馬達驅動：Hall Sensor ( II )

上篇提到Hall Sensor的基本擺放位置，本篇就來討論其對應馬達驅動的邏輯脈絡，以及擺放角度變化的可能性。

首先得要核對馬達驅動時的變化種類，了解使用需求後，才能定位Hall Sensor所扮演的角色及功用。以目前主流的三相馬達而言，送電模式共有下述六種；這就代表Hall Sensor只要能提供六種以上的訊號形式，就能達到馬達驅動時的判斷需求。此外若仔細核對馬達驅動供電順序會發現，其實單次變換時，僅會改單相線圈的狀態，不會兩相線圈同時變化。如順序1到2時，U相維持不動；而順序2到3時，W相的狀態亦沒改變；這代表馬達運轉其實有著明確的順序規則。

由於Hall Sensor為二進制的模式，若僅使用1顆Hall Sensor，則可以提供2種不同的訊號；使用到2顆Hall Sensor時，則有4種訊號變化；當採用了3顆Hall Sensor，代表訊號數量可以達到2的3次方，也就是8種訊號輸出。由於三相馬達在驅動時會有6種送電模式，因此需要使用3顆Hall Sensor才能滿足；而上篇提到均勻分布的Hall Sensor擺放方式，並搭配馬達供電的對照，如下圖所示。由此可知，雖然Hall Sensor有8種訊號的變化，但由於馬達驅動僅需要6種狀態，故均勻分布的Hall Sensor模式當中，111及000這兩種訊號狀態並不使用。

上述有提到馬達驅動運轉時的供電，是有明確的順序規則；同樣觀察Hall Sensor的訊號變化，也可以發現固定的規則，單次僅會有1組訊號的變化。如從順序I到II時，僅有Hall-C進行變化；順序II到III時，則是Hall-B改變；同樣也有著明確的順序規則。

假若馬達受到空間限制，無法均勻擺放Hall Sensor時，是否有其他的放置可能? 當然有，僅需要確定是否符合馬達驅動的需求，同時須配合訊號變化重新修改驅動邏輯，就能讓馬達順利運轉。以下圖為例，改變了Hall-B的擺放位置，可以觀察到Hall Sensor的訊號與均勻分布時產生很大的變化，訊號111及000出現了，而是101及010不使用；但是單次僅會有1組訊號變化的規則，仍然存在。

由此可知，Hall Sensor的擺放重點，僅需要確認對應馬達供電狀態時，能對應轉子位置輸出6種不同的訊號模式，就可以滿足Hall Sensor的使用定位。

另外可以觀察到，無論是馬達運轉的順序及Hall Sensor的訊號變換，其實都有明確的規律性，這代表著跳脫順序規則，肯定代表異常。由於馬達或是Hall Sensor都是硬體零件，具有故障的可能性，因此可以藉由這些已知的馬達規律，來偵測是否有不合理的情況產生，可用來判斷硬體故障，也避免事故意外的產生。

重點整理：

觀察，之後思考，就可以活用。

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