CN110376538B - 磁铁式感应模组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁铁式感应模组，包括一控制电路及至少一讯号产生组件，其中该控制电路上设置有一处理单元及一磁感测单元及一磁性元件，该磁感测单元的感应磁场感测到所述磁性元件的磁性变化后产生有第一电压变化值或第二电压变化值至所述处理单元，该处理单元则分别产生有输出启动电压或输出关闭电压至讯号产生组件以产生输出讯号或关闭输出讯号，以解决现有技术中安装不便及安装位置需准确对位问题，进而达到方便安装且可有效感应产生输出讯号的功效。
Description
技术领域
本发明有关于一种输出讯号产生模组，尤指一种方便安装且可有效感应产生输出讯号并可避免误判的磁铁式感应模组。
背景技术
现代社会中，汽车已广泛地成为人们代步的工具，而发光装置运用于交通工具上，除了作为装饰作用外，更是为了提供日间与夜间的警示与照明效果，因此有许多人会在汽车上另外装设如警示灯与迎宾踏板等发光装置，尤其是近年来因前方汽车驾驶人没注意到后方来车及行人而不当开启汽车车门，导致发生撞击事故也逐渐占车祸的大部分，尤其是当晚上光线昏暗时，汽车车门位置处的发光装置更是重要，中国台湾的部分驾驶人会在汽车的车门内侧自行装设反光贴纸或反光防撞贴条，皆用于提醒后方行人及来车，但是效果皆不是太理想，也因此，有许多厂商以霍尔传感器来推出汽车警示灯与迎宾踏板，但目前技术上霍尔传感器感应外部磁场的变化需要由外部一磁铁来驱动，但外部磁铁的设置有安装对位问题，而磁铁与传感器间的磁场变化说明如下，例如：磁感测值判断标准值为大于小于300，若磁铁准确安装且移动至传感器正上方时，传感器接收到的磁场信号为最大值，磁感测值约400，当磁铁离开时，磁感测值约50，但当外部磁铁与传感器对位不准确且当磁铁靠近传感器时，该磁铁与该传感器有段距离，磁感测值约200，因此，当磁铁安装位置不准确时，会影响到霍尔传感器的感应功能，甚至导致霍尔感应器失效或误判的问题产生，也因此造成安装不便的问题发生，更且也会因为磁铁直接设置也会有脱落的可能性发生，而磁铁脱落后一般使用者并无法准确归位，进而产生需由制造商来重新设置安装等困扰产生。
因此，现有技术中需要一种新的技术方案解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在提供一种磁铁式感应模组，其具有方便安装且可有效感应产生输出讯号并可避免误判，解决了上背景技术中提到的现有技术存在的问题。
一种磁铁式感应模组，包括一控制电路，该控制电路上设置有一处理单元及一磁感测单元及一磁性元件，其中该处理单元电性连接所述磁感测单元，该磁感测单元感测其磁性元件的磁性变化且产生有第一电压变化值或第二电压变化值，而该处理单元接收所述第一电压变化值且产生有输出启动电压，另该处理单元接收所述第二电压变化值且产生有输出关闭电压；
至少一讯号产生组件，该讯号产生组件电性连接所述控制电路且接收所述输出启动电压以产生输出讯号。
进一步，所述磁感测单元为霍尔开关或磁传感器。
进一步，更包括有一容置组件，而该控制电路设置于所述容置组件内，并该容置组件底部形成有一槽孔，而该磁性元件相对设置于所述槽孔内。
进一步，所述容置组件底部设置有一金属件，该金属件相对设置于所述磁性元件一侧。
进一步，更包括有一供电组件，该供电组件电性连接所述控制电路。
进一步，所述容置组件设置邻近于一金属组件位置处，而该金属组件远离该磁性元件时，该磁感测单元感测其磁性元件的磁性变化且产生有所述第一电压变化值，而该处理单元接收所述第一电压变化值且产生有所述输出启动电压。
进一步，所述容置组件设置邻近于一金属组件位置处，而该金属组件靠近该磁性元件时，该磁感测单元感测其磁性元件的磁性变化且产生有所述第二电压变化值，而该处理单元接收所述第二电压变化值且产生有所述输出关闭电压。
进一步，所述讯号产生组件电性连接所述控制电路且接收所述输出关闭电压以关闭输出讯号。
