В связи с этим существующие производители в настоящее время запускают различные дизайнерские комплекты, цена которых составляет около 20 евро за штуку, что позволяет легко оценить датчик. Разработчики должны определить, может ли выбранный датчик соответствовать требованиям к производительности на ранних этапах проектирования. Для достижения этой цели им требуется более быстрый и простой тест производительности. Следующим шагом является определение рабочих диапазонов для разных параметров проектирования. Необходимы также необходимые магниты. Последний шаг - обеспечить возможность фактического ввода датчиков в эксплуатацию. Различные комплекты оценки, такие как английский «3D-магнитный датчик 2Go» от Infineon, «Current Sensor 2Go» и «Speed Sensor 2Go» предназначены для того, чтобы разработчики могли понять индивидуальные приложения датчика в начале проектного времени и помочь им легко ввести время разработки. В настоящее время оценочный комплект компании поддерживает 3D-датчик «TLV493D» для определения трехмерного положения и датчик тока TLI4970, датчик скорости «TLE4922».
Трехмерное измерение является более точным
Магнитный датчик TLV493D 3D (рис. 1) измеряет магнитные поля в направлениях x, y и z и обнаруживает трехмерные, линейные и вращательные движения, демонстрируя широкий спектр приложений, охватывающих автомобильные, промышленные и потребительские приложения.
Рисунок 1. 3D-датчик Infineon TLV493D обеспечивает высокоточное трехмерное измерение.
Возможные применения включают в себя джойстики и компоненты управления, такие как бытовые приборы и многофункциональные кнопки, амперметры для защиты от несанкционированного доступа или другие приложения, требующие точного измерения положения и / или низкого потребления тока. Например, TLV493D-A1B6 доступен в пакете TSOP-6 Размеры 2,9 мм х 1,6 мм.
Это достигается путем интеграции вертикальных и горизонтальных датчиков Холла на чипе датчика. Вертикальный датчик Холла обнаруживает компоненты поля x и y в плоскости, а горизонтальный датчик Холла обнаруживает компоненты вертикального поля z.
Infineon использует различные технологии, в том числе энергосберегающие осцилляторы, чтобы уменьшить потребление тока сенсором всего на несколько микроампер. Датчик имеет функцию цифрового выхода, используя быстрый двухпроводный стандарт I2C, через режим шины в датчике И двухсторонняя связь между микроконтроллерами.
Конструктивный комплект «3D Magnetic Sensor 2Go» (рисунок 2) представляет собой оценочную плату с 3D-магнитным датчиком и микроконтроллером XMC1000 с процессором ARM Cortex-M0 для интеграции дизайна в этот датчик. В комплект входят все компоненты и функции. , Достаточно для обеспечения эффективной поддержки дизайна и включает отладчик. Микроконтроллер XMC4200 также обеспечивает отладку и USB-связь, а также обеспечивает питание и связь с графическим интерфейсом пользователя (GUI) через разъем Micro USB. Плата также содержит светодиоды, которые показывают состояние питания и отладки, программируемые пользователем светодиоды, контроллеры напряжения, обратные токовые диоды и диоды защиты от ESD. Если вы используете штыревой разъем, вы также можете подключить осциллограф или внешний микроконтроллер.
В комплект также входит магнит, который можно настроить вручную. Infineon также предлагает магнитное крепление, которое может быть установлено на оценочной плате. На рисунке 2 показаны две конструкции джойстика и ручки.
Рисунок 2 Магнитный датчик 2Go Магнитный держатель с адаптером или ручкой (адаптер)
Специальные инструменты онлайн-проектирования поддерживают общие сенсорные приложения, такие как измерение угла / линейного положения и джойстики (рисунок 3). Этот инструмент предоставляет заранее определенные или определяемые пользователем магниты для каждого из трех приложений. Магниты можно определить с помощью онлайн-инструментов моделирования. Датчик определяет движение и выводит соответствующий сигнал. Пользователь может выбрать движение измерения угла, например, вращение магнита, линейное движение, а также специальные действия, применяемые джойстиком, такие как движение трехмерных магнитов.
Рисунок 3 Инструмент онлайн-моделирования можно использовать для определения магнита, движения магнита и положения 3D-датчика.
Этот инструмент автоматически вычисляет три направления магнитного поля для каждого положения датчика. Этот расчет основан на пользовательской конфигурации датчика и учитывает монтажные допуски датчика и магнита.
Программный пакет комплекта также включает графический интерфейс пользователя для ПК и прошивку, которые могут быть сохранены в флэш-памяти связи и установлены на микроконтроллере вместе с 3D-датчиком. Драйвер USB Segger J-Link подключает оценочную плату к ПК.
С помощью 3D Magnetic Sensor 2Go могут быть отрегулированы различные режимы работы, такие как частота обновления измерений x, y и z, что означает, что потребление тока также можно регулировать.
Настоящая гарантия безопасности измерений незаменима
TLI4970 является высокоточным датчиком тока на основе технологии Hall-effect от Infineon и обеспечивает гальваническую развязку между шиной первичной стороны и интерфейсом вторичного микроконтроллера (рис. 4). Концепция «без coreless» не имеет концентраторов потоков. В конфигурации с открытым контуром размер компонента может быть значительно уменьшен, и эта структура также может избежать эффекта гистерезиса. Решение для всех цифровых датчиков не требует внешней калибровки или дополнительных компонентов, таких как AD-преобразователи, операционные усилители, ссылки на напряжение и т. Д. Микросхема использует компактный SMD-пакет QFN (7,0 мм x 7,0 мм), обеспечивающий 1,6% перегрева и высокоточное распознавание жизни, а также ошибку смещения до 75 мА.
