მიკროსისტემები A31315 Short-Stroke Rotary
მომხმარებლის სახელმძღვანელო

A31315 მოკლე დარტყმის მბრუნავი

A31315-ის მოკლე დარტყმის მბრუნავი აპლიკაცია
დევიდ ჰანტერის მიერ
Allegro MicroSystems

შესავალი

ეს სახელმძღვანელო მიზნად ისახავს მკითხველს დაეხმაროს A31315 S-ის გამოყენებაშიamples პროგრამირების პროგრამული უზრუნველყოფა მათი მოკლე დარტყმით მბრუნავი აპლიკაციისთვის, როგორიცაა დროსელის სხეული, რომელიც იყენებს A31315 Advanced Linear Sensor-ს და სამიზნე მოძრაობას 0-დან 90°-მდე. ის მიზნად ისახავს მოკლედ განიხილოს მაგნიტური სამიზნე და დაავალოს მკითხველს გაზრდისა და ოფსეტურის გამოყენება, ორპუნქტიანი პროგრამირება და წრფივირება შესრულების უმაღლესი დონისთვის.

მაგნიტური სამიზნე
მაგნიტური სამიზნის შერჩევა, როგორც წესი, დგება ორი ძირითადი მოთხოვნებით: სამიზნე ღირებულება და სამიზნე ველის სიძლიერე. A31315-ის გამოყენებით აპლიკაციებისთვის სასურველია, რომ პიკური ველის სიძლიერე ნებისმიერ ერთ არხზე მიაღწიოს მინიმუმ 300 გ-ს სენსორის საერთო მუშაობისთვის, მაგრამ ეს არ არის საჭირო. ეს რიცხვი ბრმაა მასალის ტიპებისა და ჰაერის ხარვეზებისთვის, მაგრამ ხარჯების სენსიტიურობა გავლენას მოახდენს ამ ფაქტორებზე. ნეოდიმი N52 მასალას შეუძლია გამოიმუშაოს შესანიშნავი ველის სიძლიერე მოცემული ზომისთვის, მაგრამ შეიძლება მნიშვნელოვნად ძვირი ღირდეს, ვიდრე AlNiCo მაგნიტი სუსტ ველზე, რაც მოითხოვს ვიწრო ჰაერის უფსკრული.
ყოფილისთვისampამ დოკუმენტში გამოყენებულია დიამეტრულად პოლარიზებული N35 მაგნიტი 0.375 დიუმიანი დიამეტრით 4 მმ ჰაერის უფსკრულით (ამცირებს პიკის ველს). სენსორი დამონტაჟებულია დროსელის სხეულის რეალურ მოდულზე და დაპროგრამებულია წრფივი გამომავალი სენსორული პოზიციისთვის 0.5-დან 4.5 ვ-მდე. მარტივი 1-D ხაზოვანი სენსორი, რომელიც იგრძნობს მბრუნავ დიამეტრულად პოლარიზებულ მაგნიტს, არ მიიღებს კუთხის პროპორციულ ხაზოვან ველს; საუკეთესო შემთხვევაში, ის აღმოაჩენს სინუსოიდულ სიგნალს. გარდა ამისა, თუ ყველა მაგნიტი ზუსტად არ არის დაინსტალირებული მოდულიდან მოდულამდე, საწყისი კუთხე უცნობი იქნება, რაც ნიშნავს, რომ საძიებო ცხრილის რუქა შეყვანის გამომავალში ხდება ნაკლებად სიცოცხლისუნარიანი.
A31315 გთავაზობთ ორი ღერძის სენსორს, რომლებსაც - ინტეგრირებული არქტანგენტის ფუნქციის გამოყენებით CORDIC ძრავის საშუალებით - შეუძლია უზრუნველყოს განზოგადებული საწყისი მაგნიტური პოზიცია. სურათი 1 ასახავს იდეალურ შემთხვევას, როდესაც 250 გ სიძლიერის მაგნიტური სამიზნე თვითნებური საწყისი წერტილიდან 90°-ზე მოძრაობს.

სურათი 1: სრულყოფილი 250 გ მაგნიტის იდეალური სენსორული შეყვანა.

სინამდვილეში, მაგნიტი არასრულყოფილი რაოდენობაა. გარდა ამისა, სენსორის პოზიცია დამონტაჟების შემდეგ იშვიათად არის იდეალურად ორიენტირებული. შემდეგ შედეგი იზომება, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 3.

