使用開關(guān)檢測(cè)門栓位置的一種方法是讓磁體圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)。由此，您可以放置霍爾效應(yīng)開關(guān)以確定門栓何時(shí)處于解鎖位置和鎖定位置。這些開關(guān)也可以用來確定鎖具是安裝在右手門還是左手門上。

圖 2-1 霍爾效應(yīng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)示例

在此示例中，當(dāng)磁體繞著中心軸掃過時(shí)，有三個(gè)開關(guān)來確定門栓旋轉(zhuǎn)的位置。中心開關(guān)可用于確定門栓何時(shí)完全打開，兩個(gè)末端開關(guān)可用于確定門栓何時(shí)完全關(guān)閉，一個(gè)用于左手門的安裝，一個(gè)用于右手門的安裝。這樣，鎖具可以安裝在任意門上，并且仍然可以檢測(cè)到門栓的位置。圖 2-2 展示了磁體的磁場(chǎng)（磁場(chǎng)沿此路徑移動(dòng)）以及開關(guān)的數(shù)字輸出的示例。Bz1、Bz2 和 Bz3 線是每個(gè)傳感器的磁場(chǎng)強(qiáng)度，而 D1、D2 和 D3 線是基于傳感器 Bop 的數(shù)字輸出。由于器件的 Brp 較小，此圖中未考慮器件遲滯，因此此處僅顯示了開關(guān)能夠在任一方向上打開的情況。

圖 2-2 霍爾效應(yīng)傳感器 2mm 間隙 – 八分之一英寸的磁體

此仿真假設(shè)使用典型磁閾值為 3mT 的 DRV5032FB。不過，如果需要一個(gè)平面霍爾效應(yīng)開關(guān)來檢測(cè)與封裝標(biāo)記表面平行的磁場(chǎng)，則可以考慮使用 TMAG5233、TMAG5133 或 TMAG5134。傳感器放置在距離磁體末端 2mm 處，這會(huì)在檢測(cè)到的磁場(chǎng)中產(chǎn)生 12mT 的峰值。每個(gè)開關(guān)的機(jī)械容差可以通過改變磁體和傳感器之間的距離或使用具有不同閾值的器件來調(diào)整。通過增加此距離，圖 2-3 顯示了當(dāng)開關(guān)檢測(cè)到磁體時(shí)容差更嚴(yán)格。

圖 2-3 霍爾效應(yīng)傳感器 4mm 間隙 - 八分之一英寸的磁體

雖然此實(shí)現(xiàn)僅使用三個(gè)開關(guān)，但添加開關(guān)或更改其位置能夠提供有關(guān)門栓位置的更多信息。用于上述模擬的磁體是 N52 條形磁體，直徑為 1/16 英寸，厚度為八分之一英寸。如果使用更大的磁體，則可以增加磁場(chǎng)強(qiáng)度以使開關(guān)更快地打開進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。例如，一個(gè)類似的條形磁體，厚度為四分之一英寸，磁體末端和傳感器之間有 2mm 的間隙，會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果。

圖 2-4 霍爾效應(yīng)傳感器 2mm 間隙 - 四分之一英寸的磁體

新的峰值磁場(chǎng)約為 13.3mT。這種增加不是很大，但在觸發(fā)傳感器輸出時(shí)也提供了更寬的角度范圍。為該應(yīng)用選擇磁體在很大程度上取決于系統(tǒng)中的可用空間，但也需要考慮所需的容差等因素，并將其與傳感器的磁體閾值進(jìn)行比較。

使用霍爾開關(guān)是一種低功耗和低成本的實(shí)現(xiàn)方式。前面提到的 DRV5032FB 可以在小于 1μA 的電流下工作，以保持該應(yīng)用中的電池壽命。該設(shè)計(jì)的替代方案是 TMAG5233、TMAG5133 或 TMAG5134，這些器件是平面霍爾效應(yīng)開關(guān)。這些開關(guān)具有全極磁響應(yīng)，能夠?qū)εc封裝標(biāo)記表面平行的南北磁極均做出響應(yīng)。TMAG5233 采用業(yè)界通用的 SOT-23 封裝，并提供 5Hz 和 40Hz 的占空比選項(xiàng)。TMAG5133 采用業(yè)界通用的 X1LGA 封裝。TMAG5134 采用業(yè)界通用的 X1LGA 和 SOT-23 封裝。

與簧片開關(guān)相比，霍爾傳感器還可延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命。有關(guān)簧片開關(guān)和霍爾傳感器之間比較的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱用 TI 的霍爾效應(yīng)和線性 3D 霍爾效應(yīng)傳感器替代簧片開關(guān) 應(yīng)用手冊(cè)。