异常检测电路、传感器电路和滑板车的制作方法

1.本实用新型属于传感器检测技术领域，具体涉及一种异常检测电路、传感器电路和滑板车。


背景技术：

2.随着工业技术的不断进步，传感器技术得到了飞速的发展。其中，霍尔传感器是一种根据霍尔效应制作的磁场传感器，并被广泛应用于工业自动化技术、检测技术等方面。但是，在使用过程中，霍尔传感器会发生损坏从而影响检测结果，甚至导致自动化控制功能失效。


技术实现要素：

3.因此，本实用新型所要解决的技术问题是现有霍尔传感器发生损坏时会影响检测结果，甚至导致自动化控制功能失效。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种异常检测电路、传感器电路和滑板车，从而及时获取霍尔传感器的异常状态。
5.一种异常检测电路，包括：
6.电压采样模块，所述电压采样模块的输入端与待检测的霍尔传感器的输入电压端连接，所述电压采样模块用于根据所述霍尔传感器的输入电压端的电压，控制所述电压采样模块的输出端与接地端之间的通断状态；
7.输出模块，与所述电压采样模块的输出端连接，所述输出模块用于生成与所述通断状态对应的检测结果信号，所述检测结果信号用于表征所述霍尔传感器是否存在异常。
8.在其中一个实施例中，所述电压采样模块包括：
9.发光二极管，所述发光二极管的阳极与电源电压端连接，所述发光二极管的阴极作为所述电压采样模块的输入端与所述霍尔传感器的输入电压端连接，所述发光二极管用于当所述霍尔传感器不存在异常时发光，并当所述霍尔传感器存在异常时熄灭；
10.光敏元件，所述光敏元件的一端与所述接地端连接，所述光敏元件的另一端作为所述电压采样模块的输出端与所述输出模块连接，所述光敏元件用于在所述发光二极管的亮度控制下导通或断开。
11.在其中一个实施例中，所述检测结果信号包括高电平信号和低电平信号，所述输出模块用于当所述通断状态为导通时生成低电平信号，并当所述通断状态为断开时生成高电平信号。
12.在其中一个实施例中，所述输出模块包括：
13.第一电阻，分别与电源电压端、所述电压采样模块的输出端连接；
14.第二电阻，分别与所述电压采样模块的输出端、所述接地端连接。
15.一种传感器电路，包括：
16.磁性件；
17.霍尔传感器，设于所述磁性件的对应位置，所述霍尔传感器用于输出与待测数据对应的感测信号；
18.如上述的异常检测电路；
19.处理器，分别与所述霍尔传感器的输出电压端、所述异常检测电路连接，所述处理器用于根据所述异常检测电路输出的检测结果信号确定所述霍尔传感器是否存在异常，并当所述霍尔传感器不存在异常时，根据所述感测信号获取所述待测数据。
20.在其中一个实施例中，所述处理器还用于当所述霍尔传感器存在异常时，生成警示信号，所述传感器电路还包括：
21.警示模块，与所述处理器连接，用于接收所述警示信号，并根据所述警示信号发出警示。
22.在其中一个实施例中，所述警示模块包括：
23.蜂鸣器，与所述处理器连接，用于接收所述警示信号，并根据所述警示信号发出声音警示；和/或
24.显示屏，与所述处理器连接，用于接收所述警示信号，并根据所述警示信号发出图像警示。
25.在其中一个实施例中，所述传感器电路还包括：
26.第三电阻，所述第三电阻的一端与所述霍尔传感器的输出电压端连接；
27.第四电阻，分别与所述接地端、所述第三电阻的另一端连接；
28.第五电阻，分别与所述第三电阻用于连接所述第四电阻的一端、所述处理器连接。
29.一种滑板车，包括：
30.车架；
31.油门组件，活动连接于所述车架；
32.刹车组件，活动连接于所述车架；
33.如上述的传感器电路，所述霍尔传感器设于所述油门组件或所述刹车组件，所述处理器还用于当待测的所述霍尔传感器存在异常时，输出传感器异常信号；
