ams AS5510 Sensor de posição incremental linear de 10 bits com saída de ângulo digital Manual do usuário

Revisão	Data	Proprietário	Descrição
1	1.09.2009		Revisão inicial
1.1	28.11.2012		Atualizar
1.2	21.08.2013	AZENO	Atualização de modelo, alteração de figura

Descrição geral

O AS5510 é um sensor Hall linear com resolução de 10 bits e interface I²C. Ele pode medir a posição absoluta do movimento lateral de um simples ímã de 2 pólos. A disposição típica é mostrada abaixo na (Figura 1).
Dependendo do tamanho do ímã, um curso lateral de 0.5 ~ 2 mm pode ser medido com entreferros em torno de 1.0 mm. Para economizar energia, o AS5510 pode ser comutado para um estado de desligamento quando não for usado.
Figura 1:
Sensor de posição linear AS5510 + ímã

Lista de conteúdo

Figura 2:
Lista de conteúdo

Nome	Descrição
AS5510-WLCSP-AB	Placa adaptadora com AS5510 nela
AS5000-MA4x2H-1	Íman axial 4x2x1mm

Descrição do quadro

A placa adaptadora AS5510 é um circuito simples que permite testar e avaliar o codificador linear AS5510 rapidamente, sem a necessidade de construir um dispositivo de teste ou PCB.
A placa adaptadora deve ser conectada a um microcontrolador através do barramento I²C e fornecida com um voltage de 2.5V ~ 3.6V. Um simples ímã de 2 pólos é colocado na parte superior do codificador.

Figura 2:
Montagem e dimensão da placa adaptadora AS5510

(A) (A) I2C e conector da fonte de alimentação
(B) Seletor de endereço I2C

Aberto: 56h (padrão)

Fechado: 57h

Pinagem

O AS5510 está disponível em um pacote de escala de chip de 6 pinos com um passo de bola de 400µm.
Figura 3:
Configuração de pinos do AS5510 (parte superior View)

Tabela 1:
Descrição do Pin

Pino da placa AB	Pino AS5510	Símbolo	Tipo	Descrição
J1: pino 3	A1	VSS	S	Pino de alimentação negativo, terra analógica e digital.

JP1: pino 2	A2	ADR	DI	Pino de seleção de endereço I²C. Puxe para baixo por padrão (56h). Feche o JP1 por (57h).
J1: pino 4	A3	VDD	S	Pino de alimentação positivo, 2.5V ~ 3.6V
J1: pino 2	B1	Adventista do Sétimo Dia	DI/DO_OD	E/S de dados I²C, capacidade de condução de 20mA
J1: pino 1	B2	SCL	DI	Relógio I²C
NC-EUA	B3	Teste	DIO	Pino de teste, conectado ao VSS

DO_OD	… dreno aberto de saída digital
DI	… entrada digital
DIO	… entrada/saída digital
S	… pino de alimentação

Montagem da placa adaptadora AS5510

O AS5510-AB pode ser fixado em um sistema mecânico existente por seus quatro orifícios de montagem. Um simples ímã de 2 pólos colocado sobre ou sob o IC pode ser usado.
Figura 4:
Montagem e dimensão da placa adaptadora AS5510

O deslocamento horizontal máximo ampA altitude depende da forma e tamanho do ímã e da força magnética (material do ímã e entreferro).
Para medir um movimento mecânico com resposta linear, a forma do campo magnético em um entreferro fixo deve ser como na Figura 5:.
A largura do alcance linear do campo magnético entre os pólos Norte e Sul determina o tamanho máximo de deslocamento do ímã. Os valores mínimos (-Bmax) e máximos (+Bmax) do campo magnético da faixa linear devem ser menores ou iguais a uma das quatro sensibilidades disponíveis no AS5510 (registro 0Bh): Sensibilidade = ± 50mT, ± 25mT, ±18.5mT , ±12.5mT O registro de saída de 10 bits D[9..0] OUTPUT = Campo(mT) * (511/Sensibilidade) + 511.

