ａｒｄｕｉｎｏにホールセンサＩＣ ＤＮ６８５１を繋いでみる

この間千石で買ってきたホールセンサＩＣ「ＤＮ６８５１」を
arduinoに繋いでみました。

ホールセンサといえば、以前ＴＨＳ１１９を買ったまま死蔵
したままだったのですが、ＩＣ化されて使いやすくなって
いるＤＮ６８５１ならもっと簡単に使えるだろうと
いうことで、ＤＮ６８５１を買ってきてみました。
約６０円也。

ホールセンサは通常4本の足があって、２本は電源、
２本は差動出力です。
電源は定電流回路にするか定電圧回路にしないと
ならないし、出力電圧は微小かつ差動出力なので、
オペアンプを通して電圧差を増幅する必要が
ありました。扱いが面倒です。

一方ＤＮ６８５１のようにＩＣ化されたホールセンサＩＣ
は３本足。電源が２本で出力が１本。
アンプも内蔵されていて、出力段もトランジスタで
組まれているので、マイコンとの接続は一気に
簡単になります。

というわけで、まずは実際に繋いでみます。今回も
例によってreduino-nanoを使っています。


①はＶＣＣ
②はＧＮＤ
③は出力

です。出力をそのままarduinoに繋げばＯＫとなって
います。

今回は、ホールＩＣからの出力はアナログ０に繋いで
みました。アナログ０からの入力電圧をシリアルで
ＰＣ（arduino－ＩＤＥのシリアルモニタ）に表示
してみます。

手ごろな磁石が手元に無かったのですが、工具箱を
探したところ、秋月で買った２ｃｍくらいのスピーカー
が出てきたので、これを磁石として使ってみました。

結果、ＩＣから入力したアナログ値は、０Ｖと５Ｖの
どちらかの値を取ることが判りました。いわゆる
デジタル出力のＩＣということになります。
扱いはとても簡単です。

なお、中間の値にはなりませんので、磁気の強さを
アナログ値として取り込むことは出来ません。

５Ｖ電源で使う場合、磁石が遠い時は０Ｖを、
磁石が近づくと５Ｖとなります。
Ｎ極、Ｓ極の極性を見ているようで、片側の極
しか検知しないようです。

使った磁石（というかスピーカーですが）の磁極は
どちらか判らないのですが、この辺りのことは
データシートに詳しく書かれています。

このＩＣの動き方ですが、データシートのBlock Diagram
を読むと判ってきます。

まず、当然ホール素子が内蔵されているわけですが、
この素子の出力をアンプに通して増幅し、それを
シュミットトリガ回路を通すことでデジタル化、
さらにシュミットトリガの出力をトランジスタで
ドライブするという形になっています。

出力回路のインピーダンスは２７ｋΩなので、
たくさんの電流を取り出すことは出来ませんが
マイコンの入力端子に繋ぐ分には特段の問題は
ないと思います。

内部にシュミットトリガ回路が組み込まれているので、
磁石を近づける時（０→１）と遠ざける時（１→０）
では出力信号が切り替わる距離（場所）が異なる点は
念頭においておく必要があるかもしれません。

近づく時はかなり近づいたところでようやく
ＯＮになり、遠ざかる時はそれより少し離れたところ
でようやくＯＦＦになります。

と言葉で書いても解り難いと思うので、あとで
サイト上にムービーを載せておきます。

（追伸：↓ムービーなどアップしました）
http://nekosan0.bake-neko.net/connection_hall.html

なお、出力回路がオープンコレクタになっている
ＤＮ６８５２というのも有りますが、出力が
オープンコレクタということ以外、内蔵回路は
全く一緒のようです。

いずれにしても、磁石が近くにあるかどうかを
デジタル的に判断するデバイスとして、凄く
使いやすいことは判りました。

個人的には、このＩＣが各サーキット（ツクバやその他）
のスタートラインに埋め込まれている磁石を検知
することが出来るかが気になるところです。

これが検知できれば、マイコン野郎なら簡単に
ラップタイムの自動計測マシンを作れることに
なります。しかも、市販のラップタイマーより
高機能なものが簡単に作れてしまうことでしょう。


磁気についてははっきり言って全然詳しくないので、
データシートの読み方も良く解ってないし、
解ったとしても、各サーキットに埋め込まれている
磁気の強さも極性も明示されていないので、
現実的には実際に使ってみないと解らないという
ことになるのかと思います。

まぁ、サーキットで試してみるにしてもだいぶ先に
なるかとは思いますが。

arduinoのビデオオーバーレイ実験、ひとまず纏め的なことを

なんとなく放って置くのはなんだか気持ち悪いので、
もう一度なにかいい方法がないかなぁとおもって
もう一回だけスケッチを読み直して見ました。

一つ、v-syncのトリガを上手くキャッチ出来るかも
知れない方法を思いつきました。
以下のような修正方法です。

（修正前）
　attachInterrupt(0, v_sync, RISING);
（修正後）
　attachInterrupt(0, v_sync, LOW);

こうすれば、一瞬の立下り信号を取りこぼしたと
しても、v-syncが発生している（＝LOW）一定期間中
に一瞬でも拾えさえすれば、v-sync割り込みは
発生するはずです。

…やってみました。

思考実験だけで終らせてみようと思ったのですが、
ちょこっと回路組んでやってみました。

…だめでした。
こういう時の心境…　＿厂ト○　こんな感じ。

だめだ…。ソフトウェアシミュレーターくらいは
使えないと、こういう細かいことは検証できません。

ＬＯＷなら上手くいくんじゃないかと思ったんだけど、
これでも垂直同期期間の信号は拾えないみたい。

私の脳みそではこれ以上はどうすることも出来ないなぁ…


まぁ、こういうときはちゃんとロジアナとか持ち出して
信号を細かく見てみればいいんだろうけど、
ネコロジーの完成度は少し中途半端なままになって
いるのと、今回使ったシリアル版のarduinoも
ネコロジーも、共にシリアルｉ／ｆ接続を使うという
ってことが引っかかっていて…

まぁ、どうしてもarduinoでやらないといけないという
必要も無いし、arduinoの場合は３２個のレジスタの
push、popでどうせ処理時間がかかり、表示領域がかなり
狭くなっちゃうので、実用性という点ではTINY2313の
フルアセンブラにも劣ってしまいます。
（実用性って何？っていう突っ込みは無しです）

あまり脱線しつづけるのもなんなので、このお話は
ひとまず凍結することにします。
うーむ…。