34.驱动控制器，与所述传感器电路连接，用于响应于所述传感器异常信号，停止受控于存在异常的所述霍尔传感器输出的感测信号。
35.在其中一个实施例中，所述传感器电路中的霍尔传感器的数量为多个，且所述异常检测电路的数量也为多个，多个所述霍尔传感器分别与多个所述异常检测电路一一对应连接；
36.其中，所述处理器被配置有多个输入端口，多个所述输入端口分别与多个所述异常检测电路一一对应连接，所述处理器用于分别接收来自各所述输入端口的所述检测结果信号，并当待测的各所述霍尔传感器均不存在异常时，分别输出各所述霍尔传感器对应的待测数据；
37.所述驱动控制器用于根据接收到的多个所述待测数据调节所述滑板车的行驶速度。
38.本实用新型提供的技术方案，具有以下优点：
39.通过即时采集霍尔传感器的输入电压端的电压，电压采样模块可以将霍尔传感器的异常表现为输出端与接地端之间的通断状态。进一步地，输出模块可以根据上述通断状
态生成检测结果信号，从而将霍尔传感器的异常进一步转化为可检测的电性信号，实现了对霍尔传感器的异常状态的及时检测和输出。
附图说明
40.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为一实施例的异常检测电路的结构示意图之一；
42.图2为一实施例的异常检测电路的结构示意图之二；
43.图3为一实施例的传感器电路的结构示意图之一；
44.图4为一实施例的传感器电路的结构示意图之二；
45.图5为一实施例的传感器电路的结构示意图之三；
46.图6为一实施例的滑板车的结构示意图。
47.附图标记说明：
48.10-异常检测电路；100-电压采样模块；200-输出模块；20-霍尔传感器；30-处理器；40-警示模块；50-驱动控制器。
具体实施方式
49.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
50.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
51.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。
52.霍尔传感器用于将磁感应强度转化为电压输出，且霍尔传感器的输出电压与霍尔传感器的位移相关。若霍尔传感器存在异常，则霍尔传感器的输出电压不能反馈真实的位移情况。因此，需要及时检测霍尔传感器的异常情况，从而实现基于霍尔传感器的准确检测和控制。霍尔传感器通常具有三个引脚，分别为输入电压端、接地端和输出电压端，其中，输出电压端用于输出与位移相关的输出电压。在相关技术中，通常检测霍尔传感器的输出电压端的电压，并当输出电压端没有输出信号时，判定霍尔传感器异常。但是，上述检测方式通常仅适用于输出电压端损坏或输入电压端无电压输入的场景，对于接地端损坏的场景，霍尔传感器的输出电压端会持续输出最大电压，从而导致无法发现霍尔传感器的异常情况，进而导致检测结果错误。
53.实施例1
54.本实施例提供一种异常检测电路10，图1为一实施例的异常检测电路10的结构示意图之一，参考图1，异常检测电路10包括电压采样模块100和输出模块200。
55.其中，电压采样模块100的输入端与待检测的霍尔传感器20的输入电压端连接。霍尔传感器20的输入电压端的电压与霍尔传感器20的异常状态存在直接关联。具体地，若霍尔传感器20不存在异常，则输入电压端的电压为预设电压；若霍尔传感器20存在异常，则输入电压端负载断路，即输入电压端无电压。上述异常包括输出电压端损坏、输入电压端无电压输入和接地端损坏。因此，通过将电压采样模块100的输入端与霍尔传感器20的输入电压端连接，可以准确获悉霍尔传感器20是否存在异常。电压采样模块100用于根据霍尔传感器20的输入电压端的电压，控制电压采样模块100的输出端与接地端之间的通断状态。也即，电压采样模块100可以理解为一受控于输入电压端的开关。
