用一个单芯片如何实现电感邻近度感测

电子设计 2018-06-07 10:07 次阅读

电感邻近度传感器可用于LC传感器附近金属的非接触式检测。这些电感式感测解决方案可以实现存在检测和工厂组装线上的任务计数,而不会受到油、水、污垢或尘土的非电感材料的影响。也许有一点你没有意识到,那就是超低功耗MSP430FR6989微控制器 (MCU) 包含一个集成式扩展扫描接口 (ESI) 外设(可用作模拟前端 (AFE)),以便与PCB线圈直接连接,从而实现低成本和低功耗电感邻近度感测。

LC传感器通常用于与电感感测有关的应用。在用短脉冲为电容器充电后,LC传感器振荡,并且信号电压降衰减。由于金属内涡电流导致的能量吸收,金属物体会使得信号衰减得更快。这个更加快速的衰减可以实现传感器附近金属的检测。这个TI Design参考设计TIDM-INDUCTIVEPROX显示出需要在单芯片电感式邻近度感测实现方式中充分利用高级ESI外设时所需要的硬件和软件。这个解决方案能效也很高,只需要几微安的电流。在这配置中,集成式模拟前端被用来仿真LC传感器,感测信号电平,并将它们转换为数字显示。然后,这个数据被存储在一个预处理元件中,用一个处理状态机进行分析。

通过将一个LC传感器与电路板底部的ESI引脚相连,可以在一个MSP-EXP430FR6989 MCU LaunchPad™ 开发套件上实现这种类型的应用。上面提到的这个TI Design参考设计显示出多个LC传感器变量,以演示对于输出信号频率和衰减率的影响。

如果一个应用需要更高的分辨率(也就是确定金属的准确距离与单单检测金属是否进入范围以内的对比),可以在系统中添加一个诸如LDC1612或LDC1101的电感至数字转换器。借助于这个双芯片解决方案,MSP430FR6989微控制器可被用来将系统保持在待机状态,直到金属被检测到,然后唤醒高分辨率LDC IC来捕捉精确的测量值。

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