传感器设计-公交开关门显示器设计.doc

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 引脚1接高电平12V高电平引脚2接地引脚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）霍尔传感器引脚输出高电平，当车门打开时传感器引脚输出低电平。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 五 设计感悟在本设计中用车身前门的设计为例来说明整个系统设计过程，如果稍作改动该系统就可以应用到其他几个车门。此设计所研究和设计的开关门显示装置的特点是使用了非接触霍尔开关。它是自动控制系统中使用十分普遍的一种传感器，其最大特点是非接触性和可靠性高。利用霍尔开关的这两个特点正好可以满足装置中所需要非接触开关的要求。该装置制作容易，动作稳定、可靠，具有一定的实用价值，对以后人们的日常生活非常有帮助。 在进行了为期两周的课程设计后，我发现他拓宽了知识面，锻炼了我的思考能力，在综合素质方面更是得到较大提高。而安排此设计的基本目的，是在于通过理论与实际的结合，进一步提高思想觉悟和领悟力。尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力。它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。对我们通信专业的本科生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。六 参考文献1陆晓青，车用传感器知多少，世界汽车，2003，12(8)：12132涂有瑞，霍尔器件在汽车上的应用，汽车电器，20002：143周云山，钟勇汽车电子控制技术M，北京：机械工业出版社，20034张勇，孟建新霍尔效应的发展及应用传感器课程设计报告 姓名：勾兴林学号：201008001专业：测控技术与仪器班级：2010080 指导老师：李恒灿 设计时间：2013-6-23至2013-7-2 目录一 概述 -01二 相关系