进一步，更具有一近场感应单元对应设置于所述控制电路上并与所述控制电路电性连接，该近场感应单元用以执行一近场感应程序，以感测该控制电路与该金属组件的一近场距离，而产生一近场感应讯号。
进一步，所述控制电路更可执行一缓和噪声干扰程序，以降低该近场感应讯号中的噪声。
进一步，所述控制电路更包含一类比数位转换器及一中值滤波器及一斜率限制器，该中值滤波器及该斜率限制器与该类比数位转换器相耦接，该类比数位转换器用以将该近场感应讯号转换为一数位近场感应讯号，该中值滤波器用以对该数位近场感应讯号执行一中值滤波运算，以滤除该数位近场感应讯号中的一突波噪声，该斜率限制器用以对该数位近场感应讯号执行一斜率限制运算，以滤除该数位近场感应讯号中的一剧变噪声，所述控制电路根据该中值滤波运算与该斜率限制运算结果产生一运算讯号，且该缓和噪声干扰程序包括该中值滤波运算与该斜率限制运算。
进一步，所述控制电路更包含一低通滤波器，用以对该运算讯号执行一低通滤波运算，以产生一低通滤波讯号。
进一步，所述低通滤波运算包括一自我学习程序，其中该低通滤波器对该运算讯号执行该自我学习程序，以达成对该运算讯号的低通滤波，而产生该低通滤波讯号，其中该自我学习程序包括：
(A)计算该运算讯号的一初期平均值；
(B)比较该运算讯号与该初期平均值；
(C)于该运算讯号不小于该初期平均值时，增加该初期平均值以产生该低通滤波讯号；
(D)于该运算讯号小于该初期平均值时，减少该初期平均值以产生该低通滤波讯号；
(E)比较该运算讯号与该低通滤波讯号；
(F)于该运算讯号不小于该低通滤波讯号时，增加该低通滤波讯号以产生新的该低通滤波讯号；
(G)于该运算讯号小于该低通滤波讯号时，减少该低通滤波讯号以产生新的该低通滤波讯号；
(H)重复步骤(E)。
进一步，所述控制电路更具有一电压保护单元与所述处理单元及供电组件电性连接，该电压保护单元用以防止所述控制电路因短路而损毁。
进一步，所述控制电路更具有一电源管理模组与所述处理单元及供电组件电性连接，该控制电路通过该电源管理模组对该磁感测单元形成省电模式。
采用上述技术方案的本发明能够带来如下有益效果：
本发明提供一种磁铁式感应模组，包括一控制电路及至少一讯号产生组件，其中该控制电路上设置有一处理单元及一磁感测单元及一磁性元件，该磁感测单元的感应磁场感测到所述磁性元件的磁性变化后产生有第一电压变化值或第二电压变化值至所述处理单元，该处理单元则分别产生有输出启动电压或输出关闭电压至讯号产生组件以产生输出讯号或关闭输出讯号，以解决现有技术中安装不便及安装位置需准确对位问题，进而达到方便安装且可有效感应产生输出讯号的功效。
附图说明
图1为本发明磁铁式感应模组的示意图；
图2为本发明磁铁式感应模组的方块图；
图3为本发明磁铁式感应模组的局部示意图；
图4为本发明磁铁式感应模组的实施示意图一；
图5为本发明磁铁式感应模组的实施示意图二；
图6为本发明磁铁式感应模组的感测示意图一；
图7为本发明磁铁式感应模组的感测示意图二；
图8为本发明控制电路的方块图；
图9为本发明用以执行缓和噪声干扰程序的方块示意图；
图10为本发明包含低通滤波器的示意图；
图11为本发明自我学习程序的步骤流程图。
图中，1-磁铁式感应模组、2-控制电路、21-处理单元、211-类比数位转换器、212-中值滤波器、213-斜率限制器、214-低通滤波器、22-磁感测单元、23-磁性元件、24-供电组件、25-电压保护单元、26-电源管理单元、27-近场感应单元、3-讯号产生组件、 4-容置组件、41-槽孔、42-金属件、43-透光部、5-金属组件、 D-距离。
具体实施方
请参阅图1、图2及图3所示，分别为本发明磁铁式感应模组1的示意图、方块图及局部示意图，由图中可清楚看出，其中所述磁铁式感应模组1包括有一控制电路2及至少一讯号产生组件3及具有一容置组件4。
该控制电路2上设置有一处理单元21及一磁感测单元22及一磁性元件23，又该控制电路2更设置有一供电组件24，其中该供电组件24 供给所述控制电路2运作电力，而该处理单元21电性连接所述磁感测单元22。
