一種立體聲耳機頭磁吸控制

夏燕玲　凌中水　李陶勝

摘要：耳機成為生活中不可缺少的產品，本文涉及一種立體聲耳機頭磁吸控制，內部集成磁性霍爾開關，磁力吸附和磁力斷開可實現播放控制跟接聽掛斷電話功能。

關鍵詞：立體聲耳機頭；磁性霍爾開關

霍爾元件是一種磁感應器[1]。利用霍爾元件可以檢測磁場，因此它可以運用在與磁場有關的場合。霍爾元件因具有結構牢固，體小量輕，耐震動，功耗小，壽命長，安裝方便等許多優點。霍爾開關元件采用三極管控制，使得這種開關無觸點，無需考慮觸點的磨損。本文就是將霍爾開關元件這些優點使用在耳機控制中，設計了一種立體聲耳機頭磁吸控制，有效的解決了耳機播放或者接聽掛斷電話還要按實體按鍵，很不方便等問題。其次為了解決運動型耳機不聽歌的情況下跑步時耳機頭會擺動，采用的技術方案是固定兩個耳機頭的設計。

1 霍爾開關工作原理

磁吸霍爾開關核心元件為霍爾元件，它是基于霍爾效應原理[2]，如圖1所示，當在磁場B中放入一塊固體金屬導體板時，而且使得金屬導體板與磁場B方向垂直，在金屬導體中通入一定的電流Ic時，在金屬導體板上下表面中間會有橫向電動勢差UH，這就是霍爾效應原理。

其中橫向電動勢差UH=RHIcB/d，其中為霍爾系數RH，Ic輸入電流，B為磁場強度，d為金屬導體板的厚度。由此可知霍爾電動勢與磁場強度B成正比，霍爾開關元件（如圖2）就是屬于這一磁電轉換元件，將磁場強度信號轉換成電信號，這種輸入信號用磁場強度來表征，當B 值達到一定的程度時，開關內部集成的觸發器翻轉，其輸出電平狀態也隨之翻轉。輸出端一般采用采用無觸點的晶體管輸出。

2 立體聲耳機頭磁吸控制

如圖3所示是本文一種立體聲耳機頭磁吸控制的耳機，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（10）組成。 其中牽引線（4、11）、磁鐵（6）、鐵片（9）、磁性霍爾開關（10）為本文解決問題的主要結構。

本文采用的技術方案是首先兩個耳機頭的固定設計；其次耳機頭內部采用磁鐵，鐵片和磁性霍爾開關，可實現播放控制跟接聽掛斷電話功能。

2.1 耳機頭的固定設計

如圖3所示的耳機組成中牽引線（4、11）在制作時形成一個環形圈，使用時在脖子上形成一個環形圈，跑步時會減少擺動的幅度，同時也更好的解決了脫落丟失問題；這是本文采用的第一個技術方案。

2.2 磁性霍爾開關的設計

結合耳機的結構土在根據霍爾原理設計本文的立體聲耳機頭磁吸控制，在設計立體耳機時，將左右耳機分別設計一個磁鐵（6）和鐵片（9），其中將磁性霍爾開關（10）與鐵片（6）設計在一旁，使磁鐵與霍爾開關元件分開。本文中由磁鐵（6）提供磁場強度B使磁性霍爾開關（10）會輸出信號給主控，如果耳機正在使用時想取下耳機不使用時，這時兩個耳機取下由一邊耳機磁鐵（6）與另一邊鐵片（9）作用吸附在一起，同時因磁鐵（6）提供的磁感應強度B使磁性霍爾開關（10）內部的觸發器翻轉，輸出的電平狀態也會隨之發生跳變會導通輸出信號給主控，導通輸出信號給主控，此時音樂會暫停或者停止播放，如果正在接聽電話時電話會掛斷，此控住女無需按鍵；需要使用耳機時，此時兩個耳機頭必須拉開，此時鐵磁（6）和鐵片（9）分開，鐵片旁邊的磁性霍爾開關會關閉輸出給主控，這樣可以使音樂會繼續或者重新開始播放；如果有電話打進來此時會接聽電話。

3 總結

本文立體聲耳機頭磁吸控制采用的技術方案是：首先兩個耳機頭的固定設計，可以解決耳機頭會擺動和耳機脫落丟失；其次耳機頭內部采用磁鐵，鐵片和磁性霍爾開關，可實現無需按鍵播放控制跟接聽掛斷電話功能。

參考文獻：

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

[2]盧文科，等.霍爾元件與電子檢測應用電路 [M].中國電力出版社，2005.4.

項目：2016年省級質量工程 項目名稱：工業機器人應用虛擬仿真實驗教學中心（項目編號：2016XNZX025）； 項目來源：2016年創新計劃（RW39）項目名稱：處于經濟職稱下的工業機器人技術應用型人才培養（項目編號：445）