一种基于霍尔传感器的香氛通道定位装置的制作方法

1.本实用新型涉及香氛装置技术领域，具体涉及一种基于霍尔传感器的香氛通道定位装置。


背景技术：

2.车载用多通道香氛装置，用户在切换不同香料时，步进电机会转动至对应通道导通散发香料气孔。当步进电机处于低电压状态时，扭力不足，会出现堵转导致香料气孔堵塞。当温度超过50摄氏度以上时，也会存在扭力下降的情况。且电机经过长时间的转动、摩擦会使步进电机转动精度下降，转动位置发生偏移。此时，步进电机需要一个定位装置确定步进电机转至正确的位置来解决这些问题。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题是提供一种可实现精准定位的基于霍尔传感器的香氛通道定位装置。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.基于霍尔传感器的香氛通道定位装置，包括控制电路板、电机和香氛切换管，所述控制电路板上包括mcu模块、霍尔传感器模块和信号转换模块，所述电机前端的电机转轴固定有所述香氛切换管、并驱动其转动，所述香氛切换管的中间顶端开孔并固定有磁铁，所述霍尔传感器模块布置在所述磁铁的正上方；所述霍尔传感器检测所述磁铁的位置模拟信号，通过所述信号转换模块转换为位置数字信号并传送至所述mcu模块进行数据分析，所述mcu模块通过所述位置数字信号来记录所述香氛切换管的位置。
6.进一步的，所述霍尔传感器模块与所述信号转好模块之间还设置有信号放大模块。
7.进一步的，所述磁铁采用环形磁铁或柱形磁铁，其磁极与所述香氛切换管的水平截面平行。
8.进一步的，所述控制电路板上还包括有数据接口模块，所述数据接口模块用于所述mcu模块与汽车的车机系统进行交互。
9.优选的，所述数据接口模块采用基于lin总线协议的数据接口。
10.本实用新型的有益效果是：
11.通过霍尔传感器可以精确定位电机转动位置，一旦电机转动发生偏移，可以修正电机位置。当电机力矩不够，精度不足时，电机未能转动至指定位置，可以使电机转动至指定位置为止。若电机出现故障或者异物阻挡，致使电机没有执行到指定位置，也会触发霍尔传感器的警报。可以避免一些无法观察的转动位置。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构图；
13.图2为本实用新型的应用结构图；
14.图3为本实用新型的系统原理图；
15.图4为本实用新型的工作流程图；
16.图5为本实用新型霍尔传感器的磁场强度和霍尔电压关系图；
17.图6为霍尔传感器磁场感应原理图；
18.图中标记为：
19.1、控制电路板，101、霍尔传感器，2、电机，201、电机转轴，3、香氛切换管，301、磁铁，302、定位卡扣，4、香氛管路，401、第一通道，402、第二通道，403、第三通道，5、香氛盒，6、香料盒。
具体实施方式
20.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.一种基于霍尔传感器的香氛通道定位装置，如图1所示，包括控制电路板1、电机2和香氛切换管3。控制电路板1上包括mcu模块、霍尔传感器模块101和信号转换模块，mcu模块为核心处理器控制模块，霍尔传感器模块101用于采集香氛切换管3的位置信息形成位置模拟信号，信号转换模块用于将霍尔传感器采集的位置模拟信号转换为数字信号供mcu模块处理。电机前端的电机转轴201与香氛切换管3固定连接，电机2驱动香氛切换管3转动，电机2采用步进电机。
23.如图2所示，香氛切换管3的中间顶端开孔并固定有磁铁301，控制电路板1固定在香氛切换管3的上方，将霍尔传感器模块101布置在磁铁的正上方。其中，磁铁3采用环形磁铁或柱形磁铁，其磁极与所述香氛切换管的水平截面平行。
