【应用】霍尔传感器Si7210在无线门磁传感器中的应用，为智能家居、安防系统提供方案

时间： 2019-10-01 来源：世强

技术问答

门磁传感器是智能家居安防系统中重要的一环，用来探测门、窗、抽屉等是否被非法打开或移动，分为无线门磁、无线卷闸门磁、有线门磁三种。由世强代理的SILICON LABS 霍尔传感器 Si7210成功应用于无线门磁传感器，本文主要介绍无线门磁传感器的设计方法。

门磁传感器框图

Si7210简介

Silicon Labs 的 Si7210 霍尔传感器结合了斩波稳定型霍尔元件以及低噪声模拟放大器、13位 AD转换器和 1 个 I2C 接口。

与现有霍尔效应传感器相比，Si7210 产品系列具有行业领先的灵敏度，使传感器能够在较大气隙和较小磁体条件下使用。集成的 13 位高精度 ADC 可以实现高输出线性度，在极低噪声环境下达到最高的测量精度。

Si7210 产品系列支持双向 I2C 接口，该接口可以提供霍尔效应传感器操作点和释放点的完整配置，用户可以可以通过该 I2C 接口读取 13 位磁场强度。

Si7210主要参数

●供电电压1.71V至5.5V，适用于电池供电和USB供电，本方案采用1颗CR2电池供电，电池电压为3V

●睡眠模式电流消耗低至50nA，非常适用于电池供电的应用场景

●在3V电压下，实测正常工作模式电流消耗约5mA

●满量程可调，标准量程为±20mT和±200mT（因型号而异）

●13位ADC，带温度补偿和失调漂移补偿功能

●不仅能测磁感应强度，还能测试温度，精度达到1%

●两款封装SOT-23和DFN-8供选择，适合应用于狭小的空间

●I2C通信只需要两根通信线，方便易用，节省宝贵的MCU端口

项目背景介绍

开发一款使用电池供电的无线门磁传感器，主要参数如下：
①感应磁铁动作距离20mm（磁铁距离霍尔IC小于20mm判定为关门），释放距离为25mm~35mm（磁铁距离霍尔IC大于该距离判定为开门）

②使用Zwave无线通讯协议，最大距离40m

③待机功耗小于10uA

系统框图

应用场景简介

主要硬件模块

①输入端电路

Q1作用：防止电池反接

FR1作用：可恢复保险丝，在负载短路的情况下起保护作用

D2作用：TVS，增强电路抗ESD性能

②霍尔传感电路

Si7210的外围电路较简单，5脚为霍尔传感信号输出脚，1脚和3脚为I2C通讯端口，2脚和4脚分别为GND和VDD。

门磁传感器实测波形

设计总结

①Si7210能够分辨低至0.00125mT的磁感应强度，在给定磁铁的条件下，可以通过测量到的磁感应强度来计算磁铁距离霍尔传感器的位置

②对于不需要计算磁铁位置的场合，例如只需要知道“有磁铁靠近”和“没有磁铁靠近”，可以通过检测5脚的输出电平来判断

③为保证一致性，门磁传感器出厂前建议进行校准，将校准数据写入EEPROM

④设计过程中，关于无线通讯协议的选择

该方案选择Silicon Labs（芯科）的Zwave 700模块ZGM130S，在功耗方面略高于Zigbee，但是传输距离比Zigbee远

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音特电子（Yint Electronics）电路保护元器件选型指南

目录- 公司简介瞬态抑制二极管静电保护器件半导体放电管气体放电管压敏电阻自恢复保险丝热敏电阻肖特基二极管整流二极管高压二极管稳压二极管场效应管霍尔传感器热保护器共模滤波器低压差线性稳压器

