Senzori magnetici, eCompas, Combo Accelero+Magneto de la Freescale Semiconductor

Xtrinsic este un magnetometru digital pe 3 axe, cu înaltă rezoluţie, un consum redus de energie, într-o capsulă de mici dimensiuni, ce oferă funcţionalităţile unei busole avansate – eCompass (digital electronic compass). Se asigură servicii LBS (Location Based Services) precum navigarea, dead-reckoning (aproximarea pozi­ţiei pe baza poziţiei anterioare, urmărind viteza și acceleraţia, în lipsa temporară a semnalului GPS) și urmărirea locaţiei în dispozitive mobile inteligente, dar și alte produse electronice ce sesizează câmpul magnetic terestru. Când este cuplat cu un accelerometru și GPS, acest Xtrinsic MAG3110 ajută la orientarea și locali­zarea precisă pentru un sistem de navigaţie complet. Xtrinsic MAG3110 acţionează ca un sistem de rezervă când semnalele reţelei celulare și respectiv GPS nu sunt disponibile, sesizând câmpul magnetic și livrând contexul direcţional. Acest dispozitiv are o sensibilitate ridi­cată ţinând cont că magnitudinea câmpului geomagnetic variază de la 25 µTesla în Africa de Sud până la în jur de 60 µTesla în nordul Chinei. Componenta orizontală variază de la zero la polii magnetici până la 40 µTesla.
Informaţii: http://geomag.usgs.gov

Portofoliul de senzori magnetici este compatibil cu existentul software Xtrinsic eCompass de calibrare și compensare.
Aceste soluţii asigură o acurateţe înaltă funţionalităţilor de eCompass pentru realitatea augmentată, dispozitive de navigare portabile, smartphone-uri și tablete. Senzorii magnetici pot lucra separat sau în soluţii integrate care au senzori multipli într-o singură capsulă.

Magnetometrul Digital MAG3110 Freescale

MAG3110 este un magnetometru digital pe 3 axe ce poate fi utilizat în conjuncție cu

un accelerometru pentru a realiza un sistem de orientare independent cu ieșire de date prin interfața serială I2C, având înglobate și funcții inteligente. MAG3110 măsoară câmpul magnetic periodic, având ODR (Output Data Rate) până la 80Hz, respectiv intervale de eșantionare de la 12ms până la câteva secunde. Dispozitivul conține un traductor magnetic pe 3 axe și un circuit ASIC pentru control și comunicație digitală. Un semnal de întrerupere indică faptul că noi date despre câmpul magnetic sunt pregătite pentru a fi citite. MAG3110 consumă mai puțin de 24µA la rata eșantionării de 1.25Hz și tipic 2µA în așteptare. Are compensare internă cu temperatura. Magnetometrul MAG3110 aflat în producție, are anunțată apariția în septembrie 2012 a variantei FXMS3110 IF pentru mediu industrial.

Caracteristici principale:
• Tensiune de alimentare, VDD 1.95V la 3.6V
• Tensiune IO, VDDIO 1.62V la VDD
• Dimensiuni 2 mm × 2 mm × 0.85 mm, 0.4 mm pitch, capsulă DFN 10-pini
• Gama de măsură ±1000 µTesla
• Sensibilitatea 0.10 µTesla
• Zgomot sub 0.25 µTesla rms
• Output Data Rates (ODR) până la 80Hz
• Interfață I2C pentru ieșire digitală (operează până la 400kHz Fast Mode)
• 7-biţi I2C address = 0x0E
• Măsurarea este declanșată de un puls (eveniment), pentru conservarea puterii
• Gama de temperatură -40°C … +85°C
• Conformitate RoHS

Aplicaţii
• eCompass (Electronic Compass)
• LBS (Location-Based Services)

Piaţa ţintă
Smartphone, tablete, dispozitive de navigare personale, robotică, vehicule fără pilot (drone), sesizarea vitezei, sesizarea poziției curente în ceasuri care au funcția eCompass.

Kit-ul RD4247MAG3110 conţine:

LFSTBEB3110

:
• Placă interfață pentru accelerometru și magnetometru
• Placă fiică MAG3110 și MMA8451
• Quick start guide

RD4247MAG3110

:
• Placă interfață pentru accelerometru și magnetometru
• Placă fiică MAG3110 și MMA8451
• Placă LFSTBUSB de comunicație cu PC
• Cablu USB
• Quick start guide

LFSTBEB3110 este o placă de evaluare pentru magnetometrul pe 3 axe, cu înalte performanțe și funcționalități. Kit-ul include o placă fiică conținând circuitele MAG3110FC și MMA8451Q pentru a permite calibrarea și compensarea sistemului, în scopul demonstrării funcționării ca eCompass. Pentru utilizatorii familiarizați cu Sensor Toolbox Platform, LFSTBEB3110 este proiectat să lucreze cu LFSTUSB pentru comunicația cu un PC.
Placa LFSTBUSB oferă o interfață USB sau BDM pentru uzul cu plăci din Sensor

Pentru clienţii care vor sistemul complet, kit-ul RD4247MAG3110 are ambele plăci: LFSTBEB3110 și LFSTBUSB.