而该讯号产生组件3为产生输出讯号或产生音源等组件，如发光元件或喇叭，又该讯号产生组件3电性连接所述控制电路2，且该讯号产生组件3可直接设置或外部连接所述于控制电路2，于本实施例中，该讯号产生组件3直接设置于该控制电路2上，另该磁感测单元22为霍尔开关，而该处理单元21为微处理器，并该磁感测单元22设置于所述控制电路2上方，而该磁性元件23设置于所述控制电路2下方，且该磁感测单元22感测该磁性元件23的磁性变化，并该磁感测单元22依照其磁性变化产生有第一电压变化值或第二电压变化值，又该磁感测单元 22将该第一电压变化值与第二电压变化值传送至所述处理单元21，而该处理单元21接收所述第一电压变化值且转换产生有输出启动电压，另该处理单元21接收所述第二电压变化值且转换产生有输出关闭电压，又该处理单元21可将该输出启动电压传送至所述讯号产生组件3，而该讯号产生组件3经由所述输出启动电压产生输出讯号，另该处理单元21可将该输出关闭电压传送至所述讯号产生组件3，而该讯号产生组件3经由所述输出关闭电压关闭输出讯号。
另该控制电路2设置于所述容置组件4内，并该容置组件4底部形成有一槽孔41，而该磁性元件23相对设置于所述槽孔41内，而该容置组件4底部设置有一金属件42，该金属件42可为铁片相对设置于所述磁性元件23一侧。
再请同时参阅前述附图及图4至图7所示，为本发明磁铁式感应模组1的实施示意图一、二及感测示意图一、二，其中所述磁铁式感应模组1可设置于所述容置组件4内，该容置组件4上另形成有一透光部 43，而该磁铁式感应模组1可经由该容置组件4直接设置或嵌设于汽车车门上，且该磁铁式感应模组1于邻近于一金属组件5位置处，而该金属组件5于本实施例中为汽车踏板，而该汽车车门开启时，该磁铁式感应模组1的磁性元件23远离所述金属组件5，该磁性元件23不会受该金属组件5的磁性影响，而该磁感测单元22感测其磁性元件23的磁性变化而产生所述第一电压变化值，且该磁感测单元22将该第一电压变化值传送至所述处理单元21，该处理单元21则将该第一电压变化值转换成输出启动电压，且该处理单元21会将该输出启动电压传送至所述讯号产生组件3，该讯号产生组件3经由所述输出启动电压产生输出讯号，进而达到该磁铁式感应模组1的输出讯号可为警示告知的功效，而该汽车车门关闭时，该智能输出讯号模组的磁性元件23靠近所述金属组件5，该磁性元件23则会受该金属组件5的磁性影响，而该磁感测单元22感测其磁性元件23的磁性变化而产生所述第二电压变化值，且该磁感测单元22将该第二电压变化值传送至所述处理单元21，该处理单元21则将该第二电压变化值转换成输出关闭电压，且该处理单元21 会将该输出关闭电压传送至所述讯号产生组件3，该讯号产生组件3 经由所述输出关闭电压关闭输出讯号，该磁铁式感应模组1可方便安装于汽车车门，更可经由所述汽车车门的开闭达到有效感应产生输出讯号或关闭输出讯号的功效。
其中所述磁铁式感应模组1可经由该容置组件4直接设置或嵌设于汽车踏板上，且该磁铁式感应模组1于邻近于金属组件5位置处，而该金属组件5于本实施例中为汽车车门，而该汽车车门开启时，该智能输出讯号模组的磁性元件23远离所述金属组件5该磁性元件23不会受该金属组件5的磁性影响，而该磁感测单元22感测其磁性元件23的磁性变化而产生所述第一电压变化值，且该磁感测单元22将该第一电压变化值传送至所述处理单元21，该处理单元21则将该第一电压变化值转换成输出启动电压，且该处理单元21会将该输出启动电压传送至所述讯号产生组件3，该讯号产生组件3经由所述输出启动电压产生输出讯号，进而达到该磁铁式感应模组1的输出讯号可为警示告知及迎宾踏板的功效，而该汽车车门关闭时，该智能输出讯号模组的磁性元件23靠近所述金属组件5，该磁性元件23则会受该金属组件5的磁性影响，而该磁感测单元22感测其磁性元件23的磁性变化而产生所述第二电压变化值，且该磁感测单元22将该第二电压变化值传送至所述处理单元21，该处理单元21则将该第二电压变化值转换成输出关闭电压，且该处理单元21会将该输出关闭电压传送至所述讯号产生组件3，该讯号产生组件3经由所述输出关闭电压关闭输出讯号，该磁铁式感应模组1可方便安装于汽车踏板，更可经由所述汽车车门的开闭达到有效感应产生输出讯号或关闭输出讯号的功效。