56.一示例性地，电压采样模块100可以在输入电压端的电压为预设电压时，控制电压采样模块100的输出端与接地端导通；并在输入电压端的无电压时，电压采样模块100控制电压采样模块100的输出端与接地端断开。另一示例性地，电压采样模块100可以在输入电压端的电压为预设电压时，控制电压采样模块100的输出端与接地端断开；并在输入电压端的无电压时，电压采样模块100控制电压采样模块100的输出端与接地端导通。也即，对于输入电压端的和通断状态之间的映射关系，本实施例不做限定，为一一映射即可。而且，对于实现上述控制功能的电压采样模块100的具体结构，本实施例也不做限定。
57.输出模块200与电压采样模块100的输出端连接，输出模块200用于生成与通断状态对应的检测结果信号，检测结果信号用于表征霍尔传感器20是否存在异常。其中，输出模块200接收到的信号的电压与检测结果信号的电压不同，且检测结果信号的电压能够适配于后端处理器的输入电压需求。具体地，当需要基于霍尔传感器20的异常情况进行进一步的控制时，需要由外部的处理器对信号进行接收和处理。但是，电压采样模块100仅能控制通断状态，而并不具有电压调节的功能，电压采样模块100的输出端的电压常常无法准确适配于后端处理器的输入电压需求。因此，输出模块200能够对接收到的电压信号进行处理，并输出对应的检测结果信号。
58.在本实施例中，通过即时采集霍尔传感器20的输入电压端的电压，电压采样模块100可以将霍尔传感器20的异常表现为输出端与接地端之间的通断状态。进一步地，输出模块200可以根据上述通断状态生成检测结果信号，从而将霍尔传感器20的异常进一步转化为可检测的电性信号，实现了对霍尔传感器20的异常状态的及时检测和输出。
59.图2为一实施例的异常检测电路10的结构示意图之二，参考图2，在其中一个实施例中，电压采样模块100包括发光二极管和光敏元件。
60.具体地，发光二极管的阳极与电源电压端连接，发光二极管的阴极作为电压采样模块100的输入端与霍尔传感器20的输入电压端连接，发光二极管用于当霍尔传感器20不存在异常时发光，并当霍尔传感器20存在异常时熄灭。光敏元件的一端与接地端连接，光敏元件的另一端作为电压采样模块100的输出端与输出模块200连接，光敏元件用于在发光二极管的亮度控制下导通或断开。进一步地，在图2中，以光敏元件为光敏三极管为例进行说明。当光敏元件为光敏三极管时，发光二极管和光敏三极管共同构成光耦结构，光耦结构的输出和输入之间绝缘。因此，光耦结构的抗干扰能力强，具有较佳的隔离性能，可以有效提升异常检测电路10的可靠性。可以理解的是，在其他实施例中，光敏元件也可以为光敏二极
管等，本实施例不做限定。
61.在其中一个实施例中，检测结果信号包括高电平信号和低电平信号，输出模块200用于当通断状态为导通时生成低电平信号，并当通断状态为断开时生成高电平信号。具体地，当霍尔传感器20不存在异常时，霍尔传感器20的输入电压端的电压驱动发光二极管发出一定波长的光，光线被光敏三极管接收而产生光电流，从而使光敏三极管导通，进而输出低电平信号。当霍尔传感器20存在异常时，霍尔传感器20的输入电压端以下负载断路，发光二极管的两端无压差，发光二极管断开不发光，从而使光敏三极管不导通，进而输出高电平信号。
62.继续参考图2，在其中一个实施例中，输出模块200包括第一电阻r1和第二电阻r2。第一电阻r1分别与电源电压端、电压采样模块100的输出端连接。第二电阻r2分别与电压采样模块100的输出端、接地端连接。
