誘導性センサ アナログ フロント エンド (AFE) とインダクタンス/デジタル コンバータ (LDC) は、位置センシング アプリケーションでサブミクロン (1μm 未満) の分解能を実現します。これらの製品は直流 (DC) 磁界に対する耐性があり、動作に磁気部品を必要としません。TI の誘導性センサ AFE には、非接触式の性質があるので、過酷な環境でも高い信頼性を維持できます。
設計と開発に役立つリソース
リファレンス・デザイン
防水 / 耐ノイズ HMI アプリケーション向け誘導性タッチ・ステンレス・スチール・キーパッドのリファレンス・デザイン
16 個のボタンを搭載したステンレス・スチール製キーパッドは、TI の誘導性タッチ技術を採用し、厚さ 0.6mm のステンレス・スチール金属上に高感度のボタンを実装しています。このデザインは MUX（マルチプレクス）アプローチを採用しており、単一の LDC1614 で多数のボタンを実装しています。このリファレンス・デザインは、システムを完全に密閉する金属表面または非金属表面に採用可能で、高度な防水機能（IP67）を実現できます。
リファレンス・デザイン
LDC0851 を使用する誘導性センシング 32 ポジション・エンコーダ・ノブのリファレンス・デザイン
制御入力に対する堅牢で低コストのインターフェイスを実現する、誘導性センシング・ベースのインクリメンタル・エンコーダ・ノブのリファレンス・デザインです。 他のセンシング技術とは異なり、ちり、湿気、油が存在する環境でも、高い信頼性を維持することが可能です。また、磁石が不要です。
評価ボード
リファレンス コイル ボードの評価基板
LDCCOILEVM は、システムのプロトタイプ製作で最大のフレキシビリティを確保し、さまざまなコイル サイズで実験を行うことができます。細長い長方形の非対称コイルから、直径 3mm の小型円形コイルに至るまで、19 種類のさまざまな独自 PCB コイルが付属しています。各コイルは目打ちで区切られているため、メイン ボードから折り取ることにより、コイルを簡単に取り外し、TI の誘導センシング デバイスと組み合わせてリモート センサとして使用できます。
TI の各種誘導性センサ AFE の利点
インタラクティブなタッチ ボタン
TI の誘導性センサ AFE を活用すると、水中や他の過酷な環境で動作し、手袋着用にも対応できる、信頼性の高い非接触式ボタンを設計できます。
イベント計測
TI の誘導性センサ AFE を採用すると、インクリメンタル エンコーダ ノブと、最大 300 イベント/秒のイベント計測に対応する、信頼性が高くシンプルなソリューションを実装しやすくなります。
金属の近接検出
近接または位置センシング アプリケーションで TI の誘導性センサ AFE を使用すると、マイクロメートル (μm) 単位の精度で導電性物質の存在を検出できます。
TI の誘導型センシングの利点
誘導性センサ向け AFE (アナログ フロント エンド) の活用により、シンプルで信頼性が高く、長期間維持できるタッチ ボタン ソリューションを実現
利点：
- 誘導性コイルには、表面に加えられたさまざまなレベルの力を検出する能力があります。その結果、マルチレベルの機能を実現できます。
- ボタン表面の摩耗や破損が少ないため、従来の機械式ボタンに比べて保管期間を延長できます。
- 異物の多い環境でも信頼性の高い性能。
- 切り抜き、穴あけ、可動部品がありません。
- 手袋を付けたままの指に反応します。
アプリケーション・ノート
Common Inductive and Capacitive Sensing Applications (Rev. B)
このアプリケーション レポートでは、合計 4 種類の誘導性センシングと静電容量性センシング アプリケーションについて説明し、各アプリケーションの設計上の課題に対処するために利用できるテクノロジーとリソースを活用する利点を強調します。
アプリケーション・ノート
Inductive Touch System Design Guide for HMI Button Applications (Rev. A)
『Inductive Touch System Design Guide』 (誘導性タッチ システムの設計ガイド) では、ヒューマン マシン インターフェイス (HMI) 用途のボタン アプリケーションに適した代表的なセンサの機械的構造とセンサの電気的設計の概要を記載しています。
誘導性センサ向け AFE を使用して、位置のインクリメントとデクリメント (増加と減少) を検出
利点：
- キャリブレーション不要。
- 低コスト。
- ほこりや汚れへの耐性。
- 磁気素子の影響を受けません。
- 毎秒 300 回以上の事象を測定できます。
- マイコンのメモリと命令は最小限で済みます。
