Un capteur de position à effet Hall plus précis, plus rapide et moins gourmand

Le capteur de position à effet Hall 3D TMAG5170 signé Texas Instruments allie haute précision, vitesse d’échantillonnage élevée et faible consommation énergétique afin d’assurer un contrôle précis et en temps réel de la position d’équipements mobiles autonomes industriels.

Texas Instruments (TI) commercialise ce qu’il présente comme le capteur de position à effet Hall 3D le plus précis du marché. Plus précisément, le TMAG5170 allie haute précision, vitesse d’échantillonnage élevée et faible consommation énergétique, l’idée étant d’assurer un contrôle précis et en temps réel de la position d’équipements mobiles autonomes industriels type AGV (robots mobiles autonomes). Ce capteur est également doté de fonctions et d’outils d’analyse intégrés pour une flexibilité de conception et une sécurité optimales du système, tout en utilisant 70 % d’énergie en moins par rapport aux dispositifs comparables, selon TI.

« Les usines intelligentes sont dotées d’un nombre croissant de systèmes mobiles hautement automatisés, qui doivent fonctionner au sein d’un flux de fabrication plus intégré tout en collectant des données pour contrôler les processus, précise Noman Akhtar, analyste au cabinet d’études Omdia. Il est essentiel de disposer d’une technologie de détection de position 3D capable de fournir plus de précision, de vitesse et d’efficacité énergétique pour assurer un contrôle fin en temps réel, et ainsi augmenter l’efficacité et les performances des systèmes tout en réduisant les interruptions de service. »

Selon TI, le TMAG5170 est le premier capteur de position à effet Hall 3D du marché à garantir une erreur totale à l’échelle de seulement 2,6 % à température ambiante, une dérive d’erreur totale de 3 % (soit 30 % de moins que le dispositif concurrent le plus proche, à en croire l’Américain), ainsi qu’une valeur d’erreur 35 % plus faible que les composants comparables en présence d’un champ transversal. De quoi s’affranchir d’un étalonnage en fin de ligne et d’une compensation d’erreur hors puce, et donc simplifier la conception et la fabrication des systèmes.

Le contrôle en temps réel plus rapide et plus précis bénéficie par ailleurs d’une acquisition de données à haute cadence – jusqu’à 20 kéch./s – pour une faible latence indispensable pour contrôler les mouvements mécaniques rapides.

Au delà de ses performances, le TMAG5170 intègre diverses fonctionnalités (moteur de calcul de l’angle, calcul de la moyenne de mesure, compensation de gain et de décalage, etc.) pour éliminer les calculs hors puce et ainsi simplifier la conception et optimiser la flexibilité des systèmes en favorisant des boucles de contrôle plus rapides, une latence réduite et un développement logiciel plus aisé. La charge du processeur s’en trouve également réduite de 25%, une baisse suffisante pour permettre l’utilisation d’un microcontrôleur généraliste basse consommation pour limiter le coût global du système.

La réduction de la consommation énergétique de ce composant (au moins 70 % par rapport à d’autres capteurs de position à effet Hall 3D linéaires) trouve également sa source dans un choix de plusieurs modes de fonctionnement sur une plage de vitesse d’échantillonnage comprise entre 1 éch./s et 20 kéch./s, sans rogner sur les performances du capteur. Une fonctionnalité bien utile lorsque l’efficacité énergétique est un critère crucial de l’application visée (notamment pour les équipements fonctionnant sur batterie).

Enfin, le TMAG5170 renforce la sécurité à travers un ensemble de fonctions d’analyses (vérifications des communications, de la continuité et du chemin interne du signal) et de diagnostics configurables sur l’alimentation externe, les champs magnétiques et la température du système, afin d’assurer une fiabilité sur le long terme.

Encapsulé dans un boîtier VSSOP (very thin shrink small-outline package) 8 broches de 4,9 x 3 mm, ce capteur est disponible au prix de 1,139 dollar l’unité par quantité de 1000 pièces.