【经验】自动窗帘需要加装全极性霍尔开关MLX90248，完美实现对窗帘位置检测

时间： 2018-08-01 来源：世强

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近些年，智能家居越来越多的出现在我们身边。智能音箱、智能空调、家居安防、扫地机器人、智能窗帘等等。自动收放窗帘就是智能家居中的一部分。主人可以通过智能音箱、遥控器、手机等对窗帘进行遥控，使其能够自主开合。自动窗帘的主要组成部分有控制部分、动力部分、传感器部分，其中控制部分的主要功能是采集传感器信息，通过传感器信息控制动力部分带动窗帘。笔者在设计自动窗帘的过程中，除了控制部分和动力部分以外，着重研究了一下传感器部分的设计。文中主要介绍笔者在设计自动窗帘传感器时遇到的问题和解决方案。

图1 电动自动窗帘基本结构图

自动窗帘设计初期，并未考虑传感器的问题。在设计调试组装完成后，实际使用时发现，在开合窗帘时由于控制器无法获取窗帘的位置，导致人必须时刻关注窗帘的位置来控制动力部分，否则会出现以下几个问题：

• 窗帘在完全关闭和完全开启时动力部分的电机仍然运行，造成能源浪费和电机损伤

• 不能自动开合到指定位置

• 增加了人的负担

考虑到以上问题，笔者设计的自动窗帘需要加装传感器来告诉控制器窗帘的位置。首先考虑最简单机械方式--行程开关，好处是简单容易实现，缺点也显而易见，容易坏、体积大、不美观。其次考虑干簧管和磁铁作为传感器,这个相比行程开关寿命长、体积小，但是由于干簧管的工作方式导致干簧管必须垂直于磁铁安装，导致干簧管和磁铁在安装上易碎、不方便且不美观。在世强官网了解到MELEXIS有一款全极性的霍尔开关 MLX90248，可以完全代替干簧管使用，完美解决对窗帘位置检测的问题。

首先MLX90248是一款全极性的霍尔开关，不必考虑磁铁的方向问题，方便了设计开发和后期安装。其次MLX90248采用超低功耗设计，最低功耗仅3uA，一颗纽扣电池也可以使用数年。更重要的是由于MLX90248本身是一颗芯片，其工作寿命理论上无限制，可以充分保证传感器的使用寿命，且MLX90248采用超薄QFN封装（最大0.43mm）和薄SOT23 3L封装，可以让传感器的设计更轻量化更紧凑。下图为MLX90248封装示意图和内部结构框图：

图2 MLX90248封装示意图

图3 MLX90248内部结构框图

根据世强提供的资料了解到MLX90248霍尔开关的设计非常简单,外围电路器件很少，这使得在笔者设计过程中减少了大量的工作，下图为笔者根据世强提供的资料绘制的基于MLX90248霍尔开关的自动窗帘位置传感器的电路原理图和PCB图纸：

图4 基于MLX90248霍尔开关的自动窗帘位置传感器的电路原理图

图5 基于MLX90248霍尔开关的自动窗帘位置传感器的电路PCB图

其中VDD=5V，符合绝大部分单片机的供电电压，通用性强。另外从图中可以看出，由于MLX90248芯片本身很小，整个传感器的电路板设计仅12*19mm，全部器件采用贴片方式，整个电路板轻薄可以直接通过胶粘等方式贴到需要检测的位置。OUT端直接输出高低电平接单片机的外部中断引脚，使用方便简单。

根据这次使用MLX90248总结具有以下特色和优点：

• 超低功耗，是电池供电应用的理想选择

• 全极性，易于用作具有北极和南极的输出开关

• 极高的灵敏度

• 斩波稳定放大器，稳定输出信号，无杂波

• 漏极开路输出，通过外围电路可以提高带负载能力

• 最低1.5V的工作电压，可以应用在更多电路设计中，兼容性强

• 超薄QFN封装（最大0.43mm）和薄SOT23 3L（均符合RoHS标准），可以使设计更轻量化更紧凑

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全部评论（6）

青春不打烊 Lv3. 高级工程师 2018-10-19

全极性霍尔开关用起来很方便！
小伟 Lv7. 资深专家 2018-10-09

不错！
有容乃大 Lv9. 科学家 2018-09-29

学习了，收藏着
xiasummer Lv7. 资深专家 2018-08-01

自动窗帘改装来一波
新生物 Lv8. 研究员 2018-08-01

确实挺好的霍尔

闲云 Lv7. 资深专家 2018-08-01

好东西，收藏

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产品型号	品类	Typical Bop / Brp(mT)	TC（ppm / °C）	Supply Voltage（V）	Output Type	Ioff（mA）	Package&pole active（UA）	Magnetic Polarity	ICAP	ISO26262
MLX92241LUA-AAA-003	2-wire Switch	7.9 / 5.3	-1100	2.7 - 24	Current source	3.3	S	Direct	-	-

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MELEXIS - 霍尔开关,HALL SWITCH,HALL锁存器,HALL LATCH,EW750B,MLX90248ESE-EBA-000,AK8777B,EZ410,MLX92215LSE-AAA-000,EW463,EW732,EW453,EM6011,MLX92213ELD-AAA-000,EW610B,EW412B,EW652B,EW410B,EW450B,AK8778B,EW450,MLX92214KSE-AAA-000,EM1011,EW400,EM6781,MLX90248ELD-EBA-000,EM1771,EW710B,MLX92232LSE-AAA-000,EW752B,AK8781,MLX92211LSE-AAA-000,MLX92231LSE-AAA-007,AK8779B,AK8779A,AK8789,EZ471,MLX92215LUA-AAA-000,EW432,EM1781,EW632,EW612B,AK8775,AK8772,EW650B,AK8771,AK8788A,EW550,MLX92251LSE-ABA-000,EW6672,AK8776,MLX92255LSE-AAA-000,EM1791,EW500,MLX92232LUA-AAA-000,EM1711,EM1712,EW712B

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MLX92213ELD-AAA-000	μPower Sensors	Latch	2 / -2	0	36	1.6 - 3.6	Push pull	S