ZHCABQ1 June   2022 DRV5021 , DRV5032 , DRV5033 , TMAG5123 , TMAG5124 , TMAG5170 , TMAG5273 , TMAG5328

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1智能锁中的线性霍尔效应传感器
    1. 1.1 篡改检测
  4. 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
  5. 3总结
  6. 4参考文献

开关实现

使用开关检测门栓位置的一种方法是让磁铁围绕中心轴旋转。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。

GUID-20220603-SS0I-GL95-WCCL-LH4QGP8K3Q1Q-low.png图 2-1 霍尔效应开关实现示例

在此示例中,当磁铁绕着中心轴扫过时,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 显示了磁铁沿此路径移动时的磁场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,器件的磁滞在此图中没有得到考虑,因此这仅显示了开关在任一方向上都会打开的时间。

图 2-2 霍尔效应传感器 2mm 间隙 – 八分之一英寸的磁铁

此模拟假设使用典型磁阈值为 3mT 的 DRV5032FB。传感器放置在距离磁体末端 2mm 处,这会在感应磁场中产生 12mT 的峰值。每个开关的机械容差可以通过改变磁铁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铁时容差更严格。

图 2-3 霍尔效应传感器 4mm 间隙 - 八分之一英寸的磁铁

虽然此实现仅使用三个开关,但添加开关或更改其位置将提供有关门栓位置的更多信息。用于上述模拟的磁铁是 N52 条形磁铁,直径为 1/16 英寸,厚度为八分之一英寸。如果使用更大的磁铁,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,一个类似的条形磁铁,厚度为四分之一英寸,磁铁末端和传感器之间有 2mm 的间隙,会产生以下结果。

图 2-4 霍尔效应传感器 2mm 间隙 - 四分之一英寸的磁铁

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,但也应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。与簧片开关相比,霍尔传感器还可延长产品寿命。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。