Toolbox, fiind proiectată să lucreze cu o varietate de plăci din Sensor Toolbox, incluzând plăcile de evaluare a accelerometrelor LFSTBEB7361, LFSTBEB7455 și LFSTBEB7660.
Notă. Magnetometrul Freescale utilizează un efect numit tunneling magneto-resistance (TMR) care se bazează pe joncţiunea tunel magnetic (MTJ). Dispozitivul include două contacte electrice, două straturi magnetice și un strat barieră. În figură, curentul tunelar I este controlat de orientarea relativă a câmpurilor magnetice din straturile magnetice liber și cel fixat. Curentul “I” este maximizat atunci când câmpurile din ambele straturi sunt aliniate unul cu altul. Acesta este minimizat atunci când cele două domenii au polaritate opusă. În esență, MTJ acționează ca un rezistor, care este dependent de câmpul magnetic.

Fizic, fiecare dispozitiv MTJ poate fi optimizat pentru a sesiza câmpurile magnetice într-o anumită direcție. Senzorul magnetic este format prin organizarea de rețele cu aceste dispozitive, în 3 punți de măsură Wheatstone separate (fiecare fiind sen­

sibilă într-o direcție X,Y, Z), ale căror tensiuni de ieșire pot fi convertite în format digital de către un ADC. În cazul în care se alege un microcontroler cu un port I2C, se face conexiunea cu MAG3110 pentru a efectua măsu­rători magnetice.

6-Axis Xtrinsic Sensor cu Accelerometru Liniar Integrat și Magnetometru
FXOS8700CQ este un accelerometru liniar pe 6 axe și un magnetometru, combinate într-o singură capsulă mică, având un consum mic de putere electrică. Dispozitivul are un accelerometru pe 14 biți și un magnetometru cu rezoluție de 16 biți, o interfață digitală selectabilă I2C sau SPI și funcții inteligente integrate. FXOS8700CQ este disponibil în capsulă de plastic QFN și este garantat să opereze în gama extinsă de temperatură -40°C la +85°C.

Caracteristici
• Tensiunea de alimentare VDD 1.95V la 3.6V, tensiunea VDDIO 1.62V la 3.6V
• Gama de accelerații selectabilă ±2g/±4g/±8g
• Gama largă a dinamicii senzorului magnetic ±1200 μT
• Output Data Rates (ODR) selectabil de la 1.563Hz la 800Hz pentru fiecare senzor, și până la 400Hz când operează în modul hibrid cu ambii senzori activi
• Low noise: < 150µg/√Hz accelerație, < 1 µT rms magnetic • 14-biți rezoluție pentru măsurarea accelerației • 16-biți rezoluție pentru măsurarea câmpului magnetic • Footprint compatibil cu Xtrinsic MMA8451, 2, 3 • Funcții integrate programabile la evenimente de tip accelerație - Cădere liberă și Detecția Mișcării - Detecția Tranziției - Detectarea Schimbării Vector-Magnitude - Detectarea Pulsului și a Loviturilor (una sau dublă) - Detecția Orientării (Portrait/Landscape) • Funcții integrate programabile la evenimente de tip magnetic: - Detectarea de Prag - Detectarea de Schimbare Vector-Magnitude - Detectarea autonomă Min/Max Magnetic - Calibrarea autonomă Hard-Iron • Programarea schimbării automate a ODR folosind funcțiile Auto-Wake și Return to Sleep pentru a reduce puterea. Aceste funcții lucrează cu ambele surse de întreruperi: la evenimente de tip magnetic și accelerație. • FIFO cu 32 eșantioane doar pentru date legate de accelerație • Funcții integrate de Self-Test pentru accelerometru și magnetometru. (Self-Test poate fi folosit pentru a verifica funcționalitatea ca traductor acce­lerometru și traductor magnetometru fără a fi necesară o evaluare externă de accelerare sau un stimul câmp magnetic. Când auto-testarea de accele­rometru este activată, o forță de acționare este aplicată electrostatic la senzor, simulând o accelerare mică. Atunci când auto-testarea este activată pentru magnetometru, un câmp magnetic intern este generat de-a lungul axelor X, Y și Z. Răspunsul senzorului va fi însumarea obținută din câmpul magnetic înconjurător și de câmpul indus pentru auto-test.) Piaţa ţintă
• Smartphone, tablete, dispozitive de navigare personale, robotică, vehicule fără pilot (drone), sesizarea vitezei, sesizarea poziției curente în ceasuri care au funcția eCompass.
• Aplicații medicale: monitorizarea pacienților, detecția căderii, restabilirea funcțiilor.
Informații suplimentare: www.freescale.com/sensors

Documentaţii Freescale Semiconductor despre senzori magnetici:
AN4247, BRSENSORS, FXOS8700CQ, LFSTBUSBACCQSG, MAG3110, MAG3110UG, RD424FXOS8700QSG

Distribuitori Freescale în România
Arrow Electronice SRL • 026 4417251 • office@arrowromania.com
EBV Elektronik • 021 5296911 • catalin.raduta@ebv.com
Farnell • 0800 894 946 • info-ro@farnell.com
Future Electronics SRL • 0264 457774 • info-RO-future@futureelectronics.com