【应用】三轴霍尔位置传感器让无人机畅爽飞行尽在掌控间

时间： 2017-01-23 来源：世强作者：在路上

技术问答

【摘要】多功能摇杆作为输入部件，是遥控器上用户使用最多的部件之一。其精度、可靠性和寿命对用户使用无人机来说，影响非常大。传统采用的是电位器实现摇杆控制，但精度和磨损是其最致命的弱点。因此为了实现更高效的无人机左右多功能摇杆操控功能，获得电位器所不能带来的高精度和长使用寿命，推荐使用采用了MELEXIS 3轴霍尔专利技术从而在精度、可靠性和使用寿命等方面都得到极大提高的三轴霍尔位置传感器 MLX90333/MLX90363。

遥控器是无人机控制系统中的一个非常重要的部件，用于对无人机进行远程控制，包括加速、减速、避障、悬停、转向、录像、模式设置等。图1为无人机遥控器功能示意图。

图1：无人机遥控器功能示意图

从无人机遥控器的功能示意图可以看出，其主要由一些控制开关、按键（如电源开关、录像功能切换按键等）、拨码开关及左右两边各一个多功能摇杆等组成。

多功能摇杆作为输入部件，是遥控器上用户使用最多的部件之一。其精度、可靠性和寿命对用户使用无人机来说，影响非常大。以前的实现方式通常采用电位器来实现，即每个通道都需要一个电位器，通过改变滑动电位器的位置来进行调节，尽管这样做可能成本有些优势。但实际上也不一定，因为一些高精度的电位器价格也不便宜。总的来说，精度和使用寿命（存在磨损）是采用电位器设计的遥控器存在的比较大的问题。

为了实现更高效的无人机左右多功能摇杆操控功能，获得电位器所不能带来的高精度和长使用寿命，推荐使用MELEXIS的三轴霍尔位置传感器如MLX90333/MLX90363。由于这两款传感器是基于非接触式的位置检测方式，加之采用MELEXIS的3轴霍尔专利技术（平面霍尔盘+IMC集磁片），无论在精度、可靠性和使用寿命等方面，都得到了极大的提高。因此可满足无人机多功能摇杆对精度和寿命的高要求。同时，用户只需通过操作手柄带动磁铁旋转和位移，这两款传感器即可检测到X，Y，Z三个方向上磁场强度和矢量大小的变化，从而提高无人机飞行操作的舒畅的体验感。

下面针对MLX90333和MLX90363做了一下简单对比，如表1所示。

表1：MLX90333和MLX90363对比表

从表中可以看出，MLX90333是属于MELEXIS的第一代的三轴霍尔传感器，而MLX90363是第二代的。两者的差异在于，MLX90333只能5V供电，而MLX90363则支持5V和3.3V两种供电电压。支持3.3V供电对于采用电池供电的无人机来说，是一大福音，因为3.3V供电可降低无人机整个系统的功耗。另一个差异在于，MLX90333有模拟、PWM和SPI三种输出类型的型号可以选择，而MLX90363只有SPI接口输出。

两者的共同点是都有单DIE和双DIE两种类型可选。其他的功能也都类似，均集成放大器、14位高精度的ADC、高速DSP（包括控制器,EEPROM等）、SPI接口、电压调整器等。其内部框图如图2所示，以SPI接口输出为例。

图2：MLX90333，MLX90363内部系统框图

对于无人机遥控器操控手柄设计来讲，用MELEXIS的三轴霍尔传感器MLX90333或MLX90363，由于其功能全面（可做线性位移、旋转角度和3D位置检测），不仅可用来实现常规的4个通道的位置检测，甚至还可实现更多的功能。具体是用MLX90333，还是MLX90363可根据无人机实际的功能需求、成本等综合因素来选择。

另外，对于无人机遥控器系统（如图3），世强能提供从大的核心器件如主控MCU、存储器、无线模块和芯片（蓝牙SOC及模块、WIFI模块、Sub-Ghz芯片及相应的射频器件等）、DC/DC、LDO和LCD驱动；小的晶体、连接器、电感、电容等等。满足无人机从内到外的各方位设计需求，如有需要，欢迎致电咨询。

图3：无人机遥控器的系统框图

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全部评论（1）

银砸 Lv3 高级工程师 2018-12-12

MLX90363 旋转模式下102A 和 1032的值是什么，感觉跟datasheet上default并不相同啊，1032写了0x8000, 读出来的alpha一直是0x6000或0xE000不变
- 用户97967577_世强回复： Melexis品牌的三轴霍尔传感器MLX90363中，102A对应是MAPXYZ寄存器地址，可以设置MAPXYZ=1, 2, 4 or 5,而1032对应是SEL_SMISM寄存器地址，可以设置SEL_SMISM=0 or 1。你可以参考一下Application Note MLX90363 Getting Started Guide文档中代码，如果输出不正常，请检测模式设置是否正确。
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