სურათი 3: მგრძნობიარე მაგნიტური სამიზნე.
შენიშვნა ზედა მრუდის დამახინჯებული ფორმა, ისევე როგორც მთლიანი კომპენსაცია.

სურათი 4: მოხსენებული კუთხის გამომავალი დამახინჯებული შეყვანებით.
იმისათვის, რომ სენსორმა ასახოს პოზიცია ჭეშმარიტად, მას საკუთარი შესწორებები სჭირდება.
A31315 უზრუნველყოფს კორექტირების სამ ფენას მოდულის ფიზიკური პოზიციის ყველაზე ზუსტი წარმოდგენის მისაღებად:

• სენსორის მომატებისა და ოფსეტური კორექტირება თითოეული არხის შეყვანისთვის (მათ შორის დამატებითი ტემპერატურის კოეფიციენტის ვარიანტები უფრო რთული შემთხვევებისთვის).
• კუთხის გამომავალი ორპუნქტიანი კორექტირება საწყისი წერტილის მოხსენების დასარეგულირებლად და დახრილობის მომატებისთვის.
• 33 ქულამდე ხაზები, არაწრფივი ხარვეზების გამოსასწორებლად.

ჰოლის სენსორის მომატებისა და ოფსეტის დაფიქსირება
საუკეთესო შესრულებისთვის, გაზრდისა და ოფსეტური წინსვლის კორექტირება ყველაზე დიდ გავლენას მოახდენს შესრულებაზე მოგვიანებით.
სენსორის მონაცემების გამოსასწორებლად, საჭიროა იგრძნოთ სიგნალების მოდელირება. ეს, როგორც წესი, ყველაზე ადვილია ერთი სიგნალის პოვნა, რომელიც ეხება ნულს. 3-ში მოცემული სიგნალებისთვის,
ქვედა მრუდი ნულს კვეთს 30.36 გრადუსზე, მაგრამ არ არის სიმეტრიული ამ ნულის მიმართ. მრუდი თავისთავად დაღმავალია, რაც ვარაუდობს, რომ მისი აღწერა შესაძლებელია კოსინუსური ფუნქციით. აქედან გამომდინარე, ზედა მრუდი არის დამატებითი სინუსური ფუნქცია.
არსებობს მრავალი მიდგომა, რათა შეესაბამებოდეს მგრძნობიარე მრუდები სხვადასხვა ხარისხის სიზუსტის მათემატიკურ მოდელებს. მექანიკური პოზიციის კუთხის პოვნის მიზნით, სიგნალები უნდა იყოს მარტივი სინუსური და კოსინუსური ფუნქციების შესასრულებლად. ampლიტუდები და ოფსეტები, როგორც ერთადერთი ცვლადი, რომელიც შეიძლება მოიძებნოს.

ამ აპლიკაციისთვის, მრუდის მორგების გამოყენებამ აღმოაჩინა, რომ შენატანები მიახლოებულია როგორც:
განტოლება 1: a(θ) = 202 cos(θ + 0.53) [G] განტოლება 2: b(θ) = 225 sin(θ + 0.53) [G] რიცხობრივად (თვლების მიხედვით), განტოლება 1 და განტოლება 2 აღწერილია როგორც :
განტოლება 3: a(θ) = 6646 cos(θ + 0.53)
განტოლება 4: b(θ) = 7373 sin(θ + 0.53)
კორექტირებული მომატებისა და ოფსეტის მისაღებად, A31315-ში არის ოთხი რეგისტრი, რომლებიც ამუშავებენ ამ კოეფიციენტებს:

• Offs_c_a – არეგულირებს A არხის ოფსეტს.
• Offs_c_b – არეგულირებს B არხის ოფსეტს.
• Sens_c_a – დაარეგულირეთ A არხის მგრძნობელობა.
• Sens_c_b – არეგულირებს B არხის მგრძნობელობას.

ნაგულისხმევი მნიშვნელობებია:

• Offs_c_ = 0.
• Sens_c_ = 2048.