Рисунок 4 Структура датчика текущего уровня Infineon TLI4970
TLI4970 имеет функцию обнаружения перегрузки по току и может самостоятельно устанавливать пороговые значения и программируемые фильтры. Потребление тока составляет 12 мА. Принцип дифференциального измерения TLI4970 предотвращает появление внешних магнитных полей, в то время как датчик использует независимую структуру для измерения температуры и механического давление.
Вышеуказанные два параметра измеряются отдельно во время работы, поэтому компоненты могут быть постоянно и эффективно сдвинуты, что является основой для долгосрочных стабильных измерений, а также подходит для эффективных, надежных, оптимизированных по стоимости преобразователей или приводов. TLI4970 может измерять до +/- 50A. Мощность переменного и постоянного тока, подходящие устройства, такие как преобразователи солнечной энергии, блок питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC), зарядное устройство или электронный драйвер и т. Д. Бесконтактная измерительная технология не приведет к дополнительным потерям, подходящим для конструкций с низкой мощностью (Rp<0.6mΩ). 由于采用整合式离散磁场抑制, 此款传感器对于外部磁场极不敏感.
Помимо обеспечения точных измерений тока, он также обеспечивает достаточную защиту для усилителей мощности и т. Д. Например, внешний короткое замыкание может вызвать критические сверхтоки. Для обеспечения чрезвычайно коротких задержек TLI4970 обеспечивает параллельные пути сигнала, поэтому для датчика обычно требуется только 1,8 Ms для обнаружения ошибок. Чтобы точно настроить порог перегрузки по току в соответствии с потребностями приложения, разработчик системы может одновременно запрограммировать текущий и последующий фильтры в датчике. Поскольку шина интегрирована в пакет SMD, датчик может быть полностью откалиброван, если он предусмотрен. TLI4970 является одним из первых датчиков тока для передачи измеренных значений через 16-разрядный цифровой интерфейс SPI. Например, этот датчик включает дифференциальные усилители, фильтры и функции обработки сигналов и может одновременно измерять до 600 В во время гальванической развязки. Рабочее напряжение и испытательное напряжение до 3,600 В.
Простой в использовании конструктивный комплект для токового датчика TLI4970 и датчика тока 2GO (рисунок 5) аналогичен набору 3D Sensor 2GO и включает в себя следующие функции:
Рисунок 5 Комплект датчика тока 2Go
1. TLI4970-D050T4 (датчик тока с цифровым интерфейсом)
2.XMC1100 (оснащенный ARM Cortex-M0)
3. Встроенный отладчик J-Link Lite (на базе микроконтроллера XMC4200)
4.USB блок питания (MicroUSB), защита от обратного тока ESD
5.GUI
Прецизионная скорость датчика Холла
Датчик TLE4922 Hall может обнаруживать движение и положение ферромагнитной структуры путем измерения изменения магнитного поля.Эта структура может быть магнитным кодирующим колесом или ферромагнитной шестерней. TLE4922 может быть сконфигурирован с использованием смещения обратной связи и прост в использовании. Экономичный магнит с высокими характеристиками воздушного зазора и точностью переключения. Этот датчик чрезвычайно нечувствителен к скачкам ударов и зазоров и может точно определять скорость до 8 кГц.
TLE4922 особенно подходит для вращательных автономных (TIM) конфигураций и заменяет датчики пассивной переменной сопротивляемости (VR) в автомобильных и двухколесных приложениях с отличным поведением джиттера.
Кроме того, датчик обеспечивает полную защиту от коротких замыканий, перегрева и обратного напряжения, а также хорошую электромагнитную совместимость (EMC) и устойчивость к ESD и подходит для использования в суровых условиях. Этот датчик использует 4-контактный SSO- 4-1.
Различные приложения, основанные на TLE4922, могут использовать простой в использовании комплект Speed-Sensor-2GO (рис.6). Этот комплект содержит датчик (TLE4922-XAN) и магнит смещения обратной связи (ферритовый магнит Bomatec). Простое подключение с помощью USB-разъема. При использовании инструмента оценки типа GUI для практических применений цифровые и смоделированные аналоговые данные можно извлекать и отображать в виде функций параметров, таких как воздушный зазор, температура и частота.
Рисунок 6 Датчик скорости 2Go Kit
В комплекте используется TLE4922, который может быть внутренне подключен к поставляемым модулям или другим модулям, собранным заказчиком, а также может использоваться как графический инструмент для обработки магнитных полей. Внутренняя архитектура соответствует линейному датчику Холла. Разработчик может использовать TLE4922 для оценки расположения модулей шестерен.
В дополнение к конструкторскому комплекту Infineon для определения 3D-положения, тока и скорости он также предоставит аналогичные оценочные решения для датчиков угла в будущем и предоставит конструкторскую поддержку с полной документацией и Arduino Shield. Помогает выбрать продукты для различных типов приложений. После того, как пользователь выбирает приложение, он может выполнять вычисления с использованием различных параметров магнитного и сенсорного параметров для имитации магнитного поля. Кроме того, инструмент может также определять оптимальный воздушный зазор на основе магнита и его остаточного магнетизма. Датчики, онлайн-инструменты могут определять максимальную ошибку угла в соответствии с допуском на сборку.