又其中所述磁感测单元22对应设置于所述控制电路2上并与所述磁性元件23呈相交错设置，使该设置在控制电路2上的磁感测单元22 与设置在容置组件4内的磁性元件23两者之间具有一定的相对应设置距离D，其距离计算关系式如下：
距离D＝0mm+系数×(高斯最大值－组装使用的磁性元件23高斯值)，又其中〝系数〞是由许多磁感测单元22和磁性元件23之间的测试数据所推得，进一步说明，由于该金属件42会受到磁性元件23的影响，使内部的磁性方向较具有一致性，令该金属件42被该磁性元件23 磁化，而被磁化的金属件42会增强其周围的磁场，进以大幅增加感应的距离，因此，提供有该磁铁式感应模组1无设置金属件42或设置有金属件42的感测示意图做表示。
请参阅图8并一并参阅图2，为本发明磁铁式感应模组1的第二实施例的方块示意图，所述磁铁式感应模组1部份元件及元件间之相对应的关系与前述磁铁式感应模组1相同，故在此不再赘述，唯本磁铁式感应模组1与前述最主要的差异为，所述控制电路2更具有一电压保护单元25与所述处理单元21及供电组件24电性连接，该电压保护单元 25用以防止所述控制电路2因供电组件24装反时或产生短路而损毁的一种防短路机制，避免该控制电路2因短路而造成的损毁，此外，所述控制电路2还具有一电源管理单元26与所述处理单元21及供电组件 24相电性连接，该控制电路2透过该电源管理模组来对该磁感测单元 22执行开启或关闭的指令，换句话说，若磁感测单元22不进行作动时，会令其自动关闭而形成省电的模式。
此外，本发明所述的控制电路2更具有一近场感应单元27并与所述处理单元21相电性连接，该近场感应单元27用以执行一近场感应程序，以感测所述金属组件5与磁铁式感应模组1间的一近场距离，而产生一近场感应讯号，并请一并参阅图9，本发明的磁铁式感应模组1 用以执行一缓和噪声干扰程序的方块示意图，以降低该近场感应讯号中的噪声。
为了由显示磁铁式感应模组1的控制电路2来执行缓和噪声干扰程序，如图9所示，所述处理单元21更包含一类比数位转换器211及一中值滤波器212及一斜率限制器213，该中值滤波器212与该类比数位转换器211相耦接，该类比数位转换器211用以将该近场感应讯号转换为一数位近场感应讯号，该中值滤波器212用以对该数位近场感应讯号执行一中值滤波运算，以滤除该数位近场感应讯号中的一突波噪声，该斜率限制器213与该类比数位转换器211相耦接，用以对该数位近场感应讯号执行一斜率限制运算，以滤除该数位近场感应讯号中的一剧变噪声，其中所述控制电路2根据该中值滤波运算与该斜率限制运算结果产生一运算讯号，且该缓和噪声干扰程序包括该中值滤波运算与该斜率限制运算。其中，所谓的中值滤波运算指取每一预设时段中，数位近场感应讯号的中位数；而斜率限制运算指将数位近场感应讯号对时间的讯号波形中，滤除斜率超过一预设斜率的部份，中值滤波运算与斜率限制运算为本领域技术人员所熟知，在此不另作赘述。
续请参阅图10、图11，为了由磁铁式感应模组1执行缓和噪声干扰程序，所述处理单元21更进一步包含一低通滤波器214，用以对该运算讯号执行一低通滤波运算，以产生一低通滤波讯号，低通滤波运算有许多实施方式，在其中一种实施方式中，所述低通滤波运算包括一自我学习程序，其中该低通滤波器214对该运算讯号执行该自我学习程序，以达成对该运算讯号的低通滤波，而产生该低通滤波讯号，其中该自我学习程序包括以下步骤：
S1：计算该运算讯号的一初期平均值；
S2：比较该运算讯号与该初期平均值；
S3：于该运算讯号不小于该初期平均值时，增加该初期平均值以产生该低通滤波讯号；
S4：于该运算讯号小于该初期平均值时，减少该初期平均值以产生该低通滤波讯号；
S5：比较该运算讯号与该低通滤波讯号；
S6：检查比较结果；
S7：于该运算讯号不小于该低通滤波讯号时，增加该低通滤波讯号以产生新的该低通滤波讯号；
S8：于该运算讯号小于该低通滤波讯号时，减少该低通滤波讯号以产生新的该低通滤波讯号；
S9：重复步骤S5。
