一種立體聲耳機(jī)頭磁吸控制

夏燕玲　凌中水　李陶勝

摘要：耳機(jī)成為生活中不可缺少的產(chǎn)品，本文涉及一種立體聲耳機(jī)頭磁吸控制，內(nèi)部集成磁性霍爾開關(guān)，磁力吸附和磁力斷開可實(shí)現(xiàn)播放控制跟接聽掛斷電話功能。

關(guān)鍵詞：立體聲耳機(jī)頭；磁性霍爾開關(guān)

霍爾元件是一種磁感應(yīng)器[1]。利用霍爾元件可以檢測(cè)磁場(chǎng)，因此它可以運(yùn)用在與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合。霍爾元件因具有結(jié)構(gòu)牢固，體小量輕，耐震動(dòng)，功耗小，壽命長(zhǎng)，安裝方便等許多優(yōu)點(diǎn)。霍爾開關(guān)元件采用三極管控制，使得這種開關(guān)無觸點(diǎn)，無需考慮觸點(diǎn)的磨損。本文就是將霍爾開關(guān)元件這些優(yōu)點(diǎn)使用在耳機(jī)控制中，設(shè)計(jì)了一種立體聲耳機(jī)頭磁吸控制，有效的解決了耳機(jī)播放或者接聽掛斷電話還要按實(shí)體按鍵，很不方便等問題。其次為了解決運(yùn)動(dòng)型耳機(jī)不聽歌的情況下跑步時(shí)耳機(jī)頭會(huì)擺動(dòng)，采用的技術(shù)方案是固定兩個(gè)耳機(jī)頭的設(shè)計(jì)。

1 霍爾開關(guān)工作原理

磁吸霍爾開關(guān)核心元件為霍爾元件，它是基于霍爾效應(yīng)原理[2]，如圖1所示，當(dāng)在磁場(chǎng)B中放入一塊固體金屬導(dǎo)體板時(shí)，而且使得金屬導(dǎo)體板與磁場(chǎng)B方向垂直，在金屬導(dǎo)體中通入一定的電流Ic時(shí)，在金屬導(dǎo)體板上下表面中間會(huì)有橫向電動(dòng)勢(shì)差UH，這就是霍爾效應(yīng)原理。

其中橫向電動(dòng)勢(shì)差UH=RHIcB/d，其中為霍爾系數(shù)RH，Ic輸入電流，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度，d為金屬導(dǎo)體板的厚度。由此可知霍爾電動(dòng)勢(shì)與磁場(chǎng)強(qiáng)度B成正比，霍爾開關(guān)元件（如圖2）就是屬于這一磁電轉(zhuǎn)換元件，將磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這種輸入信號(hào)用磁場(chǎng)強(qiáng)度來表征，當(dāng)B 值達(dá)到一定的程度時(shí)，開關(guān)內(nèi)部集成的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，其輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用采用無觸點(diǎn)的晶體管輸出。

2 立體聲耳機(jī)頭磁吸控制

如圖3所示是本文一種立體聲耳機(jī)頭磁吸控制的耳機(jī)，由耳帽（1、15）、前蓋（2、14）、喇叭（3、13）、牽引線（4、11）、耳掛（5、12）、磁鐵（6）、后蓋（7、8）、鐵片（9）、磁性霍爾開關(guān)（10）組成。 其中牽引線（4、11）、磁鐵（6）、鐵片（9）、磁性霍爾開關(guān)（10）為本文解決問題的主要結(jié)構(gòu)。

本文采用的技術(shù)方案是首先兩個(gè)耳機(jī)頭的固定設(shè)計(jì)；其次耳機(jī)頭內(nèi)部采用磁鐵，鐵片和磁性霍爾開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)播放控制跟接聽掛斷電話功能。

2.1 耳機(jī)頭的固定設(shè)計(jì)

如圖3所示的耳機(jī)組成中牽引線（4、11）在制作時(shí)形成一個(gè)環(huán)形圈，使用時(shí)在脖子上形成一個(gè)環(huán)形圈，跑步時(shí)會(huì)減少擺動(dòng)的幅度，同時(shí)也更好的解決了脫落丟失問題；這是本文采用的第一個(gè)技術(shù)方案。

2.2 磁性霍爾開關(guān)的設(shè)計(jì)

結(jié)合耳機(jī)的結(jié)構(gòu)土在根據(jù)霍爾原理設(shè)計(jì)本文的立體聲耳機(jī)頭磁吸控制，在設(shè)計(jì)立體耳機(jī)時(shí)，將左右耳機(jī)分別設(shè)計(jì)一個(gè)磁鐵（6）和鐵片（9），其中將磁性霍爾開關(guān)（10）與鐵片（6）設(shè)計(jì)在一旁，使磁鐵與霍爾開關(guān)元件分開。本文中由磁鐵（6）提供磁場(chǎng)強(qiáng)度B使磁性霍爾開關(guān)（10）會(huì)輸出信號(hào)給主控，如果耳機(jī)正在使用時(shí)想取下耳機(jī)不使用時(shí)，這時(shí)兩個(gè)耳機(jī)取下由一邊耳機(jī)磁鐵（6）與另一邊鐵片（9）作用吸附在一起，同時(shí)因磁鐵（6）提供的磁感應(yīng)強(qiáng)度B使磁性霍爾開關(guān)（10）內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出的電平狀態(tài)也會(huì)隨之發(fā)生跳變會(huì)導(dǎo)通輸出信號(hào)給主控，導(dǎo)通輸出信號(hào)給主控，此時(shí)音樂會(huì)暫停或者停止播放，如果正在接聽電話時(shí)電話會(huì)掛斷，此控住女無需按鍵；需要使用耳機(jī)時(shí)，此時(shí)兩個(gè)耳機(jī)頭必須拉開，此時(shí)鐵磁（6）和鐵片（9）分開，鐵片旁邊的磁性霍爾開關(guān)會(huì)關(guān)閉輸出給主控，這樣可以使音樂會(huì)繼續(xù)或者重新開始播放；如果有電話打進(jìn)來此時(shí)會(huì)接聽電話。

3 總結(jié)

本文立體聲耳機(jī)頭磁吸控制采用的技術(shù)方案是：首先兩個(gè)耳機(jī)頭的固定設(shè)計(jì)，可以解決耳機(jī)頭會(huì)擺動(dòng)和耳機(jī)脫落丟失；其次耳機(jī)頭內(nèi)部采用磁鐵，鐵片和磁性霍爾開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)無需按鍵播放控制跟接聽掛斷電話功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦玉偉，張瑩.磁阻式與霍爾式接近開關(guān)性能比較[J].河南科技，Vol29.No5 ，10043918（2011）05059503.

[2]盧文科，等.霍爾元件與電子檢測(cè)應(yīng)用電路 [M].中國(guó)電力出版社，2005.4.

項(xiàng)目：2016年省級(jí)質(zhì)量工程 項(xiàng)目名稱：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（項(xiàng)目編號(hào)：2016XNZX025）； 項(xiàng)目來源：2016年創(chuàng)新計(jì)劃（RW39）項(xiàng)目名稱：處于經(jīng)濟(jì)職稱下的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)（項(xiàng)目編號(hào)：445）