作者：Jeremy Cook
霍尔效应传感器与簧片开关：探索磁传感器的类型
霍尔效应传感器和簧片开关都用于感应磁场。在应用方面，这两者之间存在大量的交叉，但它们的运作方式非常不同。在某些情况下，这两种传感器都是可以接受的，而在其他情况下，一种传感器类型可能具有显著的优势。
在本文中，我们将定义每种类型的磁性传感器，并探讨其相对优势和劣势。我们还将利用隐藏在热门 ESP32-WROOM-32E 模块中的“秘密”霍尔效应传感器，为每一个使用案例提供简单的例子。
什么是霍尔效应传感器？
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霍尔效应传感器得名于美国物理学家 Edwin Hall，他在 19 世纪末发现了磁场对电导体的电压效应。此“霍尔电压”在充分放大后，可以被微控制器读取。现代霍尔效应传感器通常在装置封装中包括一个放大器以及其他电子元件。
根据设置方式，这些传感器可以输出数字或模拟信号。与簧片开关不同，霍尔效应传感器对磁场的存在做出反应，并且还可以感应磁场的振幅和方向。因此，传感器可以为一个磁定向输出正模拟信号，为另一个磁定向输出负模拟信号。该原理也可以作为一种锁存能力，当检测到一个定向时开启，当检测到相反定向时关闭。
作为数字设备，霍尔效应传感器不会受到信号反弹的影响，而且这种输出可以在工厂通过配套的电子封装进行调整。霍尔效应传感器封装始终使用电流来感应磁场，这可能使它们不太适合极低功率的应用。
关于簧片开关的须知事项
Jeremy Cook 的簧片开关通断性测试
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Arrow 上的
Littelfuse 59045-010 簧片开关
簧片开关开发于 20 世纪初。这种开关是通过施加外部磁场来驱动的机械触点。包裹着这些内部开关触点的是一个充满惰性气体的玻璃外壳，外部连接从该外壳发出。簧片开关通常设置为常开，但也可以是常闭，也有其他配置。
簧片开关可由用于感应的永磁体激活，也可以通过产生的电场作为磁簧继电器激活。关闭和等待磁信号时不需要电流，在长时间待机时可能会节省大量的电力。
作为机械装置，簧片开关会受到开关弹跳的影响，因此有一个校正时间。感测操作是二元的。簧片开关不能用来检测超过导通阈值的信号幅度。
详细了解簧片开关的工作原理以及使用情形。
簧片开关与霍尔效应的主要区别
以下是选择霍尔效应传感器还是簧片开关时需要考虑的几个方面：
- 簧片开关需要考虑反弹/校正时间。
- 簧片开关在断开状态下不耗电。
- 簧片开关是二元器件；无法区分南磁极或北磁极。
- 霍尔效应传感器是数字设备；不会出现物理接触反弹。
- 霍尔效应传感器不断消耗少量电流来检测磁场的存在。
- 霍尔效应传感器可配置为模拟或数字器件；可以感知磁场的方向。
请务必查看每个器件的数据手册，了解其具体特性。
霍尔效应传感器与簧片开关实践教程
作者：Jeremy Cook
为快速演示这两款器件的使用方法，我们先来看看 Adafruit 的 Huzzah32 ESP32 开发板。该开发板为 ESP32 进行了良好布局，包括容纳一块锂电池，但没有添加任何额外的传感器。然而，位于 Huzzah32 核心的 ESP32-WROOM-32E 模块具有内置霍尔传感单元。
ESP32 霍尔传感器结果，为可读性添加了 100ms 的延迟，作者：Jeremy Cook
在安装有 ESP32 模块板定义的 Arduino IDE 上，加载霍尔传感器 ESP32 示例代码，并打开 9600 波特的串行绘图仪。将一块磁铁放置在 ESP32 顶部，观察它的反应。翻转磁铁，它将显示一个倒置的数值，表示翻转的磁场方向。
校正时间不到 1 微秒。用于 3V 电源的 Huzzah32，作者：Jeremy Cook
为观察簧片开关的运行情况，将其连接到万用表的通断性设置。如果是常开，在没有磁铁的情况下，它将保持断开，然后在施加磁铁时，它将显示为稳固的连接。从这里，您可以将此输入应用于微控制器（例如 ESP32），观察示波器的校正时间，甚至用来独立控制某些东西。
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