基于霍爾傳感器的穿戴式計步器設計

摘要：本文提出了一種全新的利用霍爾傳感器磁控開關設計的計步器原理，不僅能夠實現精確記錄步行的步數，而且針對教師行業和騎行者的計步效果也比傳統計步器更加精確.

關鍵詞：霍爾傳感器；穿戴式；計步器

作者簡介：陳胤佳（2000-），男，北京人，在讀高三學生.

1課題來源與構思

步行作為科學、安全、時尚的運動方式在國內外受到越來越多人群的青睞，計步器是一種日常生活鍛煉有效而方便的監控器，可以計算人們行走的步數，估計行走的距離，實時監控自己健身強度和運動水平.目前市面上的計步工具有很多，如手環、手機計步APP等，這些計步工具在記錄步數、計算人體耗能等方面做的比較精確.

但這些計步器在實際應用時也存在一些問題，比如每天在教室上課，有的老師佩戴手環計步數，但經常一節課下來手部抖動次數非常多，但實際并沒有走多少步，導致計步器多計步數；在騎自行車出行時，騎行者上身基本保持靜止，兩腳在不斷交替登車蹬時計步器并沒有計步，導致少計步數.

為了解決常見計步器的這些問題，筆者思考一種新計步方式來解決這個問題.通過觀察發現，人行走時雙腿間的距離在發生周期性變化，由此可以通過距離的改變來設計計步器，如圖1所示.聯想到通用技術課上學過的霍爾傳感器.霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器.霍爾效應是磁電效應的一種，這一現象是霍爾（AHHall，1855-1938）于1879年在研究金屬的導電機制時發現的.霍爾傳感器作為一種磁控開關，每當磁體靠近時，霍爾傳感器控制的電路會瞬間導通；……