對于各種應用，廣泛需要使用低功耗的位置，運動和接近感測。電容，電感和霍爾效應傳感器是當今低功耗嵌入式系統的解決方案之一。

電容感應

在電容感測中，傳感器附近存在異物會導致傳感器電路電容的變化。電容的這種變化可用于測量距離，例如用于避免碰撞。它提供了一種高分辨率的非接觸式傳感方法，用于基于接近度的系統喚醒，異物檢測，非接觸式控制面板，測量容器中的液位等。

所述FDC1004是一個低功率的4通道電容-數字轉換器。它采用3.3V電源供電，并具有I2C接口。它采用小型16引腳WSON封裝。圖1顯示了FDC1004的典型應用電路。

圖像來源：FDC1004用于電容傳感解決方案的4通道電容數字轉換器

電容感測應用的設計示例包括用于系統喚醒的基于電容的人體接近檢測和中斷參考設計。在該參考設計中，FDC1004用于接近檢測，以使低功耗微控制器喚醒并以活動模式工作。圖2是該系統的框圖，并顯示了如何在嵌入式系統中使用電容數字轉換器（FDC）。

所述電容為基礎的液位傳感傳感器參考設計提供了穩健的和精確的基于電容的液位傳感溶液，將其設置為減輕來自系統環境的寄生電容的干擾。

圖片來源：用于系統喚醒和中斷的基于電容的人體接近檢測

感應感應

在感應感測中，振蕩的LC電路會產生交變磁場。當諸如金屬的導電材料靠近LC電路時，在導電材料中感應出渦電流。電感式傳感器測量由于渦電流以及所產生電流的頻率而在LC電路中損失的能量。感應感應在需要非接觸式遙感的情況下也能很好地工作，即使在骯臟的環境中也是如此。應用包括距離，運動和方向感測。

所述LDC1000功耗低電感-數字轉換器（LDC）的家庭能夠感應感測通過采用低成本，高可靠性的電感器作為傳感器，它可以遠離IC.This位于提供了更好的性能，更好的可靠性，并更大的靈活性–以更低的系統成本和功耗。新的LDC1614多通道LDC系列在單個集成電路（IC）中提供兩個或四個匹配通道，并且具有高達28位的分辨率。通過支持1 kHz至10 MHz的頻率范圍，設計人員可以靈活地使用多種類型的電感器作為傳感器。該頻率范圍還允許使用非常小的PCB線圈。TI提供了一種WEBENCH?工具，用于計算LDC的線圈參數?？蓮腖DC1614訪問該工具頁。圖3顯示了LDC10xx的典型應用原理圖。

圖像來源：LDC1000電感數字轉換器

有關實施電感式感應的更多實用建議，請參閱德州儀器（TI）的博客系列“如何使用感應式感應進行設計”，其中包括一個分為三部分的系列，標題為“感應式感應：線性位置感應”。

感應式感應應用的示例包括“帶集成觸覺反饋的金屬按鍵觸摸參考設計”。該參考設計使用LDC1614感測金屬表面上的按鈕按下，并且觸覺驅動器向用戶提供觸覺反饋。圖4顯示了參考設計的框圖，并顯示了如何在系統中使用LDC。

圖片來源：德州儀器

霍爾效應感測

當電流流過導體時，它會感應出磁場，從而在垂直于電流流動方向的方向上感應出導體兩端的電壓，如圖5所示。

圖像來源：重新發現霍爾傳感器

這種物理現象是檢測磁場的霍爾效應傳感器的基礎?；魻栃獋鞲衅鞯膽冒?a target="_blank">電機控制，工業閥門，流量測量，游戲控制器和電流測量?；魻栃獋鞲衅鞅入姼袀鞲衅餍枰俚墓β?，并且不需要外部線圈。有關更多信息，請參見有關霍爾效應傳感器使用的博客文章。

“ DRV5033（DRV5033）”：http://ad.doubleclick.net/ddm/…是采用3針小型SOT-23封裝的霍爾效應傳感器。它可以在2.5V至38V的寬電壓范圍內工作，這意味著它可以使用單個鋰離子紐扣電池運行。圖6和7顯示了DRV5033的功能框圖和典型應用原理圖。

圖像源：DRV5033數字多極開關霍爾效應傳感器

圖像源：DRV5033數字多極開關霍爾效應傳感器

霍爾效應感測應用的設計示例包括3D打印機控制器參考（12V）設計，該設計是TI MSP430F5529 LaunchPad的子卡。該設計使用DRV5023霍爾效應傳感器來測量打印頭的位置。圖8是與LaunchPad配對的子卡的圖片。

此處描述的另一個很酷的設計示例將DRV5023與超低功耗MSP430G2131和一些智能固件配對，以創建可以使用CR2032紐扣電池供電20年的磁傳感器。圖9是系統的簡單示意圖

圖片來源：德州儀器

結論

本文總結了電容，電感和霍爾效應感測的工作原理。德州儀器（TI）提供了幾種低功耗解決方案和參考設計。

編輯：hfy