ZHCUB24A June   2023  – December 2023 TMAG3001 , TMAG5170 , TMAG5170-Q1 , TMAG5170D-Q1 , TMAG5173-Q1 , TMAG5253 , TMAG5273

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2游戏手柄设计
    1. 2.1 确定外形尺寸
      1. 2.1.1 选择机械实现
      2. 2.1.2 选择磁性实现
    2. 2.2 磁体传感器放置
    3. 2.3 设计计算
    4. 2.4 后期处理
    5. 2.5 原型设计和基准测试
    6. 2.6 误差源
      1. 2.6.1 机械迟滞
      2. 2.6.2 附近材料的影响
      3. 2.6.3 支点滑移
      4. 2.6.4 偏移
  6. 3控制杆设计
    1. 3.1 确定外形尺寸
      1. 3.1.1 选择机械实现
    2. 3.2 磁体传感器放置
    3. 3.3 设计计算
    4. 3.4 原型设计和基准测试
    5. 3.5 误差源
  7. 4总结
  8. 5参考资料
  9. 6修订历史记录

设计计算

要将传感器正确放置在现有的转向柱控制模块中,必须了解控制杆运动可能产生的预期磁场

在该测试用例中,磁体的理想安装位置是靠近控制柄轴的末端,控制杆的外露部分在此处外露。开口约为 12mm × 6mm,具有该尺寸的磁体易于安装,如转向灯磁体位置 所示。选择了 TMAG5170-Q1 作为安装到设计中的传感器,同时使用连接到 TI 传感器控制板TMAG5170UEVM

GUID-20230512-SS0I-39SN-D9TM-HBKDWPDDG1RZ-low.svg图 3-6 转向灯磁体位置

对磁体和 TMAG5170-Q1 传感器的可用安装位置进行了测量,并使用测量结果来模拟 3D 霍尔效应传感器的预期输入(使用 TI 磁感应模拟器)。

首先,当转向灯控制杆经过标准转向位置时,模拟输入磁场分量如模拟转向灯输入磁场 所示,检测元件和磁体行程之间的对齐如转向灯磁体运动 所示。

GUID-20230512-SS0I-HCJF-16KZ-HCJF9LHF5LNR-low.svg图 3-7 模拟转向灯输入磁场
GUID-20230512-SS0I-9RCR-FWVW-4V4SPTWCVJ94-low.svg图 3-8 转向灯磁体运动

围绕 Z 轴(蓝色)的磁体旋转模拟表明,4.3mm 的间距可以提供超过 150mT 的 Bz 分量,需要将 TMAG5170A2-Q1 的输入磁场范围设置为 +/-300mT。设置该范围后,对超车闪光灯控制杆拉动进行了二次模拟,以观察用户增加传感器范围时的最小预期输入磁场。

GUID-20230512-SS0I-ZF2T-VDNC-93KVHH0FR67C-low.svg图 3-9 模拟超车闪光灯输入磁场
GUID-20230512-SS0I-6FNR-Q073-XLCBHRNJXVHX-low.svg图 3-10 超车闪光灯磁体运动

由于在使用超车闪光灯期间增加了倾斜度,因此全部三个磁场矢量分量的幅度都明显减小,但仍然存在足够大的输入信号,SNR 不会成为一个问题。