Энкодер на TLE5012B

[Herz 0]

На Aliexpress наткнулся на энкодер, построенный на магнитном сенсоре TLE5012B. Хотел понять, какие максимальные обороты поддерживает такой энкодер и ... обломался. Продавца, разумеется, расспрашивать бесполезно, но и в самом даташите на микросхему я не обнаружил понятных величин. 

Кто-то может сказать конкретно? Возможно, приходилось пощупать этот чип?

[_pv 0]

этот не приходилось, но вообще у этих различных магниторезистивностей проблем с полосой вроде не нету, до МГц работают,

то есть всё упрётся в АЦП, Fig 18, Table 12. до ~ 20кГц

[Herz 0]

То есть, ориентироваться нужно на минимальное время Filter update period, которое составляет 42.7мкс? Тогда получаем максимальный Output Rate = 23419 Гц, так?

И значит, чтобы реализовать максимальную резолюцию 0.01 градус, скорость вращения должна быть не более 0.65 об/сек, верно?

[_pv 0]

это чтобы между двумя последовательными измерениями (через 47мкс) была разница в 1lsb, да надо вращать с такой скоростью.

но если вращать быстрее разрешение АЦП от этого хуже не станет.

правда резолюция АЦП в 0.01 это здорово конечно, но если включить все смещения, разные Ку, нелинейности, неортогональности sin/cos, гистерезис и температуру, для абсолютной точности, особенно без калибровки, я бы порядок, а то и пару от этой цифры скинул бы.

[rx3apf 0]

6 часов назад, Herz сказал:

какие максимальные обороты поддерживает такой энкодер и ... обломался. Продавца, разумеется, расспрашивать бесполезно, но и в самом даташите на микросхему я не обнаружил понятных величин. 

 

Для режима HSM цифры указаны - 10000 rpm. 

[Herz 0]

44 minutes ago, rx3apf said:

Для режима HSM цифры указаны - 10000 rpm. 

Да, действительно. Спасибо.

[Xenia 0]

20 часов назад, Herz сказал:

Хотел понять, какие максимальные обороты поддерживает такой энкодер и ... обломался. Продавца, разумеется, расспрашивать бесполезно, но и в самом даташите на микросхему я не обнаружил понятных величин. Кто-то может сказать конкретно? Возможно, приходилось пощупать этот чип?

 

Лично я щупала TLE5011 и TLE5010, отличающихся лишь напряжением питания (первый на 3.3V может работать, а второму нужно 5V) и ... ценой. По непонятным мне причинам первый более чем на порядок дороже второго.

 

А вот TLE5012B пришел мне по почте месяц назад и его я еще не испытывала. Но заказывала его, как более дешевый вариант, пригодный для 3.3-вольтового питания. Почему он стоит дешевле, тоже неясно, т.к. TLE5012B несомненно круче обоих своих предшественников (более широкий выбор интерфейсов для коммуникации, встроенный генератор тактовой частоты, встроенный калькулятор угла). Между тем как сами измерительные характеристики у всех трех чипов одинаковые (различий не обнаружила).

 

Однако эти датчики в общем-то предназначены для другого - не в качестве счетчика оборотов, а в качестве прецензионного датчика угла поворота. Скажем, для рукоятки джойстика или какого-то рычага. Причем, реальную точность дают до 14 точных разрядов (которые не шумят), хотя разрядная сетка у них 16-битная. Это соответствует 2% углового градуса, что, на мой взгляд,  для практических целей явно избыточно, т.к. механику трудно отюстировать с такой точностью.

 

Тем не менее, считать обороты вала им, по-видимому тоже можно, но тогда на полный оборот нужно не одно измерение, а по меньшей мере три (чтобы понять еще и направление вращения).

Частота оцифровки у него около 90 мкс, что для датчиков с цифровым выходом очень хорошо. Я опрашивала датчик с периодом 120 мкс, т.к. у меня их на SPI-шине было 3 штуки, которые приходилось опрашивать по очереди. А ускорить опрос я не могла, т.к. 2 МГц - у него предельная частота SPI-клока, тогда как я выше 1.3 МГц ее поднять не могла (делитель тактовой частоты у моего SPI лишь в целую степень двойки).

 

Однако, если датчик всего один и опрашивать его каждые 100 мкс (для надежности, т.к. сигнала DATA_READY у него нет), то за 1 сек будем иметь 10000 измерений. Обращаю внимание - за секунду, а не за минуту! Ну, а если надо три измерения на оборот, то скорость вала может достигать 3000 оборотов в секунду. Но это лишь мои теоретические прикидки, основанные на частоте выдачи данных, не учитывающие инерционность внутреннего датчика Холла.

 

 

[Herz 0]

Нет, считать обороты при помощи этого сенсора - это почти как микроскопом гвозди забивать. Наверняка Вы слышали о такой набирающей популярность теме, как ODrive, претендующей на замену шаговых и серводвигателей дешёвыми BLDC-моторами. Здесь бы такой энкодер, ИМХО, пригодился бы вполне.

