近幾十年來,產(chǎn)品開發(fā)越來越受到設(shè)計和人體工程學(xué)的影響。復(fù)雜的功能被擠進超小尺寸的包裝,越來越多的應(yīng)用由電池供電,而且可移動。作為消費者,我們樂見這種改變;但作為開發(fā)工程師,它對我們?nèi)粘9ぷ鳟a(chǎn)生的影響越來越明顯。
傳感器系統(tǒng)的研發(fā)也深受此影響:曾經(jīng)足以連接商用編碼器,現(xiàn)在通常需要根據(jù)給定的機械限制設(shè)計特殊的傳感器配置。
MPS MagAlpha位置傳感器系列的新成員,MA782 此時應(yīng)運而生。
超強空間利用
MA782采用了MPS專有的旋軸TM 技術(shù),該技術(shù)可實現(xiàn)完整角度傳感器的單片集成,內(nèi)部傳感器前端橫截面積僅占1平方毫米(見圖1)。 這項技術(shù)與其他方法形成鮮明對比,后者通常需要將單獨的傳感器前端(例如磁阻)與處理單元(例如內(nèi)插器)相結(jié)合。
圖1: MPS 螺旋軸TM 技術(shù)
典型的IC封裝采用沿硅芯片邊緣延伸的引線鍵合連接,將焊盤連接到引線框架。而現(xiàn)代倒裝芯片技術(shù)則倒裝芯片,并將焊盤通過焊料凸點直接連接到引線框架,從而減少了圓周邊緣。利用這項技術(shù), MA782可以將占板面積縮小至2mmx2mm,比MPS其他MagAlpha傳感器外形尺寸還要小50%以上(見圖2)。
圖2:MA782的2mmx2mm封裝與一便士美元硬幣對比圖
MPS 螺旋軸TM 技術(shù)的另一個優(yōu)勢便是MA782可以直接正對著旋轉(zhuǎn)磁體的中心(軸端)放置,也可以側(cè)向移位(軸側(cè))放置,甚至可以正交于磁體平面邊緣(正交于軸側(cè))放置(見圖3)。它適用于直徑磁體、環(huán)形磁體或多極環(huán)形磁體等多種類型的磁體。這種傳感器位置的通用性足以應(yīng)對非常嚴苛的限制。
圖3:MagAlpha定位選項
節(jié)能功能
有些應(yīng)用系統(tǒng)對傳感器有嚴格的能源預(yù)算,住宅電子門鎖或現(xiàn)代WiFi連網(wǎng)房間內(nèi)的恒溫器就是兩個典型示例。這兩種應(yīng)用都很少觸發(fā)動作(每天僅幾次),但是用戶仍然希望系統(tǒng)快速反應(yīng),且沒有任何明顯延遲。而且,盡管內(nèi)部復(fù)雜性要求采用微控制器,用戶仍希望充一次電可運行數(shù)周或數(shù)月。
MA782提供了多種機制來優(yōu)化功耗。
首先,它是一款真正的絕對位置編碼器,可以在每一次采樣時都提供完整的角度位置信息,即使在延長待機時間之后的下一秒也是如此。
其次,MA782具有可配置的采樣率。其集成掉電邏輯以適合特定應(yīng)用的間隔喚醒傳感器內(nèi)核,測量實際角度,再使傳感器返回超低功耗待機模式。 只有通信接口保持活動狀態(tài),主機微控制器可通過該接口隨時獲取最新的角度信息。典型配置下MA782平均功耗在4mA至4μA之間,具體取決于采樣率和所需的角度分辨率。
在采取這些措施降低傳感器能耗的同時,MA782更進一步提升了整個系統(tǒng)的效率。該傳感器可配置為,一旦位置變化超過預(yù)定閾值,即為微控制器生成IRQ信號。因此,通常為系統(tǒng)耗能大戶的處理系統(tǒng)得以保持睡眠模式,而僅在必要時才被激活。喚醒標準由參考角度和偏離該參考的閾值決定。
傳感器性能
MA782的感測核心基于一組集成的霍爾效應(yīng)器件,這些器件用于測量面內(nèi)磁場的方向。它采用一個快速數(shù)字濾波器產(chǎn)生8位至12位角度分辨率和高效SPI通信,實現(xiàn)了控制周期短至6.25μs的高度動態(tài)系統(tǒng)。通過旋軸TM 方法,MA782只需要很少的校準,僅限于零點偏移和可能的對稱性補償。新型MA782傳感器可實現(xiàn)新一代位置感測應(yīng)用:
它采用小尺寸QFN-14(2mmx2mm)封裝,是市場上超小的集成角度傳感器。
其功耗低至幾mA,低于任何同類產(chǎn)品。
旋軸TM 傳感器核心可以調(diào)整到您所需的分辨率,并容許靈活的磁體配置。
MA782是機械和/或功率受限型應(yīng)用的理想傳感器選擇。
審核編輯:彭菁
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