【应用】CC6211霍尔开关应用于电力配电箱智能挂锁开关位置检测,平均静态电流仅为5µA
电力配电箱平时不使用时需要使用锁具锁上,防止非授权人员或非工作人员打开发生意外。传统的配电箱还使用普通钥匙打开关闭,这种情况下经常存在一些钥匙丢失、检修完成后锁未关闭等情况,造成检修效率低下,严重的还会出现安全事故。
笔者接触的项目是为供电局做一款低功耗电力配电箱智能挂锁(使用电池进行供电),可以授权检修人员通过蓝牙方式进行开关锁,检查锁的“开”和“关”的状态。本篇文章重点为大家介绍锁的“开”和“关”位置检测的方案实现。
智能挂锁的功能框图如下:
图1 智能挂锁框图
由于使用电池供电,需要考虑低功耗设计。由框图可知,主控使用低功耗蓝牙SOC,使用外部RTC芯片进行时钟同步,开关锁由电机驱动芯片控制减速电机来完成。减速电机可配合锁结构,将一颗磁铁嵌入减速电机结构,使用2颗霍尔开关来检测锁“开”和“关”的状态位置。当锁关闭到位后,框图中上霍尔开关导通;当锁打开到位后,磁铁跟随电机转动到下霍尔开关位置,下霍尔开关导通。由此,使用2颗霍尔开关即可实现锁“开”和“关”位置的检测。
考虑到低功耗设计霍尔开关静态电流也要足够小(保证10µA以内),电池电压工作范围是2.5V-3.6V,根据结构设计需要使用直插式封装器件,这里选择了芯进电子的一颗微功耗、高灵敏度单极性的霍尔开关传感装置CC6211,支持宽工作电压范围2.1~5V,平均静态电流典型值仅有5µA,可满足电池供电场景且满足使用时间要求。另外,CC6211还提供多种封装形式SOT23-3、TO-92S、TSOT23-3、DFN1010-4L、DFN1216-4L、SOT553,多封装选择可满足不同应用场景下的需求。最后,其还具有更好的供货周期以及价格优势,免去研发生产时因缺货的后顾之忧。
原理图如下图所示,由于CC6211所需工作电流很小,可以使用SOC中GPIO来进行供电。
图2 CC6211原理图
本项目中配合结构使用了CC6211TO(TO-92S封装)。电路实物及电机结构如下所示:
图3 电路板实物图
电机位置如下图所示:
图4 电机磁铁位置
由上图可以清晰看出,减速电机结构上内嵌磁铁通过CC6211霍尔开关实现锁“开”和“关”状态的检测。“开”和“关”检测状态可以通过app展示出来供检修人员以及运维人员查看并实现智能开关锁。
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