. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
AS5043 - bezkontaktní 10 bitový magnetický senzor

AS5043 - bezkontaktní 10 bitový magnetický senzor

Bezkontaktní 10 bitový magnetický senzor / enkodér s analogovým a digitálním výstupem absolutní polohy.

Společnost austriamicrosystems nabízí celou řadu magnetických senzorů jak pro lineární, tak pro rotační pohyb. Obvody se dělí podle výstupního rozlišení polohy na 8, 10 a 12 bitové. Dále pak podle typu výstupních dat na obvody s digitálním sériovým výstupem, PWM a analogovým výstupem a v neposlední řadě i podle způsobu snímání. Existují tedy obvody s výstupem absolutní polohy i obvody s inkrementálním výstupem.

Obvod AS5043 je 10 bitový magnetický rotační enkodér. Obvod obsahuje bezkontaktní 10 bitovým magnetický senzor s rozsahem 0 - 360° s analogovým a digitálním výstupem absolutní polohy.

Na následujícím obrázku je blokové schéma obvodu:


Obr. 1: Blokové schéma obvodu AS5043

AS5043 je tzv. system-on-chip, což znamená že v jediném pouzdře integruje Hallové sondy uspořádané do kruhu, Sigma-Delta AD převodník i signálový DSP procesor.
Především díky zpracování signálu v DSP procesoru je k dispozici velice přesná hodnota o absolutní pozici (natočení) magnetu nad pouzdrem obvodu a to v celém rozsahu 0 - 360°. Dále jsou k dispozici údaje o vzdálenosti magnetu od pouzdra obvodu, včetně směru jeho pohybu v ose "z". Tedy informace o tom zda se magnet vzdaluje či přibližuje. Tyto údaje je možné z obvodu získat pomocí synchronního sériového rozhraní SSI.
Kromě toho je absolutní hodnota natočení magnetu k dispozici i jako analogová hodnota. Jeho maximální velikost je vztažena k napájecímu napětí obvodu a externím rezistorem je navíc možné určit úhlový rozsah tohoto signálu a to 360°, 180°, 90° nebo 45°.

Jako vstup je použit běžný dvoupólový magnet. Typickým je magnet o průměru 6 mm a výšce od 2,5 mm. Nejlepší linearity výstupu je dosaženo, je-li osa magnetu přesně ve středu pouzdra obvodu. Vzdálenost magnetu od povrchu pouzdra (tj. v ose "z") by měla být taková, aby velikost magnetického pole byla v doporučených mezích. Praktická vzdálenost doporučeného magnetu (o velikosti 6 x 3 mm) je 0,5 mm až 1,8 mm od povrchu pouzdra obvodu. S menší přesností lze však použít i magnetické pole, které není v doporučeném rozsahu. V takovém případě je aktivní pin MagRNGn a je odpojen analogový výstup. Data jsou však stále k dispozici na digitálním výstupu.

Základní údaje
- Napájení obvodu může být 3,3V nebo 5V
- Odebíraný proud typicky 16mA
- Pracovní rozsah teplot -40°C až +125°C
- SSI rozhraní v úrovních CMOS
- Analogový výstup s rozlišením 10 bitů
- Zatížitelnost analogového výstupu max. 8kOhm

3,3V / 5V provoz
Obvod AS5043 může být provozován jak s napájecím napětím 3,3V, tak i 5V. Jelikož však jádro obvodu požaduje vždy napájení 3,3V, obsahuje obvod integrovaný LDO stabilizátor. Při požadavku na napájení 3,3V je potřeba tento stabilizátor přemostit, protože zbylá logika obvodu je napájena ještě před stabilizátorem.

Na obrázku č.2 je zapojení napájecí části obvodu pro napájení 5V. V tom případě je jádro obvodu napájeno z integrovaného stabilizátoru, který je potřeba pouze zablokovat externím tantalovým či keramickým kondenzátorem 1-10uF. Na obrázku č.3 je naproti tomu zapojení napájecí části obvodu při požadavku na napájení ze 3,3V zdroje. V tom případě je potřeba spojit vstup i výstup interního LDO oscilátoru a zablokovat keramickým kondenzátorem 100n.


