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一、實作目的：
一、實作目的：
利用超聲波測距儀及霍爾晶片量測不同距離下的磁場變化。
利用超聲波測距儀及霍爾晶片量測不同距離下的磁場變化。
二、材料：
二、材料：
- Arduino主板 x 1
- 超音波感測器 x 1
- 霍爾晶片 x 1
- 列印物件
- 杜邦線(公對母) x 7
三、實驗步驟
三、實驗步驟
將線路如圖連接完畢。
將線路如圖連接完畢。
實驗一、正面測量磁場強度-改變磁鐵數目，測量磁場與距離之關係
實驗一、正面測量磁場強度-改變磁鐵數目，測量磁場與距離之關係
- 拿取一顆磁鐵面向霍爾感測器，從磁鐵與感測器距離15公分開始慢慢靠近感測器，每隔0.5公分量測並記錄距離及磁場大小，直到磁鐵觸碰感測器。
- 將數據紀錄到 LibreOffice Calc ，將不合理之數據清除(因為超聲波感測器有最小距離限制，所以在距離小於1.5公分左右時距離數據會出現問題)。
- 將磁場強度對距離作圖，加入趨勢線，趨勢線類型選次方，並勾選加入方程式。
- 增加磁鐵數量為2顆，並讓兩顆磁鐵相吸在一起，重複實驗1-3步驟。
- 將磁鐵放於磁鐵架上，再重複實驗1-3步驟並測量。
- 重複完整實驗兩次，並將圖表寫入學習單。
實驗二、測量兩磁鐵中間磁場大小
實驗二、測量兩磁鐵中間磁場大小
- 將磁鐵放置於磁鐵架上，並讓磁鐵N/S極擺放同一方向(N/S---N/S)。
- 將感測器方向轉向，使感測器的方向與磁場方向保持順向，並在感測器對面放置一塊擋板(用於使感測器測量距離)。
- 將感測器由側邊慢慢放入兩磁鐵之間，請不要將感測器一開始就放置於兩磁鐵之間，應該放置於距離兩磁鐵大約3到5公分的距離就開始量測，並且需量測超出兩磁鐵約3到5公分。
- 每隔0.5公分紀錄一次數據(包含距離及磁場大小)，並將數據填寫到LibreOffice Calc。
- 用磁場強度對距離作圖，觀察兩磁鐵間的磁場變化。
- 重複實驗步驟兩次並記錄。
四、程式碼
四、程式碼
int trigPin = 12; //Trig Pin
int echoPin = 11; //Echo Pin
long duration, inches;
float cm;
int Hall_PIN = A0;
int gss = 0;
int G_value = 0;
void setup() {
Serial.begin (9600); // Serial Port begin
pinMode(trigPin, OUTPUT); // 定義輸入及輸出
pinMode(echoPin, INPUT);
}
void loop()
{
gss = analogRead(Hall_PIN);
G_value = map(gss, 102, 922, -640, 640);
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(trigPin, HIGH); // 給 Trig 高電位，持續 10微秒
delay(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
pinMode(echoPin, INPUT); // 讀取 echo 的電位
duration = pulseIn(echoPin,HIGH); // 收到高電位時的時間(微秒)
cm = (duration/2) / 29.1; // 將時間換算成距離 cm (這裡要使用校正過後之程式碼)
Serial.print(cm);
Serial.print(',');
Serial.println(G_value);
delay(250);
}
五、數據分析
五、數據分析
將磁場大小(T)對距離(m)作圖，使用趨勢線找出距離與磁場關係式。
將磁場大小(T)對距離(m)作圖，使用趨勢線找出距離與磁場關係式。
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