A31315 S-ის გამოყენებისასamples პროგრამირების პროგრამული უზრუნველყოფა, ეს რეგისტრები გვხვდება EEPROM ჩანართში, რომელიც ნაჩვენებია სურათზე 6.სურათი 6: ოფსეტური რეგისტრები A31315 S-შიamples პროგრამული უზრუნველყოფა.
სურათი 7: გრძნობის რეგისტრები S-შიamples პროგრამული უზრუნველყოფა.
საბოლოო ჯამში, ampლიტუდები უნდა გათანაბრდეს საუკეთესო შედეგების მისაღწევად. ამ შემთხვევაში, A არხით, მგრძნობელობა ნაკლებია B არხისთვის გაზომილი სასურველ 225 გ-ზე.
ამრიგად, სენსიტიურობის რეგისტრის გამოყენებით, მგრძნობელობა გაიზრდება 1-დან 7373/6646-მდე ან 1.109-მდე.
განტოლება 5: sens_c_b = 1.109 × 2048
განტოლება 6: sens_c_b = 2048 [ნაგულისხმევი] მგრძნობელობა გავლენას მოახდენს ოფსეტური მნიშვნელობებზე, ამიტომ მოგება უნდა გამოსწორდეს ოფსეტური კორექტირების განხილვამდე.
მე-3 განტოლების ხელახლა ჩამოყალიბება:
განტოლება 7: a(θ) = 7373 sin(θ + 0.53)
იმ შემთხვევებში, როდესაც საჭირო იყო ოფსეტური, ეს დარეგულირდებოდა წინა ნაწილის მომატების კორექტირების შემდეგ. მიუხედავად იმისა, რომ მგრძნობელობა ზოგადად ინტუიციურია (2048 რაოდენობა = 1,
1024 რაოდენობა = 0.5 და ა.შ.), ოფსეტური რეგისტრები ორი ბიტით უფრო მცირეა და დამატებით ხელმოწერილი ხასიათისაა, რაც ოფსეტის ყოველი რაოდენობა უდრის გამომავალი რვა რაოდენობას.
ნახაზი 8: იდეალური მრუდები სენსორთან შედარებით გამოყენებული მომატებით და ოფსეტურით. გაითვალისწინეთ არაწრფივი დამახინჯება არხის A გამოსავალში იდეალური სიგნალის მიმართ.
სურათი 9: შედეგად მიღებული კუთხის გამომავალი, რომელიც მოხსენებულია სენსორის მიერ, იდეალური კუთხის გამომავალთან შედარებით.
კუთხის მომატება და ოფსეტი კორექტირება
უკუკავშირისა და კონტროლის სისტემასთან შესაბამისობისთვის სენსორმა უნდა გამოსცეს ანალოგური მნიშვნელობები 0.5-დან 4.5 ვ-მდე. ამჟამად, მოცემული კუთხის გამომავალი 0.166-დან 0.458 ვ-მდე, ძნელად ღირებული. ამრიგად, საჭიროა დამატებითი ფუნქცია ამ შეზღუდული დიაპაზონის გამოსასწორებლად. A31315 გთავაზობთ ორპუნქტიან პროგრამირების ბლოკს, რომელიც დაარეგულირებს გამომავალი საწყის წერტილს, ასევე დაარეგულირებს კუთხის გამომავალი გაზრდის დახრილობას.
ორპუნქტიანი პროგრამირების ბლოკში კოეფიციენტების და ოფსეტური მნიშვნელობების დაპროგრამების ორი მეთოდი არსებობს:

• დაარეგისტრირეთ მანიპულირება შემდეგი გზით:
  □ Angle_gain
  □ Pre_gain_offset
• ნახევრად ავტომატური მეშვეობით Samples პროგრამირების პროგრამული უზრუნველყოფა

