Precyzyjne czujniki Halla o zakresie pomiarowym 360° do podsystemów samochodowych

Firma Allegro MicroSystems, LLC opracowała dwa nowe czujniki Halla, A1332 i A1334 przeznaczone do pomiaru kąta obrotu w pełnym zakresie 360° przy współpracy z zewnętrznym magnesem stałym. Są to układy zaprojektowane do zastosowań w podsystemach samochodowych, odporne na ekstremalne temperatury otoczenia, zapewniające krótki czas odświeżania wyniku pomiaru i małe opóźnienie w ścieżce sygnałowej. Występują w wersjach na dwa zakresy temperatur pracy, -40...+85°C i -40...+150°C. Mogą znaleźć zastosowanie np. w skrzyniach biegów, układach elektrycznego wspomagania kierownicy, identyfikacji położenia pedałów i innych wymagających precyzyjnego i szybkiego pomiaru kąta.

A1332 zawiera wewnętrzny mikroprocesor 32-bitowy i pamięć EEPROM do przechowywania parametrów konfiguracyjnych zarówno zapisanych fabrycznie, jak i ustalonych przez użytkownika. Wspiera konfiguracje magnetyczne off-axis/side-shaft typowo spotykane w układach wspomagania kierownicy i skrzyniach biegów. Zapewnia czas odświeżania sygnału wyjściowego równy 32 ms. Zawiera 2-żyłowy interfejs I²C oraz układ diagnostyczny dla ścieżki sygnałowej i sekcji I/O, pozwalający uzyskać wysoki stopień bezpieczeństwa w klasyfikacji ASIL.

A1334, zawierający blok DSP i pamięć EEPROM został zaprojektowany do montażu w konfiguracji on-axis/end-of-shaft, wymagających bardzo krótkiego czasu odświeżania wyników pomiaru i bardzo małych opóźnień w ścieżce sygnałowej. Zawiera 4-żyłowy interfejs SPI taktowany zegarem 10 MHz. Charakteryzuje się on czasem odświeżania sygnału wyjściowego równym 25 µs i opóźnieniem w ścieżce sygnałowej 60 µs. Może być zasilany bezpośredni z akumulatora; jego dopuszczalny zakres napięć zasilania wynosi od 4,5 V do 14,5 V przy maksymalnym poborze prądu 10 mA. Podobnie, jak w przypadku A1332 zawiera układ diagnostyczny dla ścieżki sygnałowej i sekcji I/O.

Oba układy oferują dwa tryby pracy: Low RPM pozwalający na osiągnięcie nawet 12-bitowej rozdzielczości wyjściowej, przeznaczony do aplikacji o małych prędkościach kątowych oraz High RPM, w którym istotne jest małe opóźnienie w ścieżce sygnałowej. Zawierają układy kompensacji temperatury i napięcia zasilającego, zapewniające dokładny wynik pomiaru w każdych warunkach pracy. Pracują niezależnie od szerokości szczeliny powietrznej między magnesem i sensorem w obecności silnych pól magnetycznych o indukcji rzędu 300...1000 g, dzięki czemu są dokładniejsze i mniej narażone na oddziaływania obcych pól.

Czujniki A1332 i A1334 są produkowane w wersji standardowej z pojedynczą wewnętrzną strukturą i zamykane w obudowie TSSOP-14 o grubości 1 mm oraz w specjalnej wersji redundantnej w obudowie TSSOP-24 z dwiema wewnętrznymi strukturami, spełniającej wymogi standardu bezpieczeństwa ISO26262 ASIL D.

Centrowanie osi obrotu magnesu na czujniku Halla A1332

Zależność gęstości strumienia magnetycznego od odchylenia od osi N-S