型号- 30V-050,YAZ1P5D47,25D301K,SMAJ6.0CA,SMAJ40CA,ESDLC24VD8B,3R075L-8X10,HLT9P04C,HLS150N30K,YAZ1P5D51,5.0SMDJ170A,P8SMB120CA,16V-110,15KP58A,SMD1206-351,YAZ1P5D3V3,ESDLC15VD3B,YAZ1P5D3V6,RS3BBF,YAZ1P5D56,5D361KJ,HLS135N100,P8SMB13CA,YAZ1P5D3V9,HLS80R1K5,SMDJ78CA,HLP9N90,ES2JBF,ESDLC8V0D3B,S2MB,1812 SERIES,PGB0603-05,YC2M2012B121GBE,YAZ1P5D62,Y1ZP35D43G,HLS80R1K1,10D560KJ,SMCJ14CA,5D121KJ,P8SMB60A,S2MF,YAZ1P5D68,HLT30P55,HLS70N40K,HLP9N80,30V-075,5.0SMDJ85A,PGB0603-12,SMCJ100CA,SMBJ300A,YAZ1P5D75,5KP30A,HLS55N100PF5,SMF120CA,SMBJ150CA,16V-135,SMDJ170A,SMAJ70A,33D-7,250V SERIES,HLP9N70,33D-5,PGB0603-24,HLT9P03C,SMDJ58A,33D-9,HLG3401A1N,32D122K,SA48CA,SMCJ30A,YAZ1P5D82,ESD12VAP,HLP2P06C,10D-11,HLP14N80,SA180A,10D-13,10D-15,15KP54A,20D781KH,20D781KJ,15KP120CA,YAZ1P5D91,SA22CA,P6KE8.2CA,SMAJ100A,16V-160,5.0SMDJ170CA,SA110CA,HLS60200K,ESD12VD3,HLT30P10,SMDJ54A,10D680KJ,SMD1210-150-6V,SMDJ160CA,3KP14CA,SMBJ400CA,5KP SERIES,SMF36CA,ESD24VAP,ESD12VD8,ESD12VD5,7D220KJ,P6SMB51CA,ESD12VD9,10D K 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系列,Y5ZP2D XXX SERIES,SMBJ30CA,P6SMB SERIES,5KP28A,14D681KJ,S3DB,Y3ZP2D10,S3DC,Y3ZP2D12,HL78MXX,Y3ZP2D11,Y3ZP2D14,Y3ZP2D13,Y3ZP2D16,0603,Y3ZP2D15,YAZ1DXXX SERIES,14D112KJ,S3BF,HLT4P10,1N4004W,SMF110A,S3BB,S3BC,SMD1210-200-6V,60V-375,SMAJ8.5CA,SMAJ180A,HLP12P06,SMBJ17A,SMF85CA,RS2BB,SMBJ120CA,14D121K,14D112KH,RS2BF,14D561KJ,5KP8.0A,1N4005W,14D561KH,5KP250A,3KP75CA,SMD1812-401,Y3ZP2D39,SMBJ14A,HLR24U12,P6SMB18A,7D621KH,SMDJ16CA,7D621KJ,14D560K,600V-160,Y3ZP2D33,Y3ZP2D36,SMBJ130A,S3DF,RS2DB,1N4006W,ES2ABF,Y3ZP2D30,RS3KBF,5KP120CA,SA100A,SMBJ15A,SMAJ170CA,2R400L-8X6,RS2DF,Y3ZP2D20,Y3ZP2D22,600V-150,Y3ZP2D24,Y3ZP2D27,Y1ZP35D7V5G,YC2M 2012B SERIES,100D-9,1N4007W,YAZ1D6V2,ESD24VD8,HLP9N20,SMBJ12A,SMAJ6.0A,ESD24VD3,P6KE62CA,ESD24VD5,YAZ1D6V8,20D511KH,20D511KJ,SA7.5CA,ESD36VD3,5.0SMDJ78A,SMCJ7.0A,SMDJ51CA,HLG2301BA1N,5.0SMDJ48CA,Y5ZP2D3V9,Y5ZP2D3V3,ES5JC,Y5ZP2D3V6,SMBJ13A,15KP51A,Y5ZP2D3V0,S3GF,P6KE75A,S3GC,S3GB,10D201KJ,SMCJ150A,30V-110,HLS18N200K,SMD1812-200-16V,3R075L-6X8,SA6.0A,S3JF,5KP8.5A,SMAJ78A,S3JB,YAZ2D110,S3JC,ESDSMDA15C,HLP14N10,ESD36VAP,US3ABF,5KP120A,30V-120,SMBJ10A,SMD1210-075-6V,SMBJ11A,SMAJ22CA,7D180KJ,5D330KJ,SMCJ6.5CA,HLS2045N2,2R***S-8X6,YAZ2D100,SMAJ75A,SMCJ36A,RS2KB,SMDJ210A,SA190CA,15KP75CA,RS2KF,7D K SERIES,5.0SMDJ75A,P0300DA,ES5GC,SMF54CA,YAZ2D130,1.5KE100A,3R600L-6X8,P6SMB170A,HLS16N100C,SMCJ45CA,3KP60A,US5GBF,RS2JB,15KP240CA,HLT40P03PF5,RS2JF,HLT40P03PF4,P6KE75CA,S3KB,HLT9P01C,YAZ2D120,S3KF,S3KC,SMAJ6.5A,SMBJ440A,Y1ZP35D47G,RS2MF,7D K,SMCJ58CA,HLT20N10,HLS20150K,SMDJ7.5CA,SMD1206-301,RS2MB,MF52□□□4300,5.0SMDJ17CA,1.5KE18CA,ESD3V3APB,14D201KJ,3R200S-5X7.6,5KP60CA,HLT15N03C,5.0SMDJ70CA,YAZ2D150,HLT20N06,HLS90N60PF5,SMCJ33A,7D K系列,HLT30ND03PF4,20D751KJ,20D751KH,SMD1206-050-24V,YC2M1012B121FBP,3R470L-6X8,L SERIES,20D K SERIES,S3MC,S3MB,ES5DC,HLT20N15,HLS250N80,YAZ2D140,14D301K,SA6.5A,S3MF,5.0SMDJ33CA,P0640S,SA36CA,SMBJ,HLS90N30PF5,SMDJ20CA,SMF6.0A,HLR30U03,HLS130N85,LB SERIES,HLR30U02,HLR30U04,3D-13,RS1G,HLR30U06,RS1D,7D681KJ,3D-11,ESDLC5V0D8B,RS1B,YAZ2D170,20D361K,SMD1210-020-30V,HLS8060K,RS1A,P8S

