ZHCABQ1A June   2022  – September 2024 DRV5021 , DRV5032 , DRV5033 , TMAG5123 , TMAG5124 , TMAG5170 , TMAG5233 , TMAG5273 , TMAG5328

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1智能锁中的线性霍尔效应传感器
    1. 1.1 篡改检测
  5. 2基于霍尔效应的旋转位置传感方法
    1. 2.1 开关实现
    2. 2.2 使用 3D 霍尔效应传感器的旋转感应
  6. 3总结
  7. 4参考资料
  8. 5修订历史记录

开关实现

使用开关检测门栓位置的一种方法是让磁体围绕中心轴旋转。由此,您可以放置霍尔效应开关以确定门栓何时处于解锁位置和锁定位置。这些开关也可以用来确定锁具是安装在右手门还是左手门上。

 霍尔效应开关实现示例图 2-1 霍尔效应开关实现示例

在此示例中,当磁体绕着中心轴扫过时,有三个开关来确定门栓旋转的位置。中心开关可用于确定门栓何时完全打开,两个末端开关可用于确定门栓何时完全关闭,一个用于左手门的安装,一个用于右手门的安装。这样,锁具可以安装在任意门上,并且仍然可以检测到门栓的位置。图 2-2 展示了磁体的磁场(磁场沿此路径移动)以及开关的数字输出的示例。Bz1、Bz2 和 Bz3 线是每个传感器的磁场强度,而 D1、D2 和 D3 线是基于传感器 Bop 的数字输出。由于器件的 Brp 较小,此图中未考虑器件迟滞,因此此处仅显示了开关能够在任一方向上打开的情况。

 霍尔效应传感器 2mm 间隙 – 八分之一英寸的磁体图 2-2 霍尔效应传感器 2mm 间隙 – 八分之一英寸的磁体

此仿真假设使用典型磁阈值为 3mT 的 DRV5032FB。不过,如果需要一个平面霍尔效应开关来检测与封装标记表面平行的磁场,则可以考虑使用 TMAG5233。传感器放置在距离磁体末端 2mm 处,这会在检测到的磁场中产生 12mT 的峰值。每个开关的机械容差可以通过改变磁体和传感器之间的距离或使用具有不同阈值的器件来调整。通过增加此距离,图 2-3 显示了当开关检测到磁体时容差更严格。

 霍尔效应传感器 4mm 间隙 - 八分之一英寸的磁体图 2-3 霍尔效应传感器 4mm 间隙 - 八分之一英寸的磁体

虽然此实现仅使用三个开关,但添加开关或更改其位置能够提供有关门栓位置的更多信息。用于上述模拟的磁体是 N52 条形磁体,直径为 1/16 英寸,厚度为八分之一英寸。如果使用更大的磁体,则可以增加磁场强度以使开关更快地打开进行旋转运动。例如,一个类似的条形磁体,厚度为四分之一英寸,磁体末端和传感器之间有 2mm 的间隙,会产生以下结果。

 霍尔效应传感器 2mm 间隙 - 四分之一英寸的磁体图 2-4 霍尔效应传感器 2mm 间隙 - 四分之一英寸的磁体

新的峰值磁场约为 13.3mT。这种增加不是很大,但在触发传感器输出时也提供了更宽的角度范围。为该应用选择磁体在很大程度上取决于系统中的可用空间,但也需要考虑所需的容差等因素,并将其与传感器的磁体阈值进行比较。

使用霍尔开关是一种低功耗和低成本的实现方式。前面提到的 DRV5032FB 可以在小于 1µA 的电流下工作,以保持该应用中的电池寿命。一种替代设计是 TMAG5233 低成本平面霍尔效应开关。TMAG5233 具有全极磁响应,能够对与封装标记表面平行的南北磁极均做出响应。TMAG5233 提供 5Hz 和 40Hz 占空比选项。

与簧片开关相比,霍尔传感器还可延长米6体育平台手机版_好二三四寿命。有关簧片开关和霍尔传感器之间比较的更多详细信息,请参阅用 TI 的霍尔效应和线性 3D 霍尔效应传感器替代簧片开关 应用手册。