ZHCU863A April   2022  – April 2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 电感式触控按钮
      2. 2.2.2 传感器线圈放置
      3. 2.2.3 从多个 LDC 收集数据
      4. 2.2.4 磁旋钮的实现
      5. 2.2.5 CORDIC 算法
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 LDC3114-Q1
      2. 2.3.2 TMAG5273
      3. 2.3.3 DRV2605
      4. 2.3.4 TLV75518
      5. 2.3.5 TCA9534
      6. 2.3.6 PCA9543
      7. 2.3.7 传感器控制板
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 固件和编程
      1. 3.1.1 工作模式 1
      2. 3.1.2 工作模式 2
      3. 3.1.3 工作模式 3
    2. 3.2 测试设置
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 ABS 力响应
      2. 3.3.2 ABS 增益校正
      3. 3.3.3 尼龙力响应
      4. 3.3.4 尼龙增益校正
  10. 4硬件元件
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6修订历史记录

2.2.4 磁旋钮的实现

TMAG5273 是用于在此设计中实现旋钮的 3D 霍尔效应传感器。它是 3D 器件，可以检测磁体的角度和幅度，磁体可在旋钮上启用按钮功能。此器件的集成式 CORDIC 引擎能够在此应用中轻松实施角度位置感测。磁体角度通过器件寄存器报告，因此无需从 MCU 进行计算。可在此应用中使用的两个类似替代产品是 TMAG5170-Q1 和 TMAG5173-Q1。这两款器件在提供类似功能的同时，还提供通过汽车认证的选项。这些器件具有内置 CORDIC 引擎，并通过寄存器报告磁体角度和幅度。这三个器件略有不同，TMAG5170-Q1 和 TMAG5173-Q1 是分别使用 SPI 和 I2C 进行通信的高精度器件，而 TMAG5273 是通用低功耗器件并使用 I2C 进行通信。此参考设计不需要高分辨率来显示角度，并使用 I2C 作为主通信协议，因此选择了 TMAG5273。如果需要汽车认证，可以改用 TMAG5170-Q1 或 TMAG5173-Q1。

此器件中使用的磁体是 N42 径向圆柱磁体，直径为 1/4 英寸，厚度为 1/8 英寸。选择此磁体是因为它提供的输入使用满量程输出范围中的很大一部分。当在设计中的适当距离下使用时，它能为器件提供更好的 SNR 性能，同时尺寸小且易于获取。

GUID-20220302-SS0I-S1SM-1FC6-K73GPSRRCFRH-low.svg图 2-5 远距离磁场强度

旋钮的按压功能通过向设计添加弹簧来实现。大部分弹簧为铁磁材料并会与磁场相互作用，但为此设计选择的磁体具有很强的磁场，可以实现此类弹簧，无需找到特定的非铁磁弹簧。不过，在此设计中，磁场强度的减弱也会使 SNR 降低。可通过在磁测量中求取平均值来解决这一问题。TMAG5273 的寄存器设置可用于更改传感器数据的平均值。此应用不需要高速测量，因此选择了最大平均值以获得一致结果。也可以将平均值降低至所需值，并使用器件中的睡眠计时器，在低功耗应用的采样之间将器件置于低功耗模式。

GUID-20220331-SS0I-DRFP-N7MG-TL0BZWMJZPZN-low.png图 2-6 磁旋钮层叠

了解磁体与传感器之间的距离以及磁体属性后，可使用角度误差计算工具来估算角度误差。不过，由于此应用不需要快速采样速率，应用了高采样平均值的 CORDIC 算法将提供足够精确的旋钮位置信息。