科普| 什么是3D霍尔效应位置传感器的“必杀”技能
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没想到吧，解决机器人横冲直撞的居然是一颗小小的芯片，TI推出的首款3D 霍尔效应位置传感器。
什么是霍尔效应传感器？
如何解决机器人横冲直撞的问题？
霍尔效应传感器还能用在哪些地方？
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下面就一一为大家解答：
什么是霍尔效应传感器？
简单地理解就是给一块半导体材料通电，并将其置于磁场中。磁通线在半导体材料上施加力，使导电材料中的电荷载流子，电子和空穴偏转到半导体板的另一侧，产生电位差。输出的霍尔电压经过处理，就可以获得磁场的大小、位置等信息。
初级霍尔效应传感器包括：一个霍尔元件，将磁场转换为电压；由于霍尔元件的输出电压很小，有时在微伏范围内，还有运算放大处理电路。最简单的霍尔效应传感器仅有三个引脚：电源、接地连接和输出。
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基本霍尔效应传感器
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如果霍尔效应传感器只对某个方向上的磁场敏感，一旦将传感器焊接到PCB上，一旦给定的磁场性质不是单向的，就很难得到精准的位置信息。
于是3D霍尔效应传感器就诞生了，可以测量X，Y和Z轴的磁场。与传统霍尔效应传感器相比，3D传感器使设备能够测量任何方向放置的磁体，甚至可以测量多个维度并进行磁通角或振幅的片上计算。
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如何解决机器人横冲直撞的问题？
扫地机器人需要精确的角度测量监控轮胎中电机的位置，保证可以精确地按照路线行驶。如果机器人出现横冲直撞，肆意驾驶，未按照规定的路径运行的情况，很有可能是位置信息监测不精确。在工业领域AGV小车中，也会遇到同样的问题。
想要解决这个问题，就需要高精度的位置测量传感器，保证机器人运行自如。
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使用霍尔效应传感器是系统中测量位置的常用方法，霍尔效应传感器具有高精度、高一致性和高可靠性的优点，能够准确感知系统中对象的位置和移动。
比如在AGV中，就可以使用TI的3D 霍尔效应位置传感器TMAG5170解决方案。仅需1颗，就可测量X，Y和Z三轴磁场，能够计算任意两个轴的角度和大小，是旋转角度跟踪和监测线性位置的理想芯片。此外，TMAG5170还有具有超高精度，最大灵敏度漂移误差为±2.8%，可实现具有增益和偏移调节的片上集成角CORDIC计算。
在精度要求没那么高的扫地机器人中，就可以使用到TI的另一款霍尔效应传感器新品TMAG5273，灵敏度漂移为5%，同样具有增益和偏移调节的片上集成角CORDIC计算。
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TMAG5273 还具有提供各种电源模式，可通过 I2C总线进行配置，包括唤醒和睡眠，从而适用于电池供电设备。当扫地机器人充电时，TMAG5273 可以置于休眠模式以节省电力。
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霍尔效应传感器还能用在哪些地方？
3D霍尔效应传感器凭借其超高的性能在各种应用中多面开花。
HMI旋钮就是一个常见的例子，比如调节恒温器上的温度设置、选择洗衣机和烘干机的功能，以及调整烤箱或炉灶中的烹饪温度。3D霍尔效应传感器可以进行高分辨率的测量，而且3D霍尔效应传感器可以实现非接触测量，减少机器设备的磨损问题。
在一些工业应用中，更加需要3D霍尔效应传感器。机械臂和AGV需要精确的电机位置信息来提供反馈，可以帮助系统进行微调运动，3D霍尔效应传感器可以完美实现。对于快速电机，需要3D霍尔效应传感器的高采样率特性，来实现低延迟。
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像上面提到的TI的TMAG5170，尺寸仅有3x4.9mm，可以用在所有需要测量角度、位置的应用中。如果想了解TMAG5170与TMAG5273 更多信息，可至TI官网查看。
