Snelheid en richting slim bepaald

Detecteer draaien en niet trillen

Hoe snel iets draait, kan op verschillende manieren bepaald worden. Dit geldt ook voor de richting. Beide parameters zijn voor heel veel applicaties van essentieel belang waarbij het wenselijk is dat de nauwkeurigheid van het sensorsysteem hoog is en dat dat trillingen of veranderingen in de afstand tussen sensor en draaien object geen invloed hebben. De nieuwe hall-sensor van Allegro MicroSystems, de ATS699, voldoet aan deze eisen.

Detecteren hoe snel iets draait, kan het gemakkelijkst door te tellen hoe vaak een merkteken op het draaiende object voorbij komt. Dit merkteken kan van alles zijn zolang het maar met een sensor te zien is. Het merkteken kunnen we zelf aanbrengen, maar veel objecten hebben van zichzelf al geschikte merktekens. Een tandwiel is wel het meest voorkomende draaiende object dat van zichzelf al merktekens heeft. Elke tand is immers een duidelijk detecteerbaar onderdeel dat hiervoor inzetbaar is. Daarbij komt dat door het gebruik van de tanden de resolutie van de snelheidsbepaling vele malen groter is dan bij een enkel gaatje, verfvlekje of magneetje.
Met een hall-sensor kan prima gedetecteerd worden of er al dan niet een tand in de buurt van de sensor aanwezig is. Enige eis daarbij is dat het tandwiel van ijzer moet zijn en er ergens in het systeem een magneet moet zijn zodat de hall-sensor iets kan meten. Helaas kan met een hall-sensor niet zomaar de richting bepaald worden en ook kan het lastig worden als bijvoorbeeld de afstand tussen sensor en tandwiel door bijvoorbeeld vibraties verandert (iets dat bijvoorbeeld op kan treden in een auto of wasmachine). Daarnaast kan met één hall-sensor niet bepaald worden of het tandwiel echt draait of alleen maar een beetje heen en weer gaat. Telkens dezelfde tand die voorbij de sensor beweegt geeft immers eenzelfde signaal als bij het draaien van het tandwiel en er telkens andere tanden voorbij komen.
Allegro MicroSystems heeft hier een oplossing voor bedacht en zijn onlangs gekomen met de ATS699, een hall-sensor waarmee zowel de snelheid als de richting zijn te bepalen en die door de ingebouwde intelligentie meteen kan zien of er daadwerkelijk spraken van een draaibeweging is of dat er alleen maar een heen- en weergaande beweging is. Dit hebben ze gerealiseerd met een sensor met drie aparte Hall-elementen die met het meetsysteem uit afbeelding 1 uitgelezen worden. Door deze combinatie van drie sensorelementen, kan de aanwezigheid van een tand gedetecteerd worden en uit de volgorde van de verandering van het de meetsignalen kan de richting bepaald worden.
Door de ingebouwde microcontroller bezit de sensor de nodige intelligentie. Deze intelligentie wordt gebruikt om op een goede manier te kunnen bepalen of er sprake is van het heen en weer gaan van het tandwiel alsmede om variaties ten gevolge van de afstand tussen sensor en tandwiel te compenseren zodat meetfouten geminimaliseerd worden.