Magnetometer

Ein Magnetometer dient der Messung magnetischer Flussdichten B. Die Einheit von B ist Tesla. Das Erdmagnetfeld besitzt zum Beispiel in etwa eine Stärke von 40 µT, wohingegen starke Magnete (Neodym) Flussdichten bis in den Bereich von 1 T aufweisen können.

Zur Messung der Flussdichte bedient man sich eines sog. Hallsensors. Fließt ein Strom durch den Hallsensor und ist dieser einem Magnetfeld B ausgesetzt, so wirkt auf die bewegten Elektronen die sog. Lorentzkraft. Diese sorgt dafür, dass zwischen den Seiten des Hallsensors eine Spannung (die sog. Hallspannung) auftritt. Diese ist proportional zu B. Misst man sie, so kann auf die Flussdichte B geschlossen werden.

Variante 1: Messung sehr kleiner Flussdichten

Mit dem Sensor HMC5883L lassen sich sehr schwache Magnetfelder (z.B. das Erdmagnetfeld) messen. Angezeigt wird die Flussdichte in x-, y- und z-Richtung und bei horizontaler Ausrichtung des Messgeräts der Positionswinkel (Norden = 0°, Osten = 90°, Süden = 180°, Westen = 270°).

 


Arduino-Code:


Variante 2: Messung mittlerer Flussdichten

Für mittelgroße Flussdichten bis 0.08 T eignet sich der analoge Hallsensor SS495A. Bei einer Versorgungsspannung von 5V liefert dieser ohne Magnetfeld eine Ausgangsspannung von 2.5V. Bei 0.08T steigt die Ausgangsspannung auf 4.5V, bei -0.08T sinkt sie auf 0.5V. Man kann mit diesem Sensor also auch direkt die Polarität des Magnetfelds bestimmen.

 


Arduino-Code:


Variante 3: Messung großer Flussdichten

Mit dem Hallsensor CYSJ362A lassen sich sehr starke Magnetfelder bis hin zu 3 T messen. Zum Betrieb des Sensors bzw. Arduino benötigt man allerdings 2 separate Spannungsversorgungen. Ich verwende zwei 9V-Batterien. Mit einer 9V-Batterie und dem Spannungswandler 7805 wird der Hallsensor mit 5V versorgt, mit der zweiten 9V-Batterie wird der Arduino und das Display betrieben.

 


Arduino-Code: