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基于霍尔传感器的穿戴式计步器设计

2018-12-29陈胤佳

中学物理·高中 2018年12期

摘要:本文提出了一种全新的利用霍尔传感器磁控开关设计的计步器原理,不仅能够实现精确记录步行的步数,而且针对教师行业和骑行者的计步效果也比传统计步器更加精确.

关键词:霍尔传感器;穿戴式;计步器

作者简介:陈胤佳(2000-),男,北京人,在读高三学生.

1课题来源与构思

步行作为科学、安全、时尚的运动方式在国内外受到越来越多人群的青睐,计步器是一种日常生活锻炼有效而方便的监控器,可以计算人们行走的步数,估计行走的距离,实时监控自己健身强度和运动水平.目前市面上的计步工具有很多,如手环、手机计步APP等,这些计步工具在记录步数、计算人体耗能等方面做的比较精确.

但这些计步器在实际应用时也存在一些问题,比如每天在教室上课,有的老师佩戴手环计步数,但经常一节课下来手部抖动次数非常多,但实际并没有走多少步,导致计步器多计步数;在骑自行车出行时,骑行者上身基本保持静止,两脚在不断交替登车蹬时计步器并没有计步,导致少计步数.

为了解决常见计步器的这些问题,笔者思考一种新计步方式来解决这个问题.通过观察发现,人行走时双腿间的距离在发生周期性变化,由此可以通过距离的改变来设计计步器,如图1所示.联想到通用技术课上学过的霍尔传感器.霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器.霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(AHHall,1855-1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的.霍尔传感器作为一种磁控开关,每当磁体靠近时,霍尔传感器控制的电路会瞬间导通;……

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