一:概述
传感器在电子控制系统中有着非常重要的作用,对电子化的实现举足轻重。在电子控制系统比较完整的豪华轿车中,差不多可以有20到30个霍尔传感器用于下列工作状态的测量和控制:在汽车汽缸点火器中作电子断续分电点火用;作汽车发动机转速和曲轴角度传感器;作各种自动门窗的开关系统;作速度表和里程表;作防锁死刹车系统(ABS)中的速度传感器;各种液体液位检测器;作各种用电负载的电流检测及工作状态诊断;发动机熄火检测;作自动刹车系统(替代手刹)中的速度传感器;作蓄电池充电的电流控制器等。
对自动控制系统的电子电路中,普遍使用的是霍尔开关,它能够感受接近物体磁通的变化,利用这种传感器对接近物体磁通变化的敏感特性达到控制开关通、断的目的。并使用数码管实现显示功能。
在这里我利用霍尔传感器作为控制核心,来实现车门开关状态的显示与提醒功能。
二:相关系统
2.1 设计要求
用霍尔传感器来控制,当车门关闭时绿灯亮,车门开启式为红灯亮。
2.2 霍尔效应:
所谓霍尔效应就是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。
2.3 霍尔传感器:
霍尔传感器外观图图1和(b)引脚图
①引脚1接高电平12V高电平
②引脚2接地 ③引脚3输出电压 2.4 霍尔开关: 霍尔开关是开关型霍尔集成电路的一种应用形式。首先,开关型霍尔集成电路输出
的是数字信号,“0”代表低电平,“1”代表高电平。其次,霍尔器件是一种磁电转换的磁敏传感器,它可以感受磁场的变化,因此需要使用磁性物体作为其接近物体,通过霍尔开关检测磁性物体的存在与否,达到控制开关通、断的目的。霍尔接近开关应
用示意图如图2所示。在图2 b)中,磁极的轴线与霍尔接近开关的轴线在同一直线上。当磁铁随运动部件移动到距霍尔接近开关几毫米时,霍尔接近开关的输出由高电平变为低电平。
三:系统设计原理
3.1 原理图 原理图如附图 3.2 原理图分析:
实验总体电路构造方案比较简单,主要包括霍尔传感器和显示部分(数码管)。
用发光二极管(绿)发光表示电路连通正常。
通过霍尔传感器将车门的开关转换为电信号。当车门关闭时(即当有磁铁接近霍尔传感器时)霍尔传感器②引脚输出高电平,当车门打开时传感器②引脚输出低电平。利用这两个电信号,我们可以控制七段数码管的显示的变化:
当车门关上显示的是“0”,数码管a,b,c,d,e,f引脚接上高电平;
当车门打开显示的是“1”,数码管b,c引脚接上的是高电平,其余引脚接低电平。
整个电路需要一个12 V的直流电源来提供直流电。如果用直流电池供电,则不能满足长时间的工作要求。因此,选用电容降压式直流稳压电源电路来产生直流电源。将市电先后通过电容
降压、半波整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的12 V直流电压。
四 安装实验
霍尔开关的具体实现方式示意图如图4所示。霍尔开关(用B表示)安装在门框上,而磁钢安装在门的上边框上。当关门时,磁钢刚好在霍尔开关正下方,且靠近霍尔开关,利用霍尔开关检测面的霍尔效应,使开关内部电路状态发生变化,霍尔开关能感受到磁钢的存在。当打开门时,磁钢离开霍尔开关,没有磁场通过检测面,检测面不发生霍尔效应,感知到门没有关严。霍尔开关输出特性如图5所示。
图4 霍尔接近开关的安装方式
图5 霍尔开关输出特性
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