码表改两线制的低功耗霍尔的分析与实战，失败了还是安心用干簧管吧！

ljlun · 发表于 2021-6-15 12:09:55

本帖最后由 ljlun 于 2021-6-15 14:50 编辑

前短时间撸了自行车码表，特地选了用3V电池的型号，打算验证改霍尔的方案
码表拆解、分析及微改详见：https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=259861
待改的码表和底座

最早和好友讨论时，纸上谈兵提出下面这个方案

经初步核算，并考虑电池应用，只能选择低功耗的霍尔

最后选了5毛5/颗还包邮的HAL248来验证

HAL248简介如下
虽然另有0.几uA的型号，但架不住它便宜呀

霍尔的典型应用电路

但码表是用2线的干簧管，改动底座加触点太麻烦
还是在霍尔电路上想办法
设计了下面这个电路，应该可直接替代两线的干簧管

找齐元件（电容只有大的）

简单搭棚一下即可

再改主机
上触点增加上拉电阻到3V电源

底座拆掉感应器连接线

把霍尔电路焊上去

先测一下电压

都木有问题

测试一下波形看看

上触点波形

波形和手册差不多，就是因为电源上升带来部分延迟

因来回扫动及70ms导通，电源波动挺大

翻过来看下主机反应

速度表有显示，功能基本正常

楼下继续折腾

ljlun · 发表于 2021-6-15 12:10:37

本帖最后由 ljlun 于 2021-6-15 15:35 编辑

接着改底座和感应头

挖洞穿线避免折弯半径太小

改好是这样
不过这条黑线内部断线了，后来找了条白线

为预防万一，原来的干簧管感应器就剖开了
找装霍尔的壳子真是费尽了心思
终于找到个完美的塑料壳子，不知道是什么的护盖

加工一下

与底座合体

简单试下，没问题

把霍尔折弯，先用瞬干胶固定在坑底

再灌防水软胶，顺便防振

主机也用胶粘起来

贴合完美呀

装车一试，完了，轮子转快点就感应不起
波形也不方便测，呜呜呜......

重新审视一下方案
原来偶的方案有个巨大的bug——
低功耗霍尔是采用周期唤醒检测的，一般每几十ms测试一次。而码表磁头扫过霍尔的时间快的话只有几百us
也就是说，霍尔唤醒工作的时刻，很难落到这个时间里（磁头占比不到0.4%）

具体分析详见下图：

期间还找想找磁阻开关来试，但低功耗磁阻开关也最多到1kHz，不改变其他状态情况下，也检测不了超过30km/h情况
没办法了，还是恢复干簧管的

最终还是这种可行

改霍尔的初衷就是提高寿命
那么再来分析一下干簧管的情况

这是OKI一种干簧管的参数
PS：码表这个用哪家偶不知道，只是用OKI的来参考（干簧管OKI也是一线厂家，足够与国产比较了）

干簧管的工作原理：一定是需要内部两端子顺向通过磁场

对干簧管在码表中应用的分析：

经过这次折腾，偶对自行车码表测速、低功耗霍尔应用理解更深了，看来码表厂家也是有的放矢的
另外：非低功耗霍尔的采样率很高，所以看起来随时可以响应磁场变化（齿轮传感器可以测试达2~3kHz的磁场变化），在非电池供电或大容量电池供电情况下测速是完全可以的，车辆常用测速一般都用双元件带背磁的齿轮传感器
低功耗霍尔降低了采样率，应对接近开关、位置感应这类慢速应用没问题，但像码表这种极低占比的应用是不合适的
这样看来，低功耗、可靠性也不低的干簧管就是当下最优化的方案了

大家有其他方案、意见，也请多多交流
欢迎大家围观、指点，谢谢先！

走错房间 · 发表于 2021-6-15 12:29:57

本帖最后由走错房间于 2021-6-15 12:42 编辑

低速下，推着走是不是应该正常。
感觉那个电容有点单薄，能用多大就用多大吧。

tyuka · 发表于 2021-6-15 12:34:30

原来如此啊

o535913 · 发表于 2021-6-15 12:35:51

多放几个磁铁行吗

llm8525 · 发表于 2021-6-15 12:45:36

本帖最后由 llm8525 于 2021-6-15 12:50 编辑

独立供电才是重点！你这样改低速没问题，高速时霍尔传感器将得不到足够的供电！

ksj197706 · 发表于 2021-6-15 12:50:52

有没有想过用光电开关代替

llm8525 · 发表于 2021-6-15 12:54:35

本帖最后由 llm8525 于 2021-6-15 13:03 编辑

或者可以增加个感应线圈，由磁铁的高速运动发电给霍尔传感器供电。如果设计合理，还可以向电池充电，你可能永远都不用换电池！

lijielzj · 发表于 2021-6-15 12:59:06

哪意思说，如果用干簧管每小时50公里时，会不准……

danqrs · 发表于 2021-6-15 13:16:54

真想用霍尔的话要改芯片。
1.增加一个震动开关。
2.芯片在震动启动后使用脉冲供电扫描测量（因为自行车车速不可能瞬时变化，可以高低速不同的扫描频率。

另外：
都用上芯片或者电子设备了。
其实不用干簧管的话，理论上是用个铁心电感（敞口电感或者线圈）切割磁力线会有电动脉冲。

zjzrc · 发表于 2021-6-15 13:27:39

怎么改默认参数，每次换电池都要重新设置太麻烦了

温力口 · 发表于 2021-6-15 13:38:52

找块老式机械电表，把计数部分拆了装在车上，很省电的。:lol::lol:

飞向狙沙 · 发表于 2021-6-15 13:46:58

换个思路，加个电容，自己搞个小型发电系统咋样，单独给霍尔供电，刚开始起步丢几圈，后边就正常了

hahahaha78 · 发表于 2021-6-15 14:03:52

之前电动车换表，有个测速功能，头坏了，几乎所有的霍尔都买过，全都一个样，速度偏快，最后没法，重新买个屏。尼妈的。。

cj8510 · 发表于 2021-6-15 14:07:15

7楼的方法可以在尝试下:titter:

vip2128 · 发表于 2021-6-15 14:11:24

反射型光电开关用不久，就得擦洗，外面风吹日晒的，雨水灰尘会附着在光电表面

aacyxjz · 发表于 2021-6-15 14:48:43

我记得助力车的感应器是光栅

madaxiazi · 发表于 2021-6-15 15:10:40

ksj197706 发表于 2021-6-15 12:50
有没有想过用光电开关代替

我试过，光电感应的耗电并不低，再考虑到自行车属于暴露环境，泥浆、灰尘、草根等杂物附着过后，光电感应基本就是摆设了。

ljlun · 发表于 2021-6-15 15:21:47

走错房间发表于 2021-6-15 12:29
低速下，推着走是不是应该正常。
感觉那个电容有点单薄，能用多大就用多大吧。 ...

低速没问题，快速蹬一下，就检测不到了
电容不能太大，因为实际是用上拉的10k在供电，容量大，电压上升慢，工作也会异常

yiguangqiang · 发表于 2021-6-15 15:22:28

把磁铁换成强磁，搞一个继电器线圈最好带铁心，直接用电脉冲触发可行否？

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