四步看懂"磁铁转、芯片知道角度":① 位置 → ② 霍尔效应(磁场变电压)→ ③ 两根元件测分量 → ④ atan2 算角度(往下拖磁铁试)
输出轴 S N 磁铁 (跟轴转) 隔空 ≈2mm 芯片(固定) 磁场
① 位置:磁铁(红 N / 蓝 S)贴在轴尾跟轴一起转;芯片隔空固定不动。磁铁周围有一圈看不见的磁场,磁铁转,磁场方向就跟着转。
通电的霍尔片 I 电流 B 磁场 (垂直穿过) + − V 霍尔电压 ∝ B
② 霍尔效应(磁场怎么变成电):芯片里有一小片通电的霍尔元件。电流本来直着走,磁场穿过时把电荷往一边推,于是片子两边一边电子多、一边电子少,冒出一个电压——磁场越强、推得越狠,电压越大。磁场就这样被翻译成了电信号。
X(Bx) Y(By) 芯片(俯视) X 测 Bx · Y 测 By N S 磁铁(红 N / 蓝 S,跟着轴转)
③ 一个元件只能测一个方向,所以要两根:单个霍尔片只对"垂直它的那个磁场方向"敏感,测不到另一方向。芯片里 X、Y 两根互相垂直:磁铁转到 θ,X 读 cosθ、Y 读 sinθ。
+1 0 −1 0°90°180°270°360° Bx = cosθ By = sinθ
角度 θ 60°
// 芯片解码:两分量 → atan2:
Bx = cos60° = 0.500 By = sin60° = 0.866 → atan2(By,Bx) = 60.0°
④ 结算:拿到 Bx、By,用 atan2 一算就回到角度——方向就这样变成了度数。
绝对式:转到哪读到哪,断电也记得住位置,不用从头数圈。磁铁不碰芯片,不磨损、耐脏。