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3D磁传感器来了——英飞凌TLV493D开发套件评测

3D磁传感器   infineon   TLV493D   
  • 作者：zhanzr
  • 来源：21ic
  • [导读]
  • 3D Magnetic Sensor 2Go开发套件搭载了infineon最新的TLV493D传感器，从外观和命名上就不难看出这其实是基于XMC 2Go平台的传感器评估板。TLV493D是英飞凌新推出的3D磁传感器,可精确测量3个方向的磁通量.主要应用场合包括:3D运动测量、线性移动测量和360度角度旋转测量。

2.2 3D磁传感器的原理与接口

开始做实验与写代码之前,先将此传感器的一些参数稍加介绍一下.

首先解释一下,这个传感器其实有两个变种:TLV493D是此文介绍的,面向工控与消费电子领域,还有一个TLE493D主要面向汽车电子领域,应该是一些认证与出厂老化有些不同.截止此文,汽车用的型号还没有量产,所以此文只讨论TLV493D.

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图十三传感器外观以及测量方向示意

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图十四 三轴测量方向的平面示意

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图十五 内部功能Block

从Block图来看,这个传感器的核心就是霍尔传感器+ADC+I2C接口,自带时钟振荡器.当然还有温度传感器.根据文档来看,这个温度传感器精度误差高达正负10摄氏度,还不如XMC1100内部的温度传感器精度,只能用作简单校正之用.

TLV493D参数:

· 3D磁通量测量

· 集成温度测量单元

· 关断时电流:7nA,超低功耗模式电流:10uA,最快的工作模式电流:3.7mA

· 电压范围:2.7-3.5V

· I2C接口通信(100K-1000KHz);

· 三个维度的测量范围:正负130mT

· 每个维度采样精度为12位(10->3.3KHz)

· 分辨率:98uT/LSB

· 工作温度范围:-40至125摄氏度

文章一开头就已经提及过，TLV493D具有三个特点：低功耗、极小封装和低成本。而低成本和极小封装都是显而易见的，低功耗这个是如何体现的呢?

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图十六 TLV493D功耗表现

上图是infineon提供的TLV493D的工作功耗表现，在测量时(fast mode)的功耗为3.7mA，而在省电模式(power down)时的功耗仅为7nA。该传感器每秒可以完成3300个测量周期，而每个测量之间的Power Down的时间是可以用户自定义的，因此可以将功耗设置到很低的状态下，具有一定的灵活性。

典型的应用举例: 游戏手柄(亦可应用于汽车档位杆),三表安防(防破坏,比如恶意调整水电表偷电偷水等等),白色家电控制手柄.

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图十七 从左到右:旋转测量,3D旋转测量,线性移动测量的磁场变化示意

这个传感器可以测量角度,旋转,3D旋转,线性移动等物理量.这里简单说明一下使用光传感器与磁传感器在旋转测量中不同的原理.

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图十八 光传感器测量旋转示意

原理就是在旋转的轴上贴一个有间隔透光的盘(学名编码器),旋转的时候有光无光被整形成方波,两个接收管形成两个相位.这样比较两个相位的脉冲即可得知目前旋转了多少角度,哪个方向旋转的.这个方案的缺点在于:编码器因为震动会发生位移,另外光敏管在温度超过70摄氏度之后稳定性会大大降低.

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图十九 磁传感器测量旋转示意

相比较而言,磁转感器测量旋转的时候不依赖于编码器,温漂也小很多.所以旋转测量是磁传感器替代上述光传感器的一个明显的场合.

3.官方软件工具

先体验一下官方的GUI软件,来得一个直观的认识.

点这个连接下载最新的2.01的软件:GUI安装包下载地址

安装什么的就不多讲了,一路Next,安装的最后还要你是否安装Jlink 5.02的驱动.如果你电脑上已经有Jlink驱动了,可以选择不安装.

打开软件,插上我们的板子,一切正常的话点那个刷新按钮应该可以看到板子被检测到.连接后左上角有个Flash的菜单选项,用来下载默认固件的,如果你是拿到新的板子,固件其实已经下载好了,

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图二十检测到板子

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