Este é o caso ideal: a faixa linear do ímã é ±25mT, que se ajusta à configuração de sensibilidade de ±25mT do AS5510. A resolução do deslocamento vs. valor de saída é ótima.
Máx. Distância de viagem TDmax = ±1mm (Xmax = 1mm)
Sensibilidade = ±25mT (Registro 0Bh ← 01h)
Bmáx = 25mT
→ X = -1mm (= -Xmax) Campo (mT) = -25mT SAÍDA = 0
→X = 0mm Campo (mT) = 0mT SAÍDA = 511
→ X = +1mm (= +Xmáx)
Campo (mT) = +25mT SAÍDA = 1023
Faixa dinâmica de SAÍDA acima de ± 1 mm: DELTA = 1023 – 0 = 1023 LSB
Resolução = TDmax / DELTA = 2mm / 1024 = 1.95µm/LSB
Examp2:
Usando as mesmas configurações no AS5510, a faixa linear do ímã sobre o mesmo deslocamento de ±1mm é agora de ±20mT em vez de ±25mT devido a um entreferro maior ou a um ímã mais fraco. Nesse caso, a resolução do deslocamento versus valor de saída é menor. Máx. Distância de viagem TDmax = ±1mm (Xmax = 1mm): inalterado Sensibilidade = ±25mT (registro 0Bh ← 01h): inalterado
Bmáx = 20mT
→ X = -1mm (= -Xmáx)
Campo (mT) = -20mT SAÍDA = 102
→ X = 0mm Campo (mT) = 0mT SAÍDA = 511
→ X = +1mm (= +Xmáx)
Campo(mT) = +20mT SAÍDA = 920;
Faixa dinâmica de SAÍDA acima de ± 1 mm: DELTA = 920 – 102 = 818 LSB
Resolução = TDmax / DELTA = 2mm / 818 = 2.44µm/LSB
Para manter a melhor resolução do sistema, recomenda-se adaptar a sensibilidade tão próxima quanto Bmax do ímã, com Bmax < Sensitivity para evitar a saturação do valor de saída.
Se um suporte magnético for usado, ele deve ser feito de um material não ferromagnético para manter a força máxima do campo magnético e a máxima linearidade. Materiais como latão, cobre, alumínio, aço inoxidável são as melhores escolhas para fazer esta peça.

Conectando o AS5510-AB

Apenas dois fios (I²C) são necessários para a comunicação com o MCU host. Resistores pull-up são necessários nas linhas SCL e SDA. O valor depende do comprimento dos fios e da quantidade de escravos na mesma linha I²C.
A fonte de alimentação que fornece entre 2.7 V ~ 3.6 V é conectada à placa adaptadora e aos resistores pull-up.
Uma segunda placa adaptadora AS5510 (opcional) pode ser conectada na mesma linha. Neste caso o endereço I²C deve ser alterado fechando JP1 com um fio.

software example

Após ligar o sistema, um atraso de >1.5ms deve ser realizado antes do primeiro I²C
Comando de leitura/gravação com o AS5510.
A inicialização após a energização é opcional. Isso consiste de:
– Configuração de sensibilidade (Registro 0Bh)

Polaridade do ímã (Registro 02h bit 1)

Modo Lento ou Rápido (Registro 02h bit 3)
Modo Power Down (Registro 02h bit 0)

A leitura do valor do campo magnético é direta. O código-fonte a seguir lê o valor do campo magnético de 10 bits e converte para a intensidade do campo magnético em mT (millitesla).
Exampem: Sensibilidade configurada para faixa de +-50mT (97.66mT/LSB); Polaridade = 0; configuração padrão:

Valor D9..0 = 0 significa -50mT no sensor hall.

Valor D9..0 = 511 significa 0mT no sensor hall (sem campo magnético ou sem ímã).
Valor D9..0 = 1023 significa +50mT no sensor hall.

Esquema e Layout

Informações para pedidos

Tabela 2:
Informações para pedidos

Código de pedido	Descrição	Comentários
AS5510-WLCSP-AB	Placa adaptadora AS5510	Placa adaptadora com sensor no pacote walks

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Revisão 1.2 - 21/08/13
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ams AS5510 Sensor de posição incremental linear de 10 bits com saída de ângulo digital [pdf] Manual do Usuário
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Referências

Manual do usuário

AS5510 Sensor de posição incremental linear de 10 bits com saída de ângulo digital