რეგისტრაცია მანიპულირება
რეგისტრის მანიპულირების გზით კორექტირების შესრულება მარტივია და ადვილად გამოითვლება ხელით. ამ ბლოკის შესაბამისი რეგისტრები გვხვდება ჩამოსაშლელი მენიუს „მოკლე-სტროკ“ ოფციაში EEPROM ჩანართში. სურათი 10: ორპუნქტიანი პროგრამირების რეგისტრის ჯგუფის შერჩევა
ჯერჯერობით, ნაკვეთები გამოხატული იყო 90 გრადუსიანი ბრუნვის მიმართ. სamples პროგრამული უზრუნველყოფა მუშაობს მაქსიმუმ 360°-ის დაშვებით და ასე გამოხატავს შედეგებს
განსხვავებულად, ვიდრე აქამდე იყო ნაჩვენები.
შინაგანად, A31315 მუშაობს 0-დან 65535 რიცხვამდე დიაპაზონში, რათა წარმოადგინოს საბოლოო კუთხე. ნულოვანი წერტილის დასაყენებლად, ოფსეტი დაემატება გადატრიალების ინდუცირებას და 0-ის რაოდენობას. თუმცა, როდესაც ხმაურის გათვალისწინება ხდება, სასარგებლოა მცირე დამატებითი ოფსეტის დამატება ხმაურის დასაძლევად. თუ საბოლოო მნიშვნელობა არის 90 გრადუსი და დაემატება მცირე ოფსეტი 0.05 გრადუსი, ოფსეტი შეიძლება იპოვოთ განტოლებიდან:
განტოლება 8: 90.05 = მიმდინარე_მინიმუმი + ოფსეტი
სურათი 9-ის შემთხვევაში, მინიმალური არის დაახლოებით 11.5°, ასე რომ:
განტოლება 9: 90.05 – 11.5 = 78.55
კოდის ველში შესატანი მნიშვნელობისთვის (იხ. სურათი 11):
განტოლება 10: დათვლა = 78.55 / 90 × 32768
განტოლება 11: დათვლა = 28599
28599 რეგისტრის ცხრილის „კოდის“ ველში შეყვანისას შესაბამისი მნიშვნელობის ველი შეავსებს 314.198°-ით.
ეს სწორი იქნება იმ აპლიკაციებში, რომლებიც გადიან სრულ 360°-ს და სხვათაშორის არის 11 განტოლების შედეგზე ოთხჯერ.
კუთხის მომატება ისეთივე მარტივია; ჯერ იპოვნეთ კუთხის ამჟამინდელი ცვლილება:
განტოლება 12: 34° – 11.5° = 22.5°
შემდეგ იპოვნეთ მაქსიმალური შესაძლო გამომავალი კუთხე:
განტოლება 13: მაქს_კუთხე = 90 × 65535 / 65536
განტოლება 14: მაქს_კუთხე = 89.998
მაშინ საჭირო მოგებაა:
განტოლება 15: კუთხე_მომატება = 89.998 / 22.5
განტოლება 16: კუთხე_მომატება = 3.9999
ეს მნიშვნელობა შეიძლება პირდაპირ შეიყვანოთ პროგრამული უზრუნველყოფის ფარგლებში angle_gain მწკრივის „მნიშვნელობის“ ველში. ეს შეიძლება გამოითვალოს ხელით შემდეგნაირად:
განტოლება 17: კუთხის_მომატება = 3.999 × 1024
განტოლება 18: კუთხის_მომატება = 4096სურათი 11: ხელით დამუშავებული ორპუნქტიანი პროგრამირების მნიშვნელობები.
ორპუნქტიანი პროგრამირების ბლოკში ჩაწერილი პარამეტრებიდან, ახალი შედეგები ნაჩვენებია ქვემოთ:
სურათი 12: ახალი კუთხის გამომავალი შეყვანის წინააღმდეგ შეყვანის ორპუნქტიანი პროგრამირების ბლოკის შემდეგ.
სწორედ ამ დროს უნდა მიექცეს ყურადღება კუთხის შეცდომას.
სურათი 13 გვიჩვენებს სენსორის მიერ გამოვლენილ კუთხის შეცდომას.სურათი 13: სენსორის კუთხის შეცდომა გამოყენებული ორპუნქტიანი პროგრამირებით.

ხაზოვანი

ბოლო ნაბიჯი A31315-ის დარეგულირებისას არის ნახაზი 13-ის კუთხის შეცდომების გამოსწორება.
A31315-ის ხაზოვანი ძრავას შეუძლია მიიღოს 6-დან 33 კუთხით წმamples და შეასრულეთ შედეგების ცალმხრივი კორექტირება.
ამისთვის ყოფილიampასევე, მხოლოდ რვა ქულა იქნება გამოყენებული, როგორც სიზუსტისა და კონფიგურაციის დროის კარგი ბალანსი. ცხრილი 1 წარმოგიდგენთ ჭეშმარიტი შეყვანის პოზიციის ჩამონათვალს საგრძნობი პოზიციისთვის:
ცხრილი 1: იდეალური პოზიცია და გრძნობადი გამომავალი

რეალური პოზიცია	გააზრებული პოზიცია
0	0.00825
11.24983	8.3757
22.49965	19.25903
33.74948	30.13688
44.99933	41.86065
56.24915	53.30018
67.49898	65.38375
89.99863	89.63883

ცხრილი 2: ცხრილი 1-ის იგივე მნიშვნელობები, შესწორებული პროგრამული უზრუნველყოფის დიაპაზონის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.

