Проекты / Измерения, сенсоры и сбор данных
Компактный измерительный датчик на базе 3D-магнитного сенсора TLV493D и STM32L4: магнитное поле по трем осям, угол, скорость вращения, USB/UART, фильтрация, калибровка и сохранение настроек.
Нужно было сделать небольшой универсальный датчик, который можно использовать не только как магнитометр, но и как датчик вращения. В одном устройстве требовалось совместить опрос 3D-магнитного сенсора, расчет угла, определение скорости вращения, счетчик оборотов и простой интерфейс настройки без отдельной пользовательской программы.
Проект был доведен до рабочей прошивки для STM32L4. Датчик опрашивается по I2C, данные обрабатываются в прошивке и выдаются через USB CDC или UART. Пользователь может выбрать режим измерения, частоту выдачи данных, единицы скорости, уровень фильтрации и интерфейс передачи. Настройки сохраняются во Flash-памяти микроконтроллера.
Материалы проекта
Видео
Короткая запись работы устройства или испытательного стенда.
Инженерный контекст
Устройство использует 3D-магнитный датчик TLV493D и работает с ним по I2C
Внутренний цикл опроса рассчитан на частоту до 2 кГц
Прошивка поддерживает режимы магнитного поля, калиброванного магнитного поля, угла поворота и скорости вращения
Для угла используется расчет по двум осям магнитного поля, а переход через границу 180 градусов учитывается счетчиком оборотов
Данные можно передавать через USB CDC или UART; служебная информация отправляется в оба интерфейса
Параметры работы можно менять текстовыми командами и сохранять во Flash
Сделано
опрос 3D-магнитного датчика TLV493D по I2C
расчет магнитного поля по осям X, Y и Z
расчет угла поворота по данным магнитного поля
счетчик оборотов с учетом перехода через полный круг
расчет скорости вращения в об/мин или об/с
режимы передачи данных по USB CDC и UART
текстовый протокол команд для настройки устройства
настраиваемая фильтрация сигналов
процедура калибровки по двум направлениям вращения
проверка ошибок чтения, записи и состояния датчика
сохранение рабочих параметров во Flash-памяти
Подробности
В прошивке предусмотрены режимы выдачи магнитного поля, калиброванного магнитного поля, угла и скорости. В режиме угла устройство выдает текущий угол и счетчик оборотов. В режиме скорости рассчитывается скорость вращения, которую можно выводить в об/мин или об/с.
Устройство настраивается текстовыми командами через USB или UART. Команда help выводит встроенную справку. Через команды можно выбрать режим работы, период выдачи данных, интерфейс передачи, скорость UART, единицы измерения скорости, фильтр, сброс счетчика оборотов, сохранение настроек и восстановление заводских параметров.
Для сигналов магнитного поля и скорости предусмотрены несколько уровней фильтрации: без фильтра, быстрый, средний и медленный режим. Калибровка выполняется по двум проходам с вращением в разные стороны. Прошивка проверяет недостаточный уровень магнитного поля и насыщение датчика, рассчитывает смещения и коэффициенты нормализации по осям X и Y.
После настройки параметры можно сохранить во Flash-память, чтобы устройство запускалось сразу в нужной конфигурации. Это важно для автономного применения датчика, когда после включения он должен работать без ручной перенастройки.
Контакт
Свяжитесь с нами по email или задайте вопрос по телефону.