63.其中，电源电压端的电压例如可以为5v。第一电阻r1和第二电阻r2的阻值可以根据后端处理的输入电压的需求设置。基于上述结构，异常检测电路10的具体工作原理如下。当霍尔传感器20不存在异常时，霍尔传感器20的输入电压端的电压驱动发光二极管发出一定波长的光，光线被光敏三极管接收而产生光电流，从而使光敏三极管导通，进而输出低电平信号。当电压采样模块100输出低电平信号时，第二电阻r2被短路，从而使输出模块200输出的检测结果信号的电压为0v。霍尔传感器20存在异常时，霍尔传感器20的输入电压端以下负载断路，发光二极管的两端无压差，发光二极管断开不发光，从而使光敏三极管不导通，进而输出高电平信号。当电压采样模块100输出低电平信号时，第一电阻r1和第二电阻r2构成分压电路，从而使输出模块200输出的检测结果信号的电压不为0v。例如，若电源电压端的电压为5v，第一电阻r1和第二电阻r2的阻值相等，则分压后输出的检测结果信号的电压为2.5v。
64.实施例2
65.本实施例提供一种传感器电路，图3为一实施例的传感器电路的结构示意图之一，参考图3，传感器电路包括磁性件(图未示)、霍尔传感器20、如上述的异常检测电路10和处理器30，图3实施例以传感器电路包括图2实施例的异常检测电路10为例进行说明。
66.具体地，霍尔传感器20设于磁性件的对应位置，磁性件和霍尔传感器20的具体位置可以根据使用场景确定。霍尔传感器20用于输出与待测数据对应的感测信号。其中，待测数据根据霍尔传感器20的使用场景决定。例如，磁性件可以为刹车组件中设置在制动板或把手上的触发件，相应的，霍尔传感器可以用于感测与磁性件的距离或角位移，并在距离或角位移满足预设条件时输出切断驱动供电回路的感测信号，以实现刹车功能。相应的，待测数据为霍尔传感器与磁性件的距离或角位移。或者，磁性件还可以为油门组件中的部件，如可以安装在电动滑板车的把手中，相应的，霍尔传感器可以用于感测与磁性件的角位移，并输出不同角位移对应的感测信号，以实现速度控制功能。相应的，待测数据为霍尔传感器与磁性件的角位移。
67.处理器30分别与霍尔传感器20的输出电压端、异常检测电路10连接，处理器30用于根据异常检测电路10输出的检测结果信号确定霍尔传感器20是否存在异常，并当霍尔传感器20不存在异常时，根据感测信号获取待测数据。可选地，处理器30例如可以为微控制单元(micro controller unit，mcu)，mcu中可以包括数字逻辑电路，并通过数字逻辑电路实
现上述功能。也即，当检测结果信号为低电平时，检测结果信号能够使能处理器30，以使处理器30根据感测信号获取待测数据。当检测结果信号为高电平时，检测结果信号不能够使能处理器30。可以理解的是，根据感测信号获取待测数据的信号处理方式可以参考相关技术，本实施例不做限定。
68.图4为一实施例的传感器电路的结构示意图之二，参考图4，在其中一个实施例中，传感器电路还包括与处理器30连接的警示模块40。处理器30还用于当霍尔传感器20存在异常时生成警示信号。警示模块40用于接收警示信号，并根据警示信号发出警示。其中，警示信号的电平状态可以与检测结果信号的电平状态相对应。可选地，警示信号的电平状态可以与检测结果信号的电平状态相同，也可以与检测结果信号的电平状态相反，本实施例不做限定。进一步地，可以通过处理器30中的反相器实现电平状态的反相。在本实施例，通过设置警示模块40，可以当霍尔传感器20存在异常时，及时对用户进行警示，从而一方面可以告知用户当前霍尔传感器20的输出电压错误，一方面也可以提示用户对霍尔传感器20进行维修或更换。
69.在其中一个实施例中，警示模块40包括蜂鸣器。蜂鸣器与处理器30连接，用于接收警示信号，并根据警示信号发出声音警示。具体地，图5为一实施例的传感器电路的结构示意图之三，参考图5，警示模块40还可以进一步包括蜂鸣器的输入电路，输入电路用于为蜂鸣器提供稳定、可靠的驱动电压bell+和bell-。蜂鸣器的输入电路包括电容和第六电阻r6，电容的两端分别与处理器30、接地端一一对应连接，第六电阻r6的两端分别与处理器30、预设电压端一一对应连接，预设电压端的电压可以为3.3v。电容可以根据处理器30输出的信号进行充放电，从而为蜂鸣器提供驱动电压。