24.进一步的，控制电路板上还包括有数据接口模块，数据接口模块用于mcu模块与汽车的车机系统进行交互，数据接口模块采用基于lin总线协议的数据接口。
25.如图2所示，在使用时，将香氛切换管3插入到香氛管路4的主管路中，本实施例的香氛管路4包括主管路，主管路左右两侧和下方均开孔，左右两侧通过弯管向下导通形成第一通道401和第三通道403，主管路下方的通过直管向下导通形成第二通道402，第一通道401、第二通道402和第三通道403分别与香氛盒5上的香料盒6导通，香料盒6通过卡扣固定在香氛盒5上。使用的时候，电机2驱动香氛切换管3在香氛管路4的主管路内转动，依次转动90
°
，从而在第一通道、第二通道和第三通道之间切换，实现香氛的切换工作。
26.如图3所示，为本实用新型的系统原理图，霍尔传感器检测香氛切换管上磁铁的位置信号(位置模拟信号)，再通过信号转换器将位置模拟信号转换为位置数字信号并传送至
mcu模块进行数据计算分析，从而判断判断出香氛切换管的位置，实现香氛切换管的定位工作。mcu模块发送控制信号给电机，驱动电机转动，将电机转动至指定位置，实现香氛的切换工作，同时电机传送相应的位置反馈信号给mcu模块。进一步的，在霍尔传感器模块与信号转好模块之间还设置有信号放大器，对模拟信号进行放大处理。
27.如图4所示，为本实用新型的工作流程图，系统启动时，先对电机进行自检，然后mcu模块读取电机记忆通道，然后判断香氛当前通道是否为0通道，如图2所示，香氛切换管3的初始位置朝上为0通道，第一通道401、第二通道402和第三通道403分别为1通道、2通道和3通道。如果香氛当前通道为0通道，表明电机正常，系统处于待机状态，如果电机不在0通道上，mcu驱动电机转动至0通道，然后霍尔传感器检测香氛切换管是否转至0通道，如果检测已经转至0通道，系统待机，如果没有，则向mcu反馈上报电机故障信号，此时电机出现故障。当用户需要开启香氛模式时，需要将香氛切换管分别切换至1通道、2通道或者3通道，实现香氛模式，在通过风机向车内输送不同气味的香氛，此刻霍尔传感器再次检测电机是否离开0通道，如果离开了，电机进入休眠状态，如果没有离开，表面电机出现故障，则向mcu反馈上报电机故障信号。当关闭香氛模式时，香氛切换至0通道，霍尔传感器再次检测香氛是否转至0通道，从而实现香氛切换管的定位工作。
28.如图5和图6所示，分别为霍尔传感器的磁场强度-霍尔电压关系图和霍尔传感器磁场感应原理图。霍尔传感器通过磁场感应可以感应到磁场的n极和s极，磁场越强，电压变化越大，如图5所示，霍尔传感器的霍尔电压与磁感应强度b成反比关系，磁感应强度越大，霍尔电压越小，磁感应强度b越小，霍尔电压越大。图6左侧，磁场由n极到s极，此时磁感应强度b较大，霍尔传感器的霍尔电压(输出电压)越来越小。图6右侧，磁场由s极到n极，此时磁感应强度b较小，霍尔传感器的霍尔电压(输出电压)越来越大。由此可知，在本实施例中，霍尔传感器感应到磁铁s极时，v(霍尔)∈(0,0.2)v；当霍尔传感器感应到磁铁n极时，v(霍尔)∈(2.4,3.3)v；当霍尔传感器为感应到磁铁时，v(霍尔)∈(1.0，1.5)v。从而通过霍尔传感器的输出电压来判断磁铁的位置，从而实现定位工作。
29.如图2所示，在磁铁正上方的电路板上布置有霍尔传感器，从而精确定位香氛切换管的位置，进一步的，在香氛管路4的左右和下发也布置有霍尔传感器，当香氛切换管3在第一通道、第二通道和第三通道之间切换的时候，就可以实现精准的定位工作。
30.通过霍尔传感器可以精确定位电机转动位置，一旦电机转动发生偏移，可以修正电机位置。当电机力矩不够，精度不足时，电机未能转动至指定位置，可以使电机转动至指定位置为止。若电机出现故障或者异物阻挡，致使电机没有执行到指定位置，也会触发霍尔传感器的警报。可以避免一些无法观察的转动位置。
31.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。