振动传感器开关 震动开关工作原理与应用
震动开关工作原理与应用
震动开关简介
震动开关又称作震动传感器，是一种将物体的机械振动或位移转换成电信号输出的元件。在很多常见的电器设备中都会见到它的身影，例如车辆防盗报警器、车载GPS定位器等。常用的震动开关可分为机械震动开关和电子式的震动开关。
部分震动开关实物外观
震动开关分类及工作原理
震动开关从机械结构上，一般分为滚珠类和弹簧类。
滚珠类的震动传感器内部一般为金属球或圆柱形的金属导体，当发生震动或角度偏转时，内部的金属球或金属导体会相互碰撞，从而使外部引出电极发生闭合或断开的状态变化，这种电路检测这种开关量的变化，就可以控制电路发出相应响应。滚珠震动开关内部结构
滚珠类的震动开关根据触点类型又分为常闭型和常开型，常闭型的震动开关在水平状态时，其外部引脚呈现闭合状态，当受到外部震动或发生角度偏转时会逐渐变为断开状态；常开型震动开关的状态与之相反。
直插封装震动开关
直插封装震动开关
贴片封装震动开关
弹簧类震动开关其中的一个电极为轻质弹簧，当受到外部震动时，弹簧会随之发生摆动，从而接触另一个电极，所以弹簧类的震动开关大多数为常开型。弹簧震动传感器内部结构
其他类型的震动开关上面两种类型的震动开关是应用比较广泛的，震动开关的种类还有很多，比如很多对震动灵敏度要求不高的场合，会使用压电陶瓷片作为震动传感器。压电陶瓷片一般作为报警声或者音乐的发声元件，当有电压信号通入压电陶瓷后会产生相应的震动，从而把电信号转换成声音信号。同样，当压电陶瓷受到外部震动时，也会将机械震动转换成电压信号，这就是压电陶瓷片作为震动传感器的工作原理。
压电陶瓷片由于受外界震动时的形变及输出电压信号比较微弱，所以这种元件当做震动开关使用时其灵敏度较低。
压电陶瓷片
机械类的震动开关输出的只是开关量的变化，对于震动的强度及角度等具体参数是不能体现的。而且这类的震动开关灵敏度是有限的。对于灵敏度要求较高或者需要采集具体参数值的电路中，一般会采用电子式的震动开关。严格意义上讲，这类传感器不仅作为震动传感器使用，比如常用的3D加速度芯片、角度传感器芯片等，其能够输出比较精确的参数值供电路进行采集。
QFN封装的加速度传感器芯片
震动开关应用
震动开关应用电路
上图是一个震动报警器电路图，其工作原理为：
电阻R1R2R3及场效应管VT1组成了放大电路，当震动开关B1受到外界震动后，其输出信号经过场效应管组成的放大电路放大，经过电容C1的耦合后进入IC1的输入端使NE555芯片发生翻转，其输出端3号引脚变为高电平；由IC2及外围电路组成的振荡电路就会开始工作，驱动扬声器发出报警声。
振动开关-振动开关在省电唤醒中的应用
振动开关是一种感知振动的传感器元件，内部结构对垂直、水平、全方位微小移动的灵敏感知，进而输出简单的ON/OFF开关信号。其分类分为多种，这里以YT-JM-CGQ为例，简单的讲解震动开关在实际产品中的应用。
振动开关YT-JM-CGQ
振动开关YT-JM-CGQ是一种全方位感知的振动传感器。在其静止时候是一种ON或OFF状态，感知到来自外界的轻微振动或位移，其会在振动的过程中持续进行ON与OFF状态的切换，进而唤醒电路。
振动开关应用原理
以上为YT-JM-CGQ微型贴片振动传感器的应用原理图，在很多的产品实际应用中，电池的电量是一个固定值，能够减少耗电量，能够让产品获得更好的客户体验。
振动开关感知来自外部的振动，当外部没有振动的时候，微处理器处于休眠状态，在休眠模式时候，整个产品都不会产生耗电。当YT-JM-CGQ振动开关感应到外接振动时候，微处理器从休眠状态进入到工作模式。这样的一种唤醒方式，无疑是比通过电子式加速度传感器不间断的检测产品是否进行了移动更加节约耗电量。
加速度传感器
对比与利用加速度传感器定期检测的方式，通常是定期对加速度传感器的加速度值进行检测，超过设定值则触发唤醒产品，对于产品来说，其耗电量也是一种无形的损耗，利用YT-JM-CGQ振动开关则不需要在预定时间内对产品进行加速度的检测，完全被动的感知方式，使得产品在保证灵敏的感应情况下，唤醒产品，更加节能省电。
YT-JM-CGQ是一种高灵敏度的被动传感器元件，在实际的应用中通常使用如下电路。
振动开关应用电路
第一种为振动开关最灵敏的应用，第二种可以通过调节电阻的大小来降低灵敏度，灵敏度的调节同时可以利用微处理器IC设定ON/OFF导通时间的阈值，进而触发唤醒电路。通过对灵敏度的调节，能够让振动开关YT-JM-CGQ实现更多的功能。
振动开关YT-JM-CGQ本身是没有任何耗电量。微型、高感知、零消耗这些优点，让振动开关在智能防盗、汽车电子、GPS定位触发、胎压监测、RFID、智能穿戴、无线数码、自动化装置等各类智能系统的振动感应与省电唤醒得到很好的工业级与民用级应用。
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