რეალური პოზიცია (შესწორებული)	გააზრებული პოზიცია (შესწორებული)
0	0.033
44.9993	33.5028
89.9986	77.0361
134.9979	120.5475
179.9973	167.4426
224.9966	213.2007
269.9959	261.535
359.9945	358.5553

ეს მნიშვნელობები შეიძლება შეიყვანოთ პირდაპირ ან ჩაიტვირთოთ a-დან file შევიდა Linearization tab ფარგლებში samples პროგრამული უზრუნველყოფა.
შენიშვნა: გაითვალისწინეთ, რადგან პროგრამული უზრუნველყოფა მუშაობს 360° დიაპაზონზე, ყველა მნიშვნელობა უნდა გამრავლდეს 4-ზე, რათა შეესაბამებოდეს პროგრამული უზრუნველყოფის მოლოდინებს.სურათი 14: ხაზოვანი ჩანართი A31315 S-შიamples Software.
ამ შემთხვევაში, "ჩაწერე მოწყობილობაზე" მარტივი დაწკაპუნებით გამოითვლება კოეფიციენტები და პროგრამირებს მოწყობილობას. ახალი საბოლოო შედეგი ნაჩვენებია სურათზე 15.სურათი 16: კუთხის გამომავალი შეცდომის შემდგომი წრფივიზაცია.
როგორც სურათი 16 გვიჩვენებს, კუთხის შეცდომა შეიცვალა სერიოზული 3°-დან 0.08°-მდე ან ნაკლებზე.
ამრიგად, A31315-ით, მაღალი სიზუსტეა მიღებული პეპლის სარქვლის ნამდვილი პოზიციის გაზომვისას უკუკავშირისა და კონტროლის სისტემისთვის.
მას შემდეგ, რაც სენსორი მორგებულია სასურველ ოპერაციულ დიაპაზონზე, საბოლოო ნაბიჯი არის ნაწილის კონფიგურაცია, რათა გამოიმუშაოს სავარაუდო გამოსავალი. ამ აპლიკაციაში სწორი გამომავალი 0.5-დან 4.5 ვ-მდეა, რაც ტოვებს მინდვრებს მავთულის გაწყვეტის ან სხვა დიაგნოსტიკური/შეცდომის გამოვლენისთვის. A31315 მოიცავს გამომავალი სკალირებას რეგისტრის მეშვეობით be_scale. ამ კონკრეტული აპლიკაციისთვის, be_scale-ის 6-ზე დაყენება შეკუმშავს გამომავალს 0.5 ვ-მდე ნებისმიერი რელსიდან, რაც ანიჭებს მითითებულ დიაპაზონს. სურათი 17 ასახავს ანალოგურ გამომავალს პეპლის სარქვლის პოზიციის ფუნქციის მიხედვით.

სურათი 17: ანალოგური გამომავალი, როგორც პეპლის სარქვლის პოზიციის ფუნქცია.

გადასინჯვის ისტორია

ნომერი	თარიღი	აღწერა
–	21-სექ-20	თავდაპირველი გამოშვება
1	19-სექ-22	მცირე სარედაქციო განახლება (გაუმჯობესებული ტექსტის ინტერვალი)

საავტორო უფლება 2022, Allegro MicroSystems.
ამ დოკუმენტში მოცემული ინფორმაცია არ წარმოადგენს რაიმე წარმომადგენლობას, გარანტიას, გარანტიას, გარანტიას ან წახალისებას ალეგროს მიერ მომხმარებლის მიმართ ამ დოკუმენტის საგანთან დაკავშირებით. მოწოდებული ინფორმაცია არ იძლევა გარანტიას, რომ ამ ინფორმაციაზე დაფუძნებული პროცესი იქნება სანდო, ან რომ ალეგრომ გამოიკვლია
წარუმატებლობის ყველა შესაძლო რეჟიმი. მომხმარებლის პასუხისმგებლობაა საბოლოო პროდუქტის საკმარისი საკვალიფიკაციო ტესტირების ჩატარება, რათა დარწმუნდეს, რომ ის საიმედოა და აკმაყოფილებს დიზაინის ყველა მოთხოვნას. ამ დოკუმენტის ასლები ითვლება უკონტროლო დოკუმენტებად.

955 PERIMETER ROAD
• მანჩესტერი, NH 03103
• აშშ +1-603-626-2300
• ფაქსი: +1-603-641-5336
• ALLEGROMICRO.COM

დოკუმენტები / რესურსები

ALLEGRO მიკროსისტემები A31315 მოკლე დარტყმის მბრუნავი [pdf] მომხმარებლის სახელმძღვანელო A31315 მოკლე დარტყმის მბრუნავი, A31315, მოკლე დარტყმის მბრუნავი, ინსულტის მბრუნავი, მბრუნავი

ცნობები

• მომხმარებლის სახელმძღვანელო