Obr. 2: Napájení 5V
 
Obr. 3: Napájení 3,3V

Jak je z obrázků patrné, komunikační interface obvodu je napájen vždy před LDO stabilizátorem. Vstupně/výstupní úrovně na těchto pinech tedy vždy odpovídají zvolenému napájecíému režimu nezávisle na napájecím napětí jádra.

Synchronous Serial Interface (SSI)
Jednoduchý synchronní sériový interface SSI umožňuje nadřazenému systému vyčíst z obvodu všechny základní informace. Z obrázku č.4 je patrné, že obvod neobsahuje žádné registry a všechny jeho dostupné hodnoty je možné vyčíst v jediném kroku.


Obr. 4: Komunikace s obvodem SSI protokolem

V klidovém stavu je datový výstup DO ve třetím stavu. Po aktivaci pinu -CS (aktivní v L) přejde datový výstup do logického stavu H a poté je již možné postupně vyčíst všech 14 bitů a to vždy na sestupnou hranu hodinového signálu. Maximální frekvence hodinového signálu je 1MHz.

Bit Popis
D9:D0 Hodnota absolutní pozice (D9=MSB)
OCF Indikuje úspěšné ukončení funkce "Offset Compensation Algorithm" a tedy platná na výstupu
COF 1 = magnet je mimo rozsah požadovaných vzdáleností
LIN 1 = výstupní hodnota není lineární
MagInc 1 = magnet se přibližuje k obvodu
MagDec 1 = magnet se vzdaluje od obvodu
Even Parity Parita k předchozím bitům
Tab. 1: Význam jednotlivých bitů

Obvody je dále možné i řetězit a použít jich tak v zařízení více (obr.6).


Obr. 5: Řetězení obvodů

Analog Output
Drouhou možností získání informací z obvodu je jeho analogový výstup a další přímé piny.
Obvod obsahuje desetibitový DAC převodník s nastavitelným rozsahem. Za ním následuje programovatelný výstupní operační zesilovač s výstupním proudem max 1mA. Vše je vidět na obr.6.


Obr. 6: Analog Output block diagram

Dostupná provedení
Obvod AS5043 je vyráběn v pouzdře SSOP-16.


Obr. 7: Pouzdro SSOP-16

Číslo pinu Označení Popis
1 MagRngn Indikuje nepovolenou vzdálenost
magnetu od pouzdra. Aktivní v nule
2 Mode Volba mezi nízkým šumem (nezapojen, L)
a vysokou rychlostí (H)
3 CSn Chip Select pro SSI
4 CLK Clock pro SSI
5 NC nezapojen
6 DO Data Output pro SSI
7 VSS Zem (GND)
8 Prog_DI OTP Programming Input
9 DACref Vstup externí reference pro DAC
10 DACout Výstup reference DAC (max 8kOhm)
11 FB Feedback, negativní vstup OZ
12 Vout Analogový výstup
13 NC nezapojen
14 NC nezapojen
15 VDD3V3 Výstup 3,3V regulátoru, případně pro
napájení 3,3V spojit s pinem VDD5V
16 VDD5V Vstup napájení 3,0 - 5,5V
Tab. 2: Význam jednotlivých pinů

Závěr
Obvod AS5043 je určen například pro bezkontaktní snímání polohy otočných mechanismů, polohy plynového pedálu nebo snímání polohy světlometů v automobilovém průmyslu. Může však sloužit i jako náhrada potenciometrů nebo otočných voličů.

Obvod AS5043 či jeho vývojová deska jsou na našem trhu dostupné u firmy Spezial Electronic.

Odkazy & Download:
Datasheet AS5043 -
http://www.spezial.cz/pdf/AS5043_Datasheet.pdf
Domovská stránka firmy Spezial Electronic - http://www.spezial.cz
Domovská stránka výrobce - http://www.austriamicrosystems.com







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
M75 QUECTEL
Dual-Band GSM modul provedení SMD, pouze pro SMS služby
Termín nepotvrzen od 275 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007