选型指南 - 音特电子 - 2021/10/18 PDF 中文下载

智能家居市场应用定制磁传感技术解决方案

型号- LS04系列,MHV 系列,KT 系列,MK04,LS04,MHV,MH04

应用及方案 - STANDEX-MEDER - 2023/6/7 PDF 中文下载

昆泰芯微电子霍尔传感器选型表

昆泰芯微电子提供高速霍尔磁性角度编码芯片，垂直霍尔原理，适用于离轴和在轴安装，ABZ输出1~1024线, UVW增量输出1~16对极， PWM输出，4线SPI接口读取内部14bit角度数据，支持最高转速120,000 转/分钟，内置强大的校准和补偿算法

产品型号	品类	封装	电压范围（V）	磁场阈值（Gs、mT）	开关频率	功耗
KTH2501QA-SS3	霍尔效应传感器	SOT23	2.7~32V	±15Gs	-	-

选型表 - 昆泰芯微电子立即选型

介绍Silicon Labs的全新 Z-Wave 800开发套件，用于轻松开发智能家居物联网应用

Silicon Labs 发布了 Z-Wave 800 系列模块的开发套件，以进一步简化各种物联网应用的开发体验。全新套件基于 Silicon Labs ZGM230S SiP 模块，采用流行的 Thunderboard 封装，提供一系列压力、温度和湿度等传感器选项，以及环境光传感器和霍尔效应磁性传感器等。

产品发布时间 : 2024-04-13

昆泰芯微电子科技有限公司是一家专注于以面向物联网应用的传感器芯片研发、生产和销售的高新技术企业。于2016年由多位业界资深传感器信号链芯片专家创立，致力于成为传感器信号链及物联网芯片的行业领导者和领先的工业级/汽车级芯片提供商。

全极磁场检测霍尔开关传感器北极磁场检测霍尔开关传感器南极磁场检测霍尔开关传感器锁存型霍尔开关传感器双路输出全极检测侧向霍尔开关传感器双路输出单极检测侧向霍尔开关传感器双路输出单极检测霍尔开关传感器全级磁场高频检测霍尔开关传感器比例式线性霍尔效应传感器可调线性霍尔效应传感器全极磁场检测TMR传感器 N极磁场检测TMR传感器 S极磁场检测TMR传感器锁存型TMR传感器 3D磁传感器磁角度编码器气缸开关电流传感器ASIC 温度传感器零温飘高精度运放

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矩阵光电（Matrixsens）霍尔元件/IC/电流传感芯片选型指南

目录- 公司简介/战略市场/主营业务 GaAs/InSb霍尔元件霍尔开关可编程线性霍尔IC 电流传感芯片

型号- WS331,GS303,MG640,GS301,GC182,MG680,GS401-8R,MS8951,GC1860,GC186,MW601-FU,MS8914,MS3906,MS3905,MG614,MS3914,MS8906-3D,MG610,MG970,MS3951,MG910M,GSA301,MW601,MG1C01,MG650,MG1A04,MW922,MW921,MW602,MG1A01,MW608,MW605,MW606,MG910T,MG624,GS803,GS302SA-3WU,MG940,MG980,GS302SAM,WS832,WS832R,GS302SA-3,MG910,MG911,GS302SA-3S,MG950,MG630,GC1868,GC1866,MW602-FU,GS302SA,MW601-4T,MS3906-3D,MS8906,MS8905

选型指南 - 矩阵光电 - 2024/1/11 PDF 中文下载