ams AS5048 Sensor de posição rotativa de 14 bits com ângulo digital e saída PWM

Informações do produto

O AS5048 é um sensor de posição rotativa de 14 bits com ângulo digital (interface) e saída PWM. Ele é projetado pelo ams OSRAM Group e publicado pela Arrow.com. O sensor é usado para medir a posição de um objeto em rotação e fornece medições de ângulo precisas.
A placa adaptadora AS5048 é um circuito que permite fácil teste e avaliação do sensor AS5048 sem a necessidade de construir um dispositivo de teste separado ou PCB. A placa adaptadora pode ser conectada a um microcontrolador ou ao AS5048-Demoboard como um dispositivo externo.

Descrição do quadro
O AS5048 Adapterboard possui uma interface tipo A (SPI) ou B (I2C), 4 orifícios de montagem de 2.6 mm e um conector P1. Ele fornece uma maneira conveniente de conectar e interagir com o sensor AS5048.

Instruções de montagem

Para montar a placa adaptadora AS5048, siga estas etapas:

1. Coloque um ímã diamétrico sobre ou sob o sensor de posição AS5048.
2. Certifique-se de que o ímã esteja centralizado no meio da embalagem com uma tolerância de 0.5 mm.
3. Mantenha um espaço de ar entre o ímã e a caixa do codificador na faixa de 0.5 mm a 2 mm.
4. Use um material não ferromagnético, como latão, cobre, alumínio ou aço inoxidável para o suporte do ímã.

Seguir estas instruções garantirá o funcionamento adequado da placa adaptadora AS5048 e medições de posição precisas.

Histórico de revisão

Descrição geral

O AS5048 é um sensor de posição de ângulo de 360° fácil de usar com uma saída de alta resolução de 14 bits. Para medir o ângulo, apenas um ímã simples de dois pólos, girando sobre o centro do chip, é necessário.
O ímã pode ser colocado acima ou abaixo do IC. Isso é mostrado na Figura 1.

Figura 1: Sensor Magnético de Posição AS5048 + Ímã

A placa adaptadora AS5048
A placa adaptadora AS5048 é um circuito simples que permite testar e avaliar o sensor de posição magnética AS5048 rapidamente sem construir um dispositivo de teste ou PCB.

Descrição do quadro
O AS5048 Adapterboard é um circuito simples que permite testar e avaliar o codificador rotativo AS5048 rapidamente, sem construir um dispositivo de teste ou PCB.
O PCB pode ser conectado a um microcontrolador ou ao AS5048- Demoboard como dispositivo externo.

Figura 2: Placa adaptadora AS5048

Montagem da placa adaptadora AS5048
Um ímã diamétrico deve ser colocado sob o sensor de posição AS5048 e deve ser centralizado no meio da embalagem com uma tolerância de 0.5 mm.
O espaço de ar entre o ímã e a caixa do codificador deve ser mantido na faixa de 0.5 mm a 2 mm. O suporte magnético não deve ser ferromagnético. Materiais como latão, cobre, alumínio, aço inoxidável são as melhores escolhas para fazer esta peça.

Figura 3: AS5048 – AB – montagem e dimensão

Placa adaptadora AS5048 e pinagem

Figura 4: Conectores da placa adaptadora AS5048 e pinagem do codificador

Tabela 1: Descrição do pino

Pin# placa	Pino nº AS5 048	Placa de Símbolos	Descrição
P1 – 1	13	Terra	Terra de abastecimento
P1 – 2	3	A2/MISO	SPI master in/slave out; compartilhado com o pino 2 de seleção de endereço I2C
P1 – 3	4	A1/MOSI	SPI master out/slave in; compartilhado com o pino de seleção de endereço I2C 1
P1 – 4	2	SCL/SCK	entrada de relógio SPI; compartilhado com entrada de relógio I2C
P1 – 5	1	SDA/CSn	SPI chip select-active baixo; compartilhado com pino de dados I2C
P1 – 6	14	PWM	Saída de modulação por largura de pulso
P1 – 7	12	3.3V	Saída do regulador 3V; regulado internamente pelo VDD. Conecte ao VDD para vol de alimentação de 3Vtage
P1 – 8	11	5V	Abastecimento voltage

casos de operação

A solução mais completa e precisa para um MCU ler o ângulo de um ímã é a interface SPI.

