/parametry/ → porownanie-czujnikow-halla-rev

Porównanie czujników Halla – rewizje

Data: 2025-08-24 Platforma: moduły falownika BLDC AGD Modele: REV-A, REV-B, REV-C

1. Cel badania

Dokument zawiera analizę parametrów pracy trzech rewizji czujników Halla stosowanych w modułach silników BLDC w pralkach i suszarkach. Badania przeprowadzono w trybie statycznym i dynamicznym, z wykorzystaniem oscyloskopu, generatora pola magnetycznego Helmholtza oraz wewnętrznego logera UART. Weryfikowano czułość, stabilność progów B_OP/B_RP, odporność na zakłócenia EMC oraz wpływ jitteru na wyznaczanie kąta komutacji.

W rewizjach układów różnice wynikają z procesu technologicznego: zastosowano różne amplifikatory front-end, rezystory biasujące oraz korekcję offsetu.

2. Parametry badanych układów

Rewizja	Producent	Czułość [mV/mT]	B_OP/B_RP [mT]	Jitter fazy [° RMS]	EMC (IEC61000-4-3)
REV-A	SS49E	11.2	3.0 / 2.2	4.3	Fail @20V/m
REV-B	A3144	12.4	2.7 / 2.0	3.2	Pass @20V/m
REV-C	DRV5033	13.6	2.4 / 1.8	2.1	Pass @30V/m

REV-C wykazuje najlepszy stosunek sygnału do szumu oraz największą stabilność w obecności zakłóceń wysokoczęstotliwościowych, co przekłada się na mniejsze błędy wyznaczania pozycji wirnika w sterowniku falownika.

3. Wyniki testów dynamicznych

3.1 Krzywe czasowe

CH1: HALL_A  ███____████____████____
CH2: HALL_B  __████____████____████_
CH3: HALL_C  ____████____████____███
Δphase: 120.2° | jitter ±2.1° | FW edge detect @ STM32F4 TIM2_IC

3.2 Analiza FFT (szum pasma)

Rewizja	RMS Noise [mV]	SNR [dB]	THD [%]
REV-A	18.4	41.2	3.1
REV-B	12.2	46.5	1.8
REV-C	7.9	54.8	0.9

Wysoki THD w REV-A prowadzi do sporadycznych „glitchy” w wyzwalaniu przerwań EXTI, co objawia się nieprawidłowym kątem startu komutacji przy prędkościach <800 rpm.

4. Analiza wpływu temperatury

Rewizja	T_range [°C]	ΔB_OP/10K [mT]	Stabilność fazy [°/100K]
REV-A	-20…+100	0.46	±3.4
REV-B	-40…+125	0.32	±2.1
REV-C	-40…+150	0.24	±1.2

REV-C utrzymuje stabilne progi detekcji nawet przy nagrzewaniu PCB do 90°C, podczas gdy REV-A wykazuje znaczne dryfowanie, co wymaga kompensacji firmware w postaci tabeli LUT dla B_OP/B_RP.

5. Obserwacje z telemetrii

[00:12.004] MCU: speed=820rpm, pwm=48.2%, Vcc=12.3V, Tpcb=44.1°C
[00:12.008] HALL_A=OK, HALL_B=OK, HALL_C=NOISE (RMS=42mV)
[00:12.017] TIM2_IC: edges=1780/s, jitter=±2.1°, sync=96.8%
[00:12.019] FW adjust: dynamic hysteresis ON

Włączenie dynamicznego progu histerezy w FW v3.14 ograniczyło zgłoszenia NOISE w REV-B/C do 0.2% cykli, podczas gdy REV-A nadal generuje >1.4% fałszywych przełączeń EXTI.

6. Wnioski serwisowe

Rekomendacja stosowania REV-C w nowej produkcji ze względu na najwyższy SNR i odporność EMC.
W przypadku modułów z REV-A należy wprowadzić kompensację offsetu termicznego oraz filtrację RC 1k/10nF.
Dla REV-B zaleca się dodatkowy pull-up 4.7 kΩ dla stabilizacji progu komparacji przy prędkościach <500 rpm.

Podobne problemy z fałszywymi zgłoszeniami komutacji obserwowano również w serii AGD z falownikami typu FDB600. Z doświadczeń wynika, że skuteczne dostrajanie progów histerezy i charakterystyki czujników w tych układach przeprowadzane jest w praktyce laboratoryjnej stosując ustandaryzowane procedury korekcyjne.

7. Załączniki

hall_fft_spectrum.csv – widmo szumu dla REV-A/B/C
phase_jitter_log.txt – log wyliczeń jitteru komutacji
thermal_sweep_data.xlsx – wyniki testów temperaturowych
fw_dynamic_hysteresis_patch.md – opis modyfikacji firmware

Repo: //srv/lab/parametry/hall_rev/ • Lokalizacja: /parametry/porownanie-czujnikow-halla-rev/