[yaroslavic2 0]

On 10/3/2020 at 10:44 PM, Herz said:

Нет, считать обороты при помощи этого сенсора - это почти как микроскопом гвозди забивать. Наверняка Вы слышали о такой набирающей популярность теме, как ODrive, претендующей на замену шаговых и серводвигателей дешёвыми BLDC-моторами. Здесь бы такой энкодер, ИМХО, пригодился бы вполне.

У него еще есть братья от AMS AS504xx с которыми Odrive работает из коробки.

[Herz 0]

Да он и с простым китайским оптическим энкодером, в принципе, работает, судя по видео.

 

Но вот с ТТХ у того же AS5040 всё же почётче. Прямо указано, что в «абсолютном» режиме он может работать максимум до 600 об/мин, и это только 10-бит ШИМ. Не верится, что TLE5012 обладает на порядки лучшими способностями.

[Xenia 0]

03.10.2020 в 18:44, Herz сказал:

Нет, считать обороты при помощи этого сенсора - это почти как микроскопом гвозди забивать.

Так-то оно так, но когда микроскоп становится на порядок дешевле молотка, то задумаешься, чем лучше забивать гвозди.

 

Вот и TLE5010 меня заинтересовал низкой ценой и хорошим качеством, хотя был для моих целей несколько избыточен.

Скажем, на пресловутом Алиэкспрессе лот из 10-ти штук TLE5010 стоит

138.75 руб. (набор 10 шт.) + 14.52 руб доставка. Т.е. на штуку приходится где-то 14 руб.

https://aliexpress.ru/item/32614659684.html

или здесь:

70.99 руб. (набор 5 шт.) + 14.52 руб доставка. Т.е. за штуку где-то 17 руб.

https://aliexpress.ru/item/4000118049624.html

 

Тогда как  предлагаемый выше AS5040 идет уже по цене 192.80 руб. + доставка: 210.54 руб., что в сумме составит около 300 руб, но уже на одну штуку.

https://aliexpress.ru/item/4001365565984.html

Причем оба варианта я выбирала после сортировке предложений по минимуму суммы "цена+доставка".

 

[_pv 0]

2 hours ago, Herz said:

Но вот с ТТХ у того же AS5040 всё же почётче. Прямо указано, что в «абсолютном» режиме он может работать максимум до 600 об/мин, и это только 10-бит ШИМ. Не верится, что TLE5012 обладает на порядки лучшими способностями.

это опять же какая-то странная характеристика с какой скоростью надо вращаться чтобы увидеть переключение всех кодов подряд по одному LSB, 

1,2,3,4,5,6,7.... 1024.

если его же раскрутить до максимальных 30000rpm то будет 1, 51,101,151,...

причем максимальные 30000rpm опять же из-за "цифры" потому там при 500Гц интерполятор на 512 упрётся в частоту АЦП которая судя по всему 25кГц, при том что сам датчик может иметь аналоговую полосу ещё на порядок больше.

возмите датчик с аналоговым выходом (типа KMZ41) и внешним АЦП хоть на МГц цифруйте.

[Herz 0]

Что-то мне принцип его не совсем понятен. Вот что сказано в даташите:

Quote

The KMZ41 is a sensitive magnetic field sensor, employing the magneto-resistive effect of thin film permalloy. The sensor contains two galvanically separated Wheatstone bridges, which enclose an angle of 45 degrees.

A rotating magnetic field strength > 40 kA/m (recommended field strength > 100 kA/m) in the surface parallel to the chip (x-y plane) will deliver two independent sinusoidal output signals, one following a cos(2α) and the second following a sin(2α) function.

Во-первых, если мосты расположены под углом в 45 градусов относительно друг друга, то и фазовый сдвиг составит эти же 45 градусов, что подтверждается Fig 2.

Как тогда выходные сигналы можно называть синусным и косинусным?

Во-вторых, почему двойного угла?

[_pv 0]

Потому что там есть всякие разные магниторезистивности (гигантская, аномальная, анизотропная, туннельная, ...) и некоторые из них видят не само поле, а квадрат поля, соответственно из-за этого угол получается удвоенный,

То есть совсем абсолютный энкодер на полный оборот, без дополнительной оптопары/концевика который будет показывать какая именно сейчас половина - выходит не очень, ну либо надо помнить предысторию и самому отслеживать какие из 180 градусов на самом деле.

Но у того же инфениона вроде были и аналоговые с 360 градусами на оборот.

Есть ещё кстати недорогие интегральные цифровые 3d Холлы, tlv493d, разрешение 12 бит, но до пары кГц их разогнать можно.

[Vasily_ 0]

05.10.2020 в 17:42, Xenia сказал:

TLE5010 меня заинтересовал низкой ценой и хорошим качеством

Зачем нужен чип который кроме алиэкспресс больше никто не продает? Так что качества там  точно нет.

02.10.2020 в 15:42, Herz сказал:

наткнулся на энкодер, построенный на магнитном сенсоре TLE5012B

Наткнулся на видео про замену оптического энкодера: https://www.infineon.com/cms/en/product/evaluation-boards/tle5012b-evalboard/