以上所述，仅为本发明的较佳具体实施方式，并非是对本发明的限制，任何本领域技术人员在不脱离本发明的指引下，所作出的等效替换与修饰，均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种磁铁式感应模组，其特征在于：包括一控制电路，该控制电路上设置有一处理单元及一磁感测单元及一磁性元件，其中该处理单元电性连接所述磁感测单元，该磁感测单元感测其磁性元件的磁性变化且产生有第一电压变化值或第二电压变化值，而该处理单元接收所述第一电压变化值且产生有输出启动电压，另该处理单元接收所述第二电压变化值且产生有输出关闭电压；
至少一讯号产生组件，该讯号产生组件电性连接所述控制电路且接收所述输出启动电压以产生输出讯号；
所述磁感测单元为霍尔开关或磁传感器；
更包括有一容置组件，而该控制电路设置于所述容置组件内，并该容置组件底部形成有一槽孔，而该磁性元件相对设置于所述槽孔内；
所述容置组件底部设置有一金属件，该金属件相对设置于所述磁性元件一侧；
更包括有一供电组件，该供电组件电性连接所述控制电路；
所述容置组件设置邻近于一金属组件位置处，而该金属组件远离该磁性元件时，该磁感测单元感测其磁性元件的磁性变化且产生有所述第一电压变化值，而该处理单元接收所述第一电压变化值且产生有所述输出启动电压；
所述容置组件设置邻近于一金属组件位置处，而该金属组件靠近该磁性元件时，该磁感测单元感测其磁性元件的磁性变化且产生有所述第二电压变化值，而该处理单元接收所述第二电压变化值且产生有所述输出关闭电压；
所述讯号产生组件电性连接所述控制电路且接收所述输出关闭电压以关闭输出讯号；
更具有一近场感应单元对应设置于所述控制电路上并与所述控制电路电性连接，该近场感应单元用以执行一近场感应程序，以感测该控制电路与该金属组件的一近场距离，而产生一近场感应讯号；
所述控制电路更可执行一缓和噪声干扰程序，以降低该近场感应讯号中的噪声。
2.根据权利要求1所述的磁铁式感应模组，其特征在于：所述控制电路更包含一类比数位转换器及一中值滤波器及一斜率限制器，该中值滤波器及该斜率限制器与该类比数位转换器相耦接，该类比数位转换器用以将该近场感应讯号转换为一数位近场感应讯号，该中值滤波器用以对该数位近场感应讯号执行一中值滤波运算，以滤除该数位近场感应讯号中的一突波噪声，该斜率限制器用以对该数位近场感应讯号执行一斜率限制运算，以滤除该数位近场感应讯号中的一剧变噪声，所述控制电路根据该中值滤波运算与该斜率限制运算结果产生一运算讯号，且该缓和噪声干扰程序包括该中值滤波运算与该斜率限制运算。
3.根据权利要求2所述的磁铁式感应模组，其特征在于：所述控制电路更包含一低通滤波器，用以对该运算讯号执行一低通滤波运算，以产生一低通滤波讯号。
4.根据权利要求3所述的磁铁式感应模组，其特征在于：所述低通滤波运算包括一自我学习程序，其中该低通滤波器对该运算讯号执行该自我学习程序，以达成对该运算讯号的低通滤波，而产生该低通滤波讯号，其中该自我学习程序包括：
(A)计算该运算讯号的一初期平均值；
(B)比较该运算讯号与该初期平均值；
(C)于该运算讯号不小于该初期平均值时，增加该初期平均值以产生该低通滤波讯号；
(D)于该运算讯号小于该初期平均值时，减少该初期平均值以产生该低通滤波讯号；
(E)比较该运算讯号与该低通滤波讯号；
(F)于该运算讯号不小于该低通滤波讯号时，增加该低通滤波讯号以产生新的该低通滤波讯号；
(G)于该运算讯号小于该低通滤波讯号时，减少该低通滤波讯号以产生新的该低通滤波讯号；
(H)重复步骤(E)。
5.根据权利要求1所述的磁铁式感应模组，其特征在于：所述控制电路更具有一电压保护单元与所述处理单元及供电组件电性连接，该电压保护单元用以防止所述控制电路因短路而损毁。
6.根据权利要求5所述的磁铁式感应模组，其特征在于：所述控制电路更具有一电源管理模组与所述处理单元及供电组件电性连接，该控制电路通过该电源管理模组对该磁感测单元形成省电模式。
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