人們根據(jù)霍爾效應(yīng)，利用各種材料制作成的器件就是霍爾元件，霍爾元件和其他電路集成在芯片上就成了霍爾開(kāi)關(guān)。它根據(jù)周?chē)艌?chǎng)的變化輸出一定幅值的電壓，能被單片機(jī)識(shí)別的脈沖信號(hào)，單片機(jī)通過(guò)定時(shí)計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)，就能夠計(jì)算出被測(cè)物體的轉(zhuǎn)速。通過(guò)脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法分別有測(cè)頻率周期法、測(cè)周期法、測(cè)頻法，眾所周知轉(zhuǎn)速是以轉(zhuǎn)/分鐘為計(jì)量單位，即在一分鐘內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)，由于傳感器測(cè)量輸出的脈沖數(shù)和轉(zhuǎn)數(shù)成正比關(guān)系，因此我們采用測(cè)頻法。轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)關(guān)系式為n=60/PT ，其中n為被測(cè)物轉(zhuǎn)速，P為被測(cè)物轉(zhuǎn)一周測(cè)得的脈沖數(shù)，T 為輸出信號(hào)的周期。


系統(tǒng)組成
該應(yīng)用的硬件主要由單片機(jī)系統(tǒng)、霍爾開(kāi)關(guān)模塊、顯示模塊、電動(dòng)機(jī)模塊、按鍵模塊、繼電器模塊、聲光報(bào)警模塊組成。通過(guò)按鍵設(shè)定轉(zhuǎn)速值，當(dāng)測(cè)量的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值時(shí)，LED燈閃爍同時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，繼電器選擇性動(dòng)作(如果需要輸出控制信號(hào)則動(dòng)作) ; 可以連續(xù)讀出測(cè)量轉(zhuǎn)速; 具有斷電保護(hù)功能，即通過(guò)按鍵設(shè)置的轉(zhuǎn)速值斷電重新啟動(dòng)后數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生改變。
單片機(jī)系統(tǒng)
我在選擇單片機(jī)的時(shí)候，盡可能選擇價(jià)格便宜、滿足功能需求即可，51 系列單片機(jī)是非常適合的，而且編程簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，所以我們采用的是STC89C52單片機(jī)。


霍爾開(kāi)關(guān)模塊
HX3144型霍爾開(kāi)關(guān)是一種開(kāi)關(guān)型非接觸式傳感器，具有工作溫度寬、靈敏、穩(wěn)定、測(cè)量精確、體積小的特點(diǎn)，能在一些惡劣環(huán)境下運(yùn)行，如振動(dòng)、粉塵、油污等都不怕。該模塊通過(guò)檢測(cè)貼在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的永磁鐵磁場(chǎng)，然后輸出矩形脈沖電壓給單片機(jī)，再由單片機(jī)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，便可測(cè)得轉(zhuǎn)速。

電動(dòng)機(jī)模塊
該系統(tǒng)采用3V直流電動(dòng)機(jī)，配有可變電阻器，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻器阻值，改變電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速，從而模擬在不同轉(zhuǎn)速下測(cè)得不同的數(shù)值，該電機(jī)模塊能實(shí)現(xiàn)0-20000r/min的調(diào)節(jié)功能。為了能夠得到穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，需要在電機(jī)軸的葉片上對(duì)稱(chēng)的貼上兩塊永磁鐵。

顯示模塊
LCD1602顯示字符和數(shù)字方便，控制簡(jiǎn)單，體積相對(duì)數(shù)碼管小，顯示的字符多，內(nèi)容相當(dāng)豐富，功耗低等優(yōu)點(diǎn)，因此該系統(tǒng)采用LCD1602液晶顯示器。


按鍵模塊
該系統(tǒng)共有3個(gè)按鍵，設(shè)置鍵S1、數(shù)值增加鍵S2和數(shù)值減小按鍵S3.按鍵采用中斷方式檢測(cè)，這樣能避免程序不斷的進(jìn)行掃描，節(jié)省資源。

當(dāng)按下S1時(shí)，則轉(zhuǎn)入預(yù)設(shè)界面，設(shè)置轉(zhuǎn)速的臨界值，可通過(guò)S2或者S3完成增加或者減少設(shè)置，如果一直按住S2或者S3按鍵，則數(shù)值連續(xù)增加或者連續(xù)減少。設(shè)置完成后，按下S1鍵即退出并成功設(shè)置預(yù)設(shè)值，該設(shè)置具有斷電保護(hù)功能，設(shè)置好的數(shù)值被保存在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器中，只要恢復(fù)電源后數(shù)據(jù)就被讀出來(lái)。

繼電器模塊
選用5V繼電器作為單片機(jī)輸出控制信號(hào)的觸點(diǎn)，該信號(hào)能傳給PLC也能直接傳給接觸器，實(shí)現(xiàn)了弱電控制強(qiáng)度的功能。根據(jù)測(cè)量的轉(zhuǎn)速判斷具有選擇性地使繼電器動(dòng)作，控制靈活多樣，能滿足不同的需求。該模塊由輸入電壓5V繼電器、三極管、限流電阻、LED 燈構(gòu)成。


聲光報(bào)警模塊
聲光報(bào)警主要是模擬單片機(jī)輸出到用于控制皮帶輸送機(jī)狀態(tài)的PLC系統(tǒng)，能夠比較直觀的反應(yīng)被測(cè)物的轉(zhuǎn)速已經(jīng)低于預(yù)設(shè)值，必須采取進(jìn)一步的措施，否則將導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，皮帶輸送機(jī)常見(jiàn)的故障有斷帶或者皮帶打滑，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，從動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速是很低甚至降到0 ，此時(shí)必須將設(shè)備停止下來(lái)，同時(shí)要將其他關(guān)聯(lián)設(shè)備停機(jī)，從而避免更大的事故發(fā)生。