Teknologi sensor magnetik 3D membuka pintu kepada inovasi

Pengujian Kecepatan Putar Motor DC Stepper - depoinovasi.com (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Aplikasi termasuk joysticks, unsur kawalan seperti tombol multifungsi dalam barang-barang putih, dan pengesanan / pencegahan yang merosakkan dalam meter elektrik.

DENGAN HANYA BANYAK,
Pengurus Pemasaran Sensor magnet 3D,
Infineon Technologies AG

Neubiberg, Jerman

Sensor magnetik adalah teknologi kerja keras untuk pengukuran dan penderiaan pengukuran kedudukan dalam sistem automotif dan perindustrian. Seperti semua peranti berasaskan silikon, peningkatan integrasi merentas generasi produk telah membawa kepada fungsi yang lebih baik dan reka bentuk sistem yang lebih mantap dan lebih mantap. Peluang yang dihasilkan untuk inovasi produk yang didorong oleh keupayaan yang lebih sensitif pada kos yang lebih rendah adalah berita baik untuk jurutera reka bentuk.

Unsur sensor Hall mengesan fluks medan magnet ke arah yang berorientasikan dengan tegak ke permukaan cip di mana ia tertanam. Dengan menggunakan peranti Dewan konvensional untuk menubuhkan kedudukan dalam ruang 3D (koordinat x, y dan z), memerlukan sekurang-kurangnya dua sensor berasingan: Contohnya, Hall differential (dua sensor pada satu cip) digunakan untuk membuat koordinat x, y dan bebas peranti Dewan tunggal diposisikan pada sudut yang betul. Ini pula memerlukan penempatan yang direka dan penentukuran yang tepat bagi pelbagai unsur penderiaan. Tahap kerumitan ini, serta ruang fizikal yang diperlukan untuk melaksanakan sensor 3D magnet pelbagai peranti, bermaksud bahawa para jurutera menghadapi pertukaran ketika menilai teknologi penderiaan kedudukan 3D. Bagi kebanyakan kes, sama ada mekanikal, optik atau gabungan teknologi mekanikal dan optik memenuhi keperluan rekabentuk dalam batas analisis kos-manfaat.

Masukkan dimensi 3 rd

Persamaan ini berubah apabila sensor Dewan magnetik klasik dibuat dengan kedua-dua plat menegak dan mendatar pada cip tunggal untuk membolehkan penginderaan medan 3D ( Rajah 1 ). Plat Dewan menegak adalah sensitif kepada komponen medan berorientasikan planar dari arah x dan y, manakala plat Hall horizontal sensitif pada komponen medan orientasi (z-arah) yang berorientasikan.

Rajah 1: Sensor Dewan Magnetik klasik dibuat dengan kedua-dua plat menegak dan mendatar pada cip tunggal untuk membolehkan penginderaan medan 3D.

Infineon menawarkan tenaga menghirup sensor berasaskan Hall dengan lima mod kuasa yang boleh dipilih ( Rajah 2 ) dalam pakej 6-pin kecil untuk pengesanan medan magnet dalam x, y, dan arah z untuk pengukuran yang boleh dipercayai pergerakan tiga dimensi, linear dan putaran . Aplikasi termasuk joysticks, unsur kawalan seperti tombol multifungsi dalam barang-barang putih, dan pengesanan / pencegahan yang merosakkan dalam meter elektrik.

Rajah 2: Suatu tenaga menghirup sensor berasaskan Hall dengan lima mod kuasa yang boleh dipilih ditawarkan dalam pakej 6-pin kecil untuk pengesanan medan magnet di x, y, dan arah z.

Bidang aplikasi yang kaya

Dalam meter elektrik pengubah arus biasa, yang mengukur tenaga berdasarkan voltan dan arus mengalir di antara dua terminal, magnet kekal yang kuat yang diletakkan di luar meter boleh menyebabkan sensor semasa tidak berguna. Pendekatan konvensional untuk melaksanakan penderiaan magnet untuk perlindungan mengganggu adalah berdasarkan dua sensor Dewan (satu disebarkan pada PCB yang berkaitan dan satu lagi menegak ke atasnya pada PCB kecil yang berasingan). Cabaran dalam melaksanakan pendekatan ini termasuk kerumitan pembinaan mekanikal, penentukuran dan penalaan - yang meningkatkan kos - dan penggunaan tenaga yang lebih tinggi dalam penyelesaian pelbagai peranti. Sensor magnet 3D tunggal menangani cabaran-cabaran ini, membawa pelbagai bidang, resolusi tinggi dan pengukuran suhu tanpa komponen tambahan.

Dalam banyak produk pengguna - termasuk perkakasan pengkomputeran dan barangan putih - sensor magnet menggantikan penyelesaian mekanikal dan optik. Sensor magnetik lebih tepat dalam merangkumi pelbagai gerakan berbanding dengan peranti mekanikal. Untuk penderiaan optikal, cabaran itu bukannya pelbagai gerakan tetapi keperluan garis-pandangan.

Reka bentuk Joystick telah berevolusi sepanjang beberapa dekad dari empat suis mekanik ke sepasang potensiometer. Reka bentuk yang lebih ringkas, dikombinasikan dengan daya tahan yang luar biasa dalam persekitaran operasi kasar dan jangka panjang reka bentuk tanpa sentuh, dicapai dengan sensor magnet 3D. Pendekatan ini digunakan secara meluas untuk joysticks kawalan mesin dalam tetapan perindustrian. Pengesan 3D generasi terbaru yang beroperasi pada 3.3 kHz (3, 300 ukuran sesaat dengan daya kuasa 3.7 mA), menghasilkan kedua-dua kawalan pantas dan kilat pada kos yang sesuai untuk sistem permainan pasaran massa ( Rajah 3 ).

Pengesan 3D generasi terbaru, yang beroperasi pada 3.3 kHz (3, 300 pengukuran sesaat dengan daya kuasa 3.7 mA), menghasilkan kedua-dua tepat dan kilat kawalan pantas

Untuk knob pelbagai fungsi di mana-mana yang terdapat pada barangan putih pengguna, sensor magnet 3D secara dramatik mengubah pertimbangan reka bentuk. Suis berganda dan pengekod berputar sensor berasaskan foto, dilaksanakan pada beberapa PCB yang disusun, digantikan oleh sensor dan unsur magnetik.

Ringkasnya, fleksibiliti yang disediakan oleh penderia magnet 3D berasaskan Hall menjadikan teknologi itu sebagai calon yang sangat baik untuk menggantikan potensiometer dan penyelesaian optik, dan untuk mempermudah reka bentuk pengesan kedudukan magnet yang sedia ada. Pereka harus mempertimbangkan faktor-faktor seperti jangkauan linear pengukuran, resolusi berkesan (perakaunan dalam bacaan beberapa bacaan), kadar data bas dan kemudahan integrasi dalam sistem kawalan mikrokontroler, kestabilan di atas julat suhu operasi dan penggunaan kuasa. Bagi aplikasi automotif, kelayakan AEC Q-100 juga mesti menjadi sebahagian daripada senarai semak reka bentuk.

Oleh HANNES BIRK, Pengurus Pemasaran untuk sensor magnetik 3D, Infineon Technologies AG dari Neubiberg, Jerman