概述

BLDC 中的三個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器輸出送入微控制器后，信號(hào)便可以像三通道編碼器那樣進(jìn)行處理。輸出數(shù)據(jù)可以顯示出來，或者用來確定脈沖計(jì)數(shù)、旋轉(zhuǎn)方向和平均每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) (RPM)。RPM 求取的是平均值，以便使顯示的值平滑過渡。

PJRC Teensy 3.5 開發(fā)板

SparkFun 的 PJRC Teensy 3.5 開發(fā)板 (1568-1464-ND) 配有焊入式針座，并可產(chǎn)生足夠多的數(shù)字中斷，用于處理霍爾傳感器的三個(gè)信號(hào)輸入。由于具有大量的額外 I/O 通道，Teensy 3.5 有能力執(zhí)行很多其他任務(wù)，并且可使用內(nèi)置 SD 卡進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

使用試驗(yàn)板測(cè)試傳感器輸出和 PJRC Teensy 3.5

使用一塊試驗(yàn)板（438-1045-ND 或類似產(chǎn)品），將 Teensy 3.5 的 USB 連接器放置在右側(cè)，并將上方針座引腳插入分隔槽上面的第一行試驗(yàn)板插孔中（圖 2）。這樣可以留出空間，以便將傳感器輸出連接到 Teensy I/O。

使用實(shí)芯跳線 (BKWK-3-ND) 進(jìn)行試驗(yàn)板上的所有連線。將 5 V、1 A 電源的正極 (+) 引線連接到試驗(yàn)板的上方或下方正電源軌上，隨后將負(fù)極 (-) 電源引線連接到上方或下方負(fù)電源軌上。將霍爾傳感器連接器的正極（紅色）和負(fù)極（黑色）引線，分別連接到試驗(yàn)板的正、負(fù)電源軌上，然后將連接器的三根傳感器引線，以任意順序連接到 Teensy 3.5 的第 2、3 和 4 號(hào)引腳。

傳感器輸出為有源低電平，這是指當(dāng)觸發(fā)時(shí)，輸出連接到負(fù)電源軌；而沒有觸發(fā)時(shí)，需要將傳感器輸出上拉至正電源軌，以創(chuàng)建兩個(gè)定義的邏輯狀態(tài)。在試驗(yàn)板中插入三個(gè) 4 KΩ – 8 KΩ 的電阻器，即可用作傳感器輸出的上拉電阻器（圖 2）。

使用 Micro B 轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn) A 型 USB 電纜，將 Teensy 3.5 連接到計(jì)算機(jī)。

軟件

為便于編程，Teensy 3.5 與 Arduino 集成開發(fā)環(huán)境 (IDE) 相兼容。IDE 和 Teensyduino 插件可在線獲取。

下文中提供的編程示例代碼使用了三個(gè)硬件中斷，來監(jiān)控霍爾傳感器輸出的任何變化（上升沿和下降沿）。一旦發(fā)生中斷，將讀取 Teensy 3.5 的歷時(shí)時(shí)鐘和三個(gè)輸入引腳中的兩個(gè)引腳。之后將比較傳感器的值，以確定旋轉(zhuǎn)方向，然后再進(jìn)行其他計(jì)算來確定脈沖計(jì)數(shù)和平均 RPM。中斷之間的時(shí)間間隔計(jì)算方法是：比較當(dāng)前時(shí)鐘值與上一次中斷中存儲(chǔ)的時(shí)鐘值。

在 void loop 中，有四個(gè)值可用于串行打印。可以通過注釋或取消注釋代碼行，來禁用或激活串行打印功能，然后將代碼下載到 Teensy 并啟動(dòng)串行監(jiān)視器，以查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn) BLDC 電機(jī)，在打印監(jiān)視器中觀察值的變化情況。

總結(jié)

BLDC 霍爾傳感器現(xiàn)在配置為三通道、低分辨率編碼器，能夠提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，幫助進(jìn)行導(dǎo)航和電機(jī)輪位置檢測(cè)，而不會(huì)妨礙其主要的電機(jī)控制功能。一些 BLDC 控制器只使用反電動(dòng)勢(shì)來確定線圈和磁鐵的位置，使霍爾傳感器輸出僅用于導(dǎo)航和位置檢測(cè)。但無論如何，傳感器對(duì)于用戶而言，不只具有電機(jī)控制功能，還有其他更多價(jià)值。