3D-Magnetfeld-Sensor-Chip

Magnetsensor misst die x-, y- und z-Komponenten gleichzeitig

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Flexible Power-Modi für niedrige Stromaufnahme

Der Sensor übermittelt nach jedem Messzyklus ein Interrupt-Signal an den angeschlossenen Mikrocontroller. Dieser kann dann die Magnet- und Temperaturwerte aus den Registern auslesen.

Das Interrupt-Signal des Sensors ist auch zum Aufwecken eines Mikrocontrollersystems aus dem Sleep-Modus nutzbar. Da sich das System im Sleep-Modus befindet und nur in der Auslesephase aktiviert ist, lässt sich die Gesamtstromaufnahme drastisch senken.

Der TLV493D-A1B6 verfügt über fünf durch den Benutzer auswählbare Power-Modi: Power Down, Fast Mode, Low Power Mode, Ultra Low Power Mode und Master-Controlled Mode (Tabelle in Bild 1). Die verschiedenen Modi lassen sich während des Betriebs über die I²C-Schnittstelle konfigurieren.

Beim Einschalten startet der Sensor mit der werkseitig eingestellten Konfiguration. Alle Funktionsblöcke sind für eine kurze Zeit aktiv. Danach wechselt der Sensor in den Power-Down-Modus, der alle Funktionsblöcke abschaltet. In dieser Zeit werden keine magnetischen Messungen durchgeführt.

Die Stromaufnahme wird auf 7 nA gesenkt. Betrieben mit zwei AA-Standardbatterien (à 2400 mAh) hat der Sensor in diesem Modus eine theoretische Betriebsdauer von 39.000 Jahren.

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Im Fast Mode wird die Auslese-Geschwindigkeit optimiert. Während ein Messergebnis ausgelesen wird, ist bereits die nächste Umwandlung durchführbar. Dieser Modus eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen sehr schnelle magnetische Bewegungen erkannt werden müssen, z.B. bei Joysticks. Die Stromaufnahme des Sensors beträgt maximal 3,7 mA bei einer Abtastrate von maximal 3,3 kHz, was 3300 Messzyklen pro Sekunde entspricht.

Im Low Power Mode wacht der Sensor alle 10 ms aus dem Power-Down-Modus auf, um magnetische Messungen durchzuführen. Die Stromaufnahme beträgt dabei 100 µA. Dieser Modus ist ideal für Anwendungen wie Steuerelemente (etwa Multifunktionsschalter), bei denen regelmäßige magnetische Messungen mit einem geringen Stromverbrauch notwendig sind.

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Dieser Autorenbeitrag ist in der Printausgabe ELEKTRONIKPRAXIS 11/2015 erschienen. Diese ist auch als kostenloses ePaper oder als pdf abrufbar.

Im Ultra Low Power Mode lässt sich die Stromaufnahme um das Zehnfache verringern. Die Aufweckzyklen werden auf 100 ms verlängert; die Stromaufnahme sinkt auf 10 µA. Insbesondere batteriebetriebene Anwendungen wie Manipulationsschutzlösungen für Stromzähler profitieren von diesem Modus, da der Stromverbrauch sehr gering ist.

Im Master-Controlled-Modus kann der Sensor flexibel und abhängig von den Anwendungsanforderungen ausgelesen werden. Nach jeder Messung wartet der Sensor, bis der Mikrocontroller (Master) die Register ausgelesen hat. Je nach Anwendungsbedingungen lässt sich der Auslesevorgang sofort oder mit einiger Zeitverzögerung starten.

Sobald der Mikrocontroller die Magnetwerte erfasst hat, wird ein neuer Messzyklus ausgelöst. Dieser Modus ist besonders von Nutzen, wenn mehrere TLV493D-A1B6-Sensoren über einen I²C-Bus zur Erkennung großer linearer Bewegungen angeschlossen sind. Der Mikrocontroller (Master) entscheidet, welche Sensordaten relevanter sind und löst den entsprechenden Sensor aus. Bild 3 zeigt eine Gegenüberstellung von Stromaufnahme und Temperatur in den verschiedenen Power-Modi.

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