.

Estos sensores son tan baratos que puedes conseguir una docena por un dólar. Pero cuando un sensor tan económico está equipado con un microcontrolador con WiFi rico en funciones como el ESP32, puede parecer innecesario al principio. ¿Pero quién sabe? Quizás en algún momento en el futuro se le ocurra una idea de cómo usarlo. Quizás un sensor de estado de puerta WiFi. ¿Puedes verlo? Ya tienes algunas ideas.

Entonces, aprendamos a leer el sensor Hall en el ESP32. Pero primero, veamos cómo funcionan los sensores de efecto Hall.

¿Cómo funcionan los sensores de efecto Hall?

Un sensor de efecto Hall utiliza un fenómeno llamado efecto Hall, que fue descubierto por Edwin Hall en 1879. El concepto básico es simple:

Imagine una película conductora con forma de billete de un dólar. Cuando se conecta una fuente de voltaje constante a los lados izquierdo y derecho, hace que los electrones fluyan en línea recta a través del conductor. Si midieras el voltaje en la parte superior e inferior de la lámina sin un campo magnético, encontrarías que es casi cero.

Sin embargo, si hay un campo magnético con líneas de flujo en ángulo recto con la corriente, fuerza de lorentz actúa sobre los electrones. Esta fuerza hace que se desvíen de su trayectoria recta, de modo que se acumulan en un lado del conductor y faltan en el otro lado. Esto hace que un lado del conductor sea más denso en electrones que el otro. Esto da como resultado una diferencia de potencial (conocida como voltaje Hall) a través del conductor. Este fenómeno se llama efecto Hall.

Cuanto más fuerte es el campo magnético, más fuerte es la desviación de los electrones; cuanto mayor es la corriente, más electrones deben desviarse. En ambos casos el voltaje Hall es mayor. En otras palabras, el voltaje Hall es directamente proporcional a la corriente eléctrica que fluye a través del conductor y a la intensidad del campo magnético.

Por lo tanto, midiendo el voltaje Hall a una corriente conocida, se puede determinar la intensidad del campo magnético.

Sensor de efecto Hall ESP32

El ESP32 cuenta con un sensor de efecto Hall integrado ubicado debajo de la cubierta metálica del propio módulo ESP32-WROOM-32.

La integración con ESP32 le permite conectar fácilmente los valores del sensor con funciones WiFi o Bluetooth, facilitando el monitoreo y control remoto.

Aunque el sensor Hall integrado no puede reemplazar a los sensores externos dedicados para aplicaciones de precisión debido a su posicionamiento y sensibilidad, todavía ofrece una serie de usos potenciales. Entre ellas se incluyen la detección básica de campos magnéticos, la activación de determinadas funciones cuando hay un imán cerca o incluso la creación de proyectos educativos sencillos para comprender el efecto Hall.

Lectura del sensor Hall

La lectura del sensor Hall en el ESP32 es sencilla. En el IDE de Arduino usas esto hallRead() Función. Esta función devuelve un valor entero que representa el voltaje Hall.

hallRead();

Código de ejemplo

Leamos el sensor Hall usando un ejemplo de la biblioteca. Abra su IDE de Arduino y navegue hasta archivo > Ejemplos > ESP32y ábrelo sensor de pasillo bosquejo.

Este ejemplo simplemente lee el sensor Hall interno en el ESP32 y muestra el resultado en el monitor serial.

int val = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  val = hallRead();
  // print the results to the serial monitor:
  //Serial.print("sensor = ");
  Serial.println(val);//to graph 
}

Después de cargar el boceto, abra el monitor serie con velocidad de baudios 9600 y presione el botón EN en el ESP32.

Ahora intenta acercar un imán al chip ESP32. Verás que las lecturas cambian dependiendo de la distancia y polaridad del imán.

Al visualizar la señal en el trazador en serie, puede comprender lo siguiente: Cuando no se detecta ningún campo magnético, la salida permanece en aproximadamente 100. Cuando se acerca el polo sur de un imán, la salida aumenta hacia 200, y cuando el polo norte se acerca, la salida aumenta hacia 200. Cuando se acerca el polo de un imán, la salida disminuye hacia 0.

Conceptos básicos de ESP32: sensor de efecto Hall

Un sensor de efecto Hall es un tipo de sensor que detecta la presencia y la intensidad de un campo magnético utilizando el efecto Hall, y se utiliza comúnmente en aplicaciones como la detección de proximidad, posicionamiento, detección de velocidad y detección de corriente.

¿Cómo funcionan los sensores de efecto Hall?

Un sensor de efecto Hall utiliza un fenómeno llamado efecto Hall, descubierto por Edwin Hall en 1879. El concepto básico es simple: cuando un campo magnético está presente con líneas de flujo en ángulos rectos a la corriente, la fuerza de Lorentz actúa sobre los electrones, lo que hace que se desvíen de su trayectoria en línea recta, lo cual causa la acumulación de electrones en un lado del conductor mientras que en el otro lado están ausentes.

ESP32 Hall Effect Sensor

El ESP32 tiene un sensor de efecto Hall integrado ubicado debajo de la tapa metálica del módulo ESP32-WROOM-32.

Lectura del sensor de efecto Hall

La lectura del sensor Hall en el ESP32 es sencilla. En el IDE de Arduino, se utiliza la función hallRead(). Esta función devuelve un valor entero que representa el voltaje Hall.

Ejemplo de código

A continuación se muestra un ejemplo de código para leer el sensor de efecto Hall en el ESP32:

int val = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  val = hallRead();
  Serial.println(val);
}

Visualización de la señal

Visualizar la señal en el Serial Plotter te ayudará a comprender mejor cómo varían las lecturas según la distancia y la polaridad del imán.

Prueba a acercar un imán al chip ESP32 y verás que las lecturas cambian dependiendo de la distancia y la polaridad del imán.