JAJU934 May   2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   デザイン イメージ
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1 ハードウェア設計
    2. 3.2 ソフトウェア設計
      1. 3.2.1 TMAG5170 SPI フレーム
        1. 3.2.1.1 32 ビット フレームのシリアル データ
        2. 3.2.1.2 シリアル データ出力 32 ビット フレーム
      2. 3.2.2 TMAG5170 のレジスタ構成
      3. 3.2.3 SPI と変換開始タイミング
      4. 3.2.4 線形位置の計算
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア
      1. 4.1.1 PCB の概要
      2. 4.1.2 MCU インターフェイス コネクタ
    2. 4.2 テスト構成
    3. 4.3 テスト結果
      1. 4.3.1 磁界の Z 軸および X 軸成分の測定
      2. 4.3.2 リニア位置測定
      3. 4.3.3 SPI 信号測定
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 デザイン ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM (部品表)
      3. 5.1.3 PCB レイアウト
        1. 5.1.3.1 レイアウト プリント
        2. 5.1.3.2 レイアウトのガイドライン
    2. 5.2 ツールとソフトウェア
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート・リソース
    5. 5.5 商標
  12. 6著者について

テスト構成

このリファレンス デザインを評価するために、以下のハードウェア機器を使用しました。

表 4-3 前提条件
装置 備考
TIDA-060045 このリファレンス デザインの構成は次のとおりです。
LAUNCHXL-F280049C C2000™ Piccolo™ マイコン向けの F280049C LaunchPad™ 開発キット
N45-1350 円柱型ディスク磁石、1350mT、直径 25mm、高さ 3mm
LAUNCHXL-F28379D F28379D C2000™ Delfino™ リアルタイム マイコン向け LaunchPad™ 開発キット
TIDA-010026 EnDat2.2 アブソリュート エンコーダ向け、堅牢なインターフェイスのリファレンス デザイン
Heidenhain LC 415 EnDat2.2 アブソリュート リニア位置エンコーダ、高精度グレード ±5μm、分解能 0.010μm

図 4-3図 4-4 にテスト構成を示します。

TIDA-060045 テスト構成の側面図図 4-3 テスト構成の側面図

上の 図 4-3 はテスト構成の側面図です。EnDat2.2 を持った 320mm 長の HEIDENHAIN アブソリュート リニア エンコーダを位置参照用として、固定プレートに取り付けます。円形検出磁石を、LC415 リニアエンコーダの移動スレッジの上に取り付けます。スレッジは EnDat2.2 インターフェイス ケーブルに接続され、ケーブルを引っ張ることで磁石の位置を移動できます。4 個の TMAG5170 3D ホール エフェクト センサを下向きにして、TIDA-060045 PCB を LC415 リニア エンコーダの上面にある固定プレートに取り付けます。TMAG5170 (y 軸) 内の各 3D ホール エフェクト センサの中心を、移動する磁石の中心に合わせます。磁石の上面と TMAG5170 内のホール エフェクト センサの間のエアギャップ (z 軸) は 15.2mm です。TMS320F280049C LaunchPad は、ヘッダ J1、J3 と J2、J4 経由で TIDA-060045 PCB に接続します。このテスト構成では、TMS320F280049C LaunchPad は TIDA-060045 にも 3.3V 電源を供給します。

TIDA-060045 テスト構成の上面図図 4-4 テスト構成の上面図

図 4-4 に、前述のように LC415 リニア位置参照用エンコーダの上面に TIDA-060045 および TMS320F280049C LaunchPad を取り付けたテスト構成の上面図を示します。LC415 リニア エンコーダは、TIDA-010026 EnDat2.2 リファレンス デザインに接続します。TIDA-010026 は 12V 電源で動作し、EnDat2.2 ソフトウェアを稼働する TMS320F28379D LaunchPad に接続します。両方の LaunchPad を SPI 経由で接続し、4 個の TMAG5170 と LC415 リニア エンコーダのサンプリング時間を同期し、最大 4kHz のサンプル レートで、対応する LC415 の参照位置を TMS320F280049C LaunchPad に送信します。

このリファレンス デザインを検証するために、TMAG5170 ヘッダー ファイル TMAG5170-CODE-EXAMPLE と C2000 MCU 用の C2000WARE ソフトウェア開発キットを使用して、TMS320F280049C LaunchPad でテキサス・インスツルメンツの社内テスト ソフトウェアを開発しました。C2000WARE の質問については、C2000 マイコン フォーラムの E2E™ 設計サポートを参照してください。TMAG5170-CODE-EXAMPLE についての質問は、センサ フォーラムを参照してください。

TMS320F280049C で実行されるテキサス・インスツルメンツの社内テスト ソフトウェアには、2 つの動作モードがあります。リアルタイム モードでは、LC415 スレッジに取り付けられた磁石の絶対直線位置 (x 軸) を 4kHz のレートで連続的に測定し、対応する位置誤差を計算します。LC415 リファレンス エンコーダから読み取った事前定義された絶対開始位置に磁石が到達すると、トリガ モードは連続した 200 カ所の位置のサンプリングを開始します。詳細については、「テスト結果」セクションを参照してください。この絶対開始位置は絶対値で 12cm であり、クワッド TMAG5170 の 10cm の測定範囲は絶対参照位置 13.2cm~23.2cm で始まります。これは動的な精度測定に使用され、センサ磁石と LC415 シャトルがそれに応じて移動し、すべてのデータがメモリに保存されます。データは Code Composer Studio を介して読み出され、Excel や MATLAB® などのツールを使用して検証されます。

TIDA-060045 フローチャート リニア位置テスト ソフトウェア図 4-5 フローチャート リニア位置テスト ソフトウェア