アプリケーション・ノート
Common Inductive and Capacitive Sensing Applications (Rev. B)
このアプリケーション レポートでは、合計 4 種類の誘導性センシングと静電容量性センシング アプリケーションについて説明し、各アプリケーションの設計上の課題に対処するために利用できるテクノロジーとリソースを活用する利点を強調します。
アプリケーション・ノート
Sensor Design for Inductive Sensing Applications Using LDC (Rev. C)
このアプリケーション ノートでは、特定の誘導性センシング アプリケーション向けのセンサを設計する際に考慮する必要のあるパラメータについて説明しています。
誘導性センサ向け AFE (アナログ フロント エンド) の活用で金属の強度、近接性、存在を検出
利点：
- システムのニーズを満たすために、金属の存在と近接、バネの圧縮レベルを検出し、回転システムの速度と位置を測定できます (たとえば、歯車の歯数計測など)
- 外部の磁界の存在、強度、近接性を検出し、改ざんを防止
- センサは単純に PCB コイルであり、ターゲットは任意の金属素材であるため、フォーム ファクタの小型化とコスト削減を実現可能
- LDC161x ファミリを活用すると、コイル直径を基準として最大 200% のセンシング距離を実現し、比較的距離の長いセンシングが可能
アプリケーション・ノート
Common Inductive and Capacitive Sensing Applications (Rev. B)
このアプリケーション レポートでは、合計 4 種類の誘導性センシングと静電容量性センシング アプリケーションについて説明し、各アプリケーションの設計上の課題に対処するために利用できるテクノロジーとリソースを活用する利点を強調します。
アプリケーション・ノート
Inductive Sensing for LDC3114 Metal Proximity Detection
このアプリケーション レポートでは、金属の近接センシングで使用する TI の LDC センサの一般的な使用事例、利点、設計フローについて説明します。
誘導性センサ向け AFE (アナログ フロント エンド) を使用すると、システムに外乱をもたらす可能性のある外部の磁界に対する耐性を確保可能
利点：
- 広帯域ノイズへの固有の耐性を確保しているほか、共振周波数の範囲外にある対象周波数範囲。
- 内部の電磁干渉 (EMI) フィルタとグリッチ除去フィルタは、高周波信号がセンサの後段にある回路への外乱を防止し、EMI に対する耐性を高めます。
- 外部の磁界がデバイスやシステムの動作に影響を及ぼすのを防止する能力は、安全性機能の 1 つとして役割を果たします。
アプリケーション・ノート
EMI Considerations for Inductive Sensing
このアプリケーション ノートでは、TI のインダクタンス/デジタル コンバータ (LDC) を使用する際に EMI を低減するのに役立つ、さまざまな EMI 低減手法について説明します。
アプリケーション・ノート
Electromagnetic Interference Testing Using the LDC3114
LDC3114 が電磁干渉 (EMI) に対処する方法をご確認ください。
高速回転位置センシング
利点：
- 0°～360° の絶対回転位置に対応する非接触型誘導性位置センサ向けアナログ フロント エンド IC 内蔵
- 最大 480,000 RPM の回転速度で 1 度以下の高分解能と精度
- ASIL C までの決定論的能力とハードウェア能力を達成している LDC5072-Q1 の採用で、機能安全に準拠
- 過酷な環境での動作をサポートし、浮遊磁界、汚れ、汚染に対する耐性
- IC、センサの入力、出力、電源ピンに関する包括的な診断機能
ホワイト・ペーパー
Auto Functional Safety and How TI is Helping Customers W/ High-Precision Sensors
LDC5072-Q1 などの TI 製品を使用して、車載機能安全をサポートする方法をご確認ください。
回転位置センシング に関する主な製品
主なアプリケーションの概要
家電製品
家電製品の設計に適した誘導性センサ AFE を使用すると、性能、耐久性、安全性を最適化可能
ビル オートメーション
誘導性センサ AFE (アナログ フロント エンド) を活用すると、高性能の達成と同時に、コストやシンプルさの最適化を実現可能
アブソリュート エンコーディング アプリケーション内の位置センシング
トラクション インバータ、ブレーキ