Positionssensoren

Störfeld-robust mit SPC-Schnittstelle

Störfeld-robust mit SPC-Schnittstelle

Die TDK Corporation kündigt die Portfolioerweiterung der Micronas masterHAL-Sensorfamilie durch die Einführung des neuen, Störfeld-robusten 3D HAL-Positionssensors HAL 3970 für Automobil- und Industrieanwendungen an. Der neue Sensor erlaubt eine hochgenaue Winkelmessung von 0 bis 360° sowie eine lineare Positionserfassung. 

Zur Übertragung der berechneten Positionsinformationen werden Short PWM Code Frames (SPC) verwendet. SPC ist eine Erweiterung des Standard-SENT-Protokolls gemäß SAE J2716, wobei der Triggerimpuls einer externen ECU die Datenübertragung startet. Unterstützt werden Punkt-zu-Punkt-Verbindungen sowie der Ein-Draht-Bus-Modus mit bis zu vier Sensoren. Zeittakt, Frame-Format, Triggermodus, Slow-Channel-Format, Rolling Counter und weitere Parameter sind leicht konfigurierbar. Der HAL 3970 kann zur Störfeld-kompensierten Lenkwinkelerfassung eingesetzt werden*. Muster werden im Laufe des vierten Quartals 2020 verfügbar sein.

Alle Sensoren der HAL 39xy-Familie basieren auf der patentierten 3D HAL-Pixelzellentechnologie**. Der HAL 3970 nutzt eine spezielle Anordnung der Hall-Platten zur hochgenauen Messung von vertikalen und horizontalen Magnetfeldkomponenten. Aufgrund dieser besonderen Anordnung erfasst der Sensor Winkel bis zu 360 Grad und kompensiert die Wirkung externer magnetischer Störfelder. Zur Bestimmung eines Drehwinkels ist lediglich ein einfacher zweipoliger Magnet erforderlich. Zur Messung am Ende einer rotierenden Welle sollte der Magnet idealerweise über dem empfindlichen Sensorbereich platziert werden. Außerdem unterstützt der Sensor Störfeld-sichere Messungen neben der Wellenachse.

Die On-Chip-Signalverarbeitung des HAL 3970 berechnet einen Winkel aus den einzelnen Magnetfeldkomponenten und gibt ihn als Digitalwert aus. Der Sensor verfügt über einen leistungsfähigen DSP und einen eingebetteten Mikrocontroller. Der DSP ist für die schnelle Signalverarbeitung verantwortlich, während der Mikrocontroller die Schnittstellenkonfiguration übernimmt und die Funktionale Sicherheit gewährleistet. Wichtige Kennwerte, wie Verstärkung, Offset und Referenzposition können durch die Programmierung des nichtflüchtigen Speichers an den Magnetkreis angepasst werden. HAL 3970 ist definiert als SEooC (Safety Element out of Context) ASIL B ready, gemäß ISO 26262. Der HAL 3970 ist im SOIC8-SMD-Gehäuse erhältlich.

Glossar

  • 3D HAL-Pixelzelle: Ermöglicht die direkte Messung von Magnetfeldern in drei Richtungen X, Y, Z.
  • Störfeldkompensation: Moderne Hall-Effekt-Sensoren müssen unempfindlich gegen Störfelder sein, die von E-Motoren oder Stromleitungen in Hybrid (xHEV)- oder Elektrofahrzeugen (xEV) erzeugt werden.