ams AS5311 Sensor de posição incremental linear de 12 bits com saída ABI e PWM Manual do usuário
Descrição geral
O AS5311 é um codificador linear magnético de alta resolução sem contato para movimento linear preciso e detecção rotativa fora do eixo com resolução de até <0.5 µm. É um sistema em chip, combinando elementos Hall integrados, front end analógico e processamento de sinal digital em um único chip, embalado em um pequeno pacote TSSOP de 20 pinos.
Uma faixa magnética multipolar ou anel com comprimento de pólo de 1.0 mm é necessária para detectar o movimento rotacional ou linear. A faixa magnética é colocada acima do IC a uma distância tipo. 0.3 mm.
A medição absoluta fornece indicação instantânea da posição do ímã dentro de um par de pólos com uma resolução de 488 nm por etapa (12 bits acima de 2.0 mm). Esses dados digitais estão disponíveis como fluxo de bits serial e como sinal PWM.
Além disso, está disponível uma saída incremental com resolução de 1.95 µm por passo. Um pulso de índice é gerado uma vez para cada par de pólos (uma vez a cada 2.0 mm). A velocidade de deslocamento no modo incremental é de até 650 mm/segundo.
Um volume internotagO regulador permite que o AS5311 opere com fontes de 3.3 V ou 5 V. Dependendo da aplicação, o AS5311 aceita ímãs de tira multipolar, bem como ímãs de anel multipolar, tanto magnetizados radial quanto axialmente.
Para mais detalhes técnicos, consulte a ficha técnica do AS5311, disponível para download no site ams website.
Figura 1:
AS5311 + Tira magnética multipolar
A placa adaptadora AS5311
Descrição do quadro
A placa adaptadora AS5311 é um circuito simples que permite testar e avaliar o codificador linear AS5311 rapidamente, sem a necessidade de construir um dispositivo de teste ou PCB.
A PCB pode ser usada como unidade autônoma ou conectada a um microcontrolador. A operação autônoma requer apenas uma fonte de alimentação de 5V ou 3V3, a posição do ímã em um par de pólos (2 mm de comprimento) pode ser lida na saída PWM e a posição relativa nas saídas incrementais de índice AB.
Figura 2:
Placa Adaptadora AS5311
Montagem da placa adaptadora AS5311
O AS5311 usa tira magnética multipolar ou ímãs de anel com comprimento de pólo de 1.0 mm. O entreferro entre o ímã e o invólucro AS5311 deve ser mantido na faixa de 0.2 mm a 0.4 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:
Montagem e dimensão da placa adaptadora AS5311
Placa adaptadora AS5311 e pinagem
Figura 4:
Conectores da placa adaptadora AS5311 e pinagem do codificador
Tabela 1:
Descrição do pino
| Pin#Quadro | Pino#AS5311 | Símbolo | Tipo | Descrição |
| JP1 - 1 | 8 | Terra | S | Volume de fornecimento negativotage (VSS) |
| JP1 - 2 | 12 | DO | PONTO | Data Osaída da Interface Serial Síncrona |
| JP1 - 3 | 13 | CLK | DI, ST | Entrada de Relógio da Interface Serial Síncrona; Entrada Schmitt-Trigger |
| JP1 - 4 | 14 | CSn | DI_PU,ST | Cquadril Seleito, ativo baixo; Entrada Schmitt-Trigger, resistor pull-up interno (~50kW). Deve ser baixo para permitir saídas incrementais |
| JP1 - 5 | 18 | 3V3 | S | Saída reguladora 3V; regulado internamente a partir de VDD5V. Conecte ao VDD5V para alimentação de 3V voltage. Não carregue externamente. |
| JP1 - 6 | 19 | 5V | S | Vol de Abastecimento Positivotage, 3.0 a 5.5 V |
| JP1 - 7 | 9 | Prg | DI_PD | OTP Progcompactação Entrada para programação de fábrica. Conecte-se ao VSS |
| JP2 - 1 | 8 | Terra | S | Volume de fornecimento negativotage (VSS) |
| JP2 - 2 | 2 | Mag Inc. | DO_OD | Campo magnético Revistanudez INCreaja; ativo baixo, indica uma redução da distância entre o ímã e a superfície do dispositivo |
| JP2 - 3 | 3 | Dezembro de maio | DO_OD | Campo magnético Revistanudez DEZreaja; ativo baixo, indica um aumento de distância entre o dispositivo e o ímã. |
| JP2 - 4 | 4 | A | DO | Saída incremental A |
| JP2 - 5 | 5 | B | DO | Saída incremental B |
| JP2 - 6 | 7 | Índia | DO | Índice de produção incremental. |
| JP2 - 7 | 15 | PWM | DO | Puso Width Modulação de aprox. 244Hz; 1µs/passo |
Operação
Modo de saída PWM independente
Um sinal PWM (pino JP2 nº 7) permite medir o valor da posição absoluta de 12 bits dentro de um par de pólos (2.0 mm). O valor é codificado em um sinal modulado por largura de pulso com largura de pulso de 1µs por etapa e volume de pulso de 5V.tage pode ser conectado à entrada de captura/temporizador de um microcontrolador para decodificar o valor do ângulo.
A saída serial absoluta conta de 0 a 4095 dentro de um par de pólos e se repete com cada par de pólos subsequente.
A saída PWM começa com uma largura de pulso de 1 µs, aumenta a largura de pulso a cada passo de 0.488 µm e atinge uma largura de pulso máxima de 4097 µs no final de cada par de pólos. Consulte a folha de dados AS5311 para obter mais detalhes sobre a saída PWM.
A frequência PWM é ajustada internamente para uma precisão de 5% (10% em toda a faixa de temperatura
Figura 6:
Ciclo de trabalho PWM dependendo da posição do ímã
Usando a interface serial com MCU
A solução mais completa e precisa para um MCU ler o ângulo de um imã é a interface serial.
O valor de 12 bits do ângulo será lido diretamente e alguns outros indicadores, como informações de intensidade do campo magnético ou bits de alarme, podem ser lidos ao mesmo tempo.
A conexão entre o MCU e a placa adaptadora pode ser feita com 3 fios.
Interface serial de 3 fios
A interface serial permite a transmissão de dados de informações de posição linear absoluta de 12 bits (dentro de um par de pólos = 2.0 mm). Os bits de dados D11:D0 representam as informações de posição com uma resolução de 488 nm (2000 µm/4096) por etapa. CLK deve estar alto na borda descendente de CSn.
Se CLK for baixo na borda descendente de CSn, os primeiros 12 bits representam a informação de magnitude, que é proporcional à intensidade do campo magnético.
Figura 7:
Conexão serial bidirecional
Conteúdo do kit
Tabela 2:
Conteúdo do kit
| Nome | Descrição | Qtd. |
| AS5311-TS_EK_AB | Placa adaptadora de codificador linear AS5311 | 1 |
| AS5000-MS10-H075-100 | Tira magnética multipolar | 1 |
Hardware da placa adaptadora AS5311
Abaixo o esquema e o layout da placa adaptadora podem ser encontrados
Esquemas 5311-TS_EK_AB-1.1
Figura 8:
Esquemas da placa adaptadora AS5311-AB-1.1
Layout de PCB AS5311-TS_EK_AB-1.1
Figura 9:
Layout da placa adaptadora AS5311-AB-1.1
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