Modo SPI de um dispositivo, unidirecional – 3 fios
O AS5048-AB pode ser conectado diretamente a uma porta SPI padrão da indústria de um microcontrolador. Os requisitos mínimos de conexão para comunicação unidirecional (ângulo + leitura dos valores de alarme) entre o microcontrolador e o AS5048 são MISO, SCK, SS/.
O ângulo será lido a cada transferência SPI de 16 bits. Consulte a tabela de registro da folha de dados do AS5048, registre 3FFFh.

Figura 5: Usando a interface SPI unidirecional com um microcontrolador

Modo SPI de um dispositivo, bidirecional – 4 fios
Se outros registradores além dos valores de ângulo tiverem que ser lidos, ou para escrever registradores no AS5048, o sinal MOSI é necessário.

Figura 6: Usando a interface SPI bidirecional com um microcontrolador

Multidispositivos SPI Modo Daisy chain
O AS5048 pode ser conectado em série, usando apenas 4 fios para comunicação SPI.
Nesta configuração com encoders nx, a sequência será processada da seguinte forma:

• MCU define SS/ = 0
• MCU muda nx 16 bits (por exemplo, comando READ FFFFh) através da cadeia
• MCU define SS/=1
  Nesse ponto, todos os codificadores nx receberam o comando READ FFFFh.
• MCU define SS/=0
• MCU muda nx 16 bits (por exemplo, comando NOP 0000h)
• MCU define SS/=1
  Nesse ponto, os nx 16 bits recebidos no MISO são os valores do ângulo nx.

Figura 7: Vários dispositivos no modo Daisy chain

Codificação de firmware

O código-fonte a seguir se encaixa no aplicativo 4-Wire
A função void spiReadData() lê/escreve 4 valores do AS5048

• Enviar comando READ AGC / Receber valor desconhecido
• Enviar comando READ MAG / Receber valor AGC
• Enviar comando READ Ângulo / Receber valor MAG
• Enviar comando NOP (sem operação) / Receber valor ANGLE

Se apenas um READ ANGLE for necessário em um loop, o procedimento pode ser reduzido a uma linha:

• Enviar comando LER Ângulo / Receber valor Ângulo
  A função static u8 spiCalcEvenParity(ushort value) é opcional, ela calcula o bit de paridade do fluxo SPI de 16 bits.

/*!
************************************************** ***************************
* Lê os dados do chip via interface SPI
*
* Esta função é usada para ler o valor Cordic de chips que suportam SPI
*interface.
************************************************** ***************************
*/
#define SPI_CMD_READ 0x4000 /*!< sinalizador indicando tentativa de leitura ao usar interface SPI */
#define SPI_REG_AGC 0x3ffd /*!< registro agc ao usar SPI */
#define SPI_REG_MAG 0x3ffe /*!< registrador de magnitude ao usar SPI */
#define SPI_REG_DATA 0x3fff /*!< registro de dados ao usar SPI */
#define SPI_REG_CLRERR 0x1 /*!< limpa registro de erro ao usar SPI */

void spiReadData()
{
u16 dat; // Buffer de dados de 16 bits para comunicação SPI
u16 magrego;
ângulo ushort, agcreg;
ubyte agc;
valor ushort;
alarme de bitOi, alarmeLo;

/* Envia o comando READ AGC. Os dados recebidos são descartados: esses dados vêm do comando precedente (desconhecido)*/
dat = SPI_CMD_READ | SPI_REG_AGC;
dat |= spiCalcEvenParity(dat) << 15;
spiTransfer((u8*)&dat, sizeof(u16));

/ /* Enviar comando READ MAG. Os dados recebidos são o valor AGC: esses dados vêm do comando precedente (desconhecido)*/
dat = SPI_CMD_READ | SPI_REG_MAG;
dat |= spiCalcEvenParity(dat) << 15;
spiTransfer((u8*)&dat, sizeof(u16));
magre = dat;
/* Envia o comando READ ANGLE. Os dados recebidos são o valor MAG, do comando precedente */
dat = SPI_CMD_READ | SPI_REG_DATA;
dat |= spiCalcEvenParity(dat) << 15;
spiTransfer((u8*)&dat, sizeof(u16));
agcreg = dat;
/* Envia o comando NOP. Os dados recebidos são o valor ANGLE, do comando precedente */
dat = 0x0000; // comando NOP.
spiTransfer((u8*)&dat, sizeof(u16));
ângulo = dat >> 2;
}
if ((dat & 0x4000) || (agcreg & 0x4000) || (magreg & 0x4000))
{
/* sinalizador de erro definido – é necessário redefini-lo */
dat = SPI_CMD_READ | SPI_REG_CLRERR;
dat |= spiCalcEvenParity(dat)<<15;
spiTransfer((u8*)&dat, sizeof(u16));
}
outro
{
agc = agcreg & 0xff // valor AGC (0..255)
valor = dat & (16384 – 31 – 1); // Valor do ângulo (0.. 16384 passos)
ângulo = (valor * 360) / 16384 // Valor do ângulo em graus
(0..359.9°)
magnitude = magreg & (16384 – 31 – 1);
alarmLo = (agcreg >> 10) & 0x1;
alarmHi = (agcreg >> 11) & 0x1;
}
}
/*!
************************************************** ***************************
* Calcula a paridade par de um inteiro sem sinal de 16 bits
*
* Esta função é usada pela interface SPI para calcular a paridade par
* dos dados que serão enviados via SPI para o codificador.
*
* \param[in] valor : inteiro sem sinal de 16 bits cuja paridade deve ser calculada
*
* \return: paridade par
*
************************************************** ***************************
*/
estático u8 spiCalcEvenParity (valor ushort)
{
u8 cnt = 0;
u8i;
para (i = 0; i <16; i ++)
{
se (valor & 0x1)
{
cnt++;
}
valor >>= 1;
}
retornar cnt & 0x1;
}
/*!
************************************************** ***************************
* Calcula a paridade par de um inteiro sem sinal de 16 bits
*
* Esta função é usada pela interface SPI para calcular a paridade par
* dos dados que serão enviados via SPI para o codificador.
*
* \param[in] valor : inteiro sem sinal de 16 bits cuja paridade deve ser calculada
*
* \return: paridade par
*
************************************************** ***************************
*/
estático u8 spiCalcEvenParity (valor ushort)
{
u8 cnt = 0;
u8i;
para (i = 0; i <16; i ++)
{
se (valor & 0x1)
{
cnt++;
}
valor >>= 1;
}
retornar cnt & 0x1;
}

AS5048-AB-Hardware

A seguir, o esquema e o layout da placa adaptadora podem ser encontrados.

AS5048-AB-1.1 Esquemas

Figura 8: Esquemas da placa adaptadora AS5048-AB-1.1

AS5048 – AB – Layout de PCB 1.1

Figura 9: Layout da placa adaptadora AS5048-AB-1.1

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Documentos / Recursos

ams AS5048 Sensor de posição rotativa de 14 bits com ângulo digital e saída PWM [pdf] Manual do Usuário AS5048-AB-1.1, AS5048 Sensor de posição rotativa de 14 bits com ângulo digital e saída PWM, AS5048, Sensor de posição rotativa de 14 bits com ângulo digital e saída PWM, AS5048 Sensor de posição rotativa de 14 bits, Sensor de posição rotativa, Sensor de posição, Sensor

Referências

• Manual do usuário