當客戶使用LDC0851等電感式傳感設(shè)備設(shè)計接近開關(guān)應(yīng)用時,他們經(jīng)常向我咨詢?nèi)绾卧O(shè)計出適合特定感應(yīng)距離的線圈。今天,我要向大家介紹如何利用TI的新型WEBENCH?工具來進行這些計算,并繪制線圈布局計算機輔助設(shè)計(CAD)圖,然后通過三個簡單的步驟來構(gòu)建和測試接近應(yīng)用的原型。
我將使用此前博客中的打開/關(guān)閉蓋子應(yīng)用的示例。下方的簡圖可供參考。
圖1:采用LDC0851感測蓋子開/關(guān)
要訪問WEBENCH工具,請轉(zhuǎn)到LDC0851產(chǎn)品頁面,然后導(dǎo)航到右側(cè)的開/關(guān)感應(yīng)工具,如圖2所示。或者,只需在瀏覽器中輸入www.ti.com/ldc0851webench。
圖2:用于接近開關(guān)應(yīng)用的電感式傳感WEBENCH工具
1. 輸入相關(guān)參數(shù),然后單擊“開始設(shè)計”。
a. 感應(yīng)距離:這是您希望LDC0851在出現(xiàn)金屬目標時改變輸出狀態(tài)的距離。對于此應(yīng)用,開關(guān)點應(yīng)發(fā)生在3mm處。
b. 最近目標距離:由于這是一種非接觸式開關(guān)技術(shù),堅固的設(shè)計將可以讓金屬目標在它越過開關(guān)點之后繼續(xù)移動更靠近線圈。輸入此參數(shù)將確定傳感器線圈的最小電感。對于此應(yīng)用,蓋子完全關(guān)閉后,會停在1mm厚的塑料墊上。
c. 最大線圈直徑:這是您在印刷電路板(PCB)上可提供空間的最大直徑。更長的感應(yīng)距離將需要更大的線圈直徑。如果您想要查看更多的結(jié)果,請增加此參數(shù)。此應(yīng)用空間允許的線圈最大直徑為15mm。
d. 電源電壓:此參數(shù)影響可支持的最小電感。使用3.3V的電源可以支持低于1.8V的傳感器電感。本應(yīng)用支持使用3.3V電源。有關(guān)詳細信息,請參見圖9和10LDC0851數(shù)據(jù)表。在該電感式傳感設(shè)計計算工具的“LDC0851_calc”選項卡上還有一個設(shè)計空間計算器。
e. 單擊開始設(shè)計。
2. 通過篩選,然后點擊“打開設(shè)計”,選擇合適的線圈。按照圖3中所示的編號框操作:
a. 解決方案類型:堆疊線圈可以提供更緊湊的布局,但是在相同直徑下通常比并排線圈提供更短的感應(yīng)距離。如果堆疊線圈設(shè)計沒有顯示結(jié)果,請選擇“并排”或“全選”,然后單擊“重新計算”。此應(yīng)用可支持四層PCB設(shè)計,但由于有限的可用PCB面積,需要堆疊線圈布局。
b. 請參見右上方的過濾器結(jié)果,以查看PCB供應(yīng)商可以支持的設(shè)置。對于選定的應(yīng)用,使用走線寬度為5mil和四層PCB。
c. 單擊打開設(shè)計。
圖3:選擇設(shè)計
3.導(dǎo)出CAD文件并發(fā)送PCB以供報價。
驗證應(yīng)用的工作值是否正確,如圖4的左下方所示。
圖4:打開設(shè)計
b. 單擊CAD文件導(dǎo)出,如圖4右下方所示,并從各種CAD工具中進行選擇以打開設(shè)計,如圖5所示。
圖5:CAD導(dǎo)出工具
c. 下載并打開文件。進行最后的處理,如圖6所示。
圖6:打開線圈布局并進行最后的處理
d. 最后,設(shè)計可進行打包發(fā)送報價。
原型和測試階段
收到線圈設(shè)計后,就可以將其連接到如LDC0851EVM等我們的原型開發(fā)工具,開始原型開發(fā),如圖7所示。
7.
圖7:構(gòu)建設(shè)計和原型
為了測試感應(yīng)距離,我將平金屬目標連接到線性位置電機,并且在我們的原型上來回晃動目標金屬以找到相對于調(diào)節(jié)(ADJ)代碼的感應(yīng)距離。圖8顯示,對于ADJ設(shè)置為1,我實現(xiàn)了3mm的感應(yīng)距離。設(shè)置此ADJ值的一種簡單方法是使用LDC0851數(shù)據(jù)表中的表1。對于ADJ設(shè)置為1,建議使用通用電阻值為49.9 kΩ和3.32 kΩ的電阻分壓器。
圖8:感應(yīng)距離曲線
該設(shè)計可以在我們的蓋子開/關(guān)應(yīng)用中使用,并滿足我們指定的PCB約束條件下3mm感應(yīng)距離的原始要求。
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