70.在其中一个实施例中，警示模块40包括显示屏。显示屏与处理器30连接，用于接收警示信号，并根据警示信号发出图像警示。可以理解的是，相较于蜂鸣器，显示屏可以输出更加丰富且具象化的信息，因此，在一些场景下，通过显示屏发出图像警示可以对用户进行更加清晰的警示。
71.继续参考图5，在其中一个实施例中，传感器电路还包括第三电阻r3、第四电阻r4和第五电阻r5。第三电阻r3的一端与霍尔传感器20的输出电压端连接，第四电阻r4分别与接地端、第三电阻r3的另一端连接，第五电阻r5分别与第三电阻r3用于连接第四电阻r4的一端、处理器30连接。在本实施例中，通过设置第三电阻r3、第四电阻r4和第五电阻r5，可以对霍尔传感器20的输出电压端的电压进行调节，以使其适配于处理器30的输入电压的需求，使处理器30能够稳定、准确地接受到感测信号。
72.实施例3
73.本实施例提供一种滑板车，本实施例的滑板车为电动滑板车。图6为一实施例的滑板车的结构示意图，参考图6，滑板车包括车架、活动连接于车架的油门组件和刹车组件(图未示)，滑板车还包括驱动控制器50和如上述的传感器电路。
74.其中，传感器电路中的霍尔传感器20、磁性件可以设于油门组件或刹车组件中。处理器30还用于当待测的霍尔传感器20存在异常时，输出传感器异常信号。驱动控制器50与传感器电路的处理器30连接，用于接收处理器30所发送的传感器异常信号，并响应于传感器异常信号，停止受控于存在异常的霍尔传感器20输出的感测信号。具体地，由于霍尔传感器20异常时，其输出电压端的电压始终为最大值。如果是刹车组件处的霍尔元器件损坏，就
可能会使车辆始终处于刹车状态，无法正常行驶。如果是油门组件处的霍尔元器件损坏，则在开机未行驶或者行驶过程中，行驶速度可能会忽然提到最大值，存在一定的安全隐患。因此，在本实施例中，通过准确地检测霍尔传感器20的输出电压端损坏、输入电压端无电压输入和接地端损坏中的一种或者多种情况是否发生，并在检测到上述情况发生时输出传感器异常信号，使驱动控制器50停止受控于存在异常的霍尔传感器20输出的感测信号，有效防止驱动控制器50受控于错误的感测信号，从而提高滑板车的安全性。可以理解的是，滑板车可以被配置有电动模式和非电动模式，当霍尔传感器20存在异常时，用户可以在非电动模式下使用滑板车。
75.继续参考图6，在其中一个实施例中，传感器电路中的霍尔传感器20的数量为多个，且异常检测电路10的数量也为多个，多个霍尔传感器20分别与多个异常检测电路10一一对应连接。处理器30被配置有多个输入端口，多个输入端口分别与多个异常检测电路10一一对应连接。处理器30用于分别接收来自各输入端口的检测结果信号，并当待测的各霍尔传感器20均不存在异常时，分别输出各霍尔传感器20对应的待测数据。驱动控制器50用于根据接收到的多个待测数据调节滑板车的行驶速度。在本实施例，通过当设置多个异常检测电路10时，处理器30可以对多个霍尔传感器20同时进行监测，从而进一步提升滑板车的安全性。
76.进一步地，当传感器电路包括警示模块40时，处理器30还可以根据异常的霍尔传感器20进行不同类型的提示，例如，可以在显示屏中进行不同图标的提示。又例如，可以控制蜂鸣器以不同的音量进行声音提示。基于上述提示方式，可以进一步提升警示的灵活性，并提升用户的使用体验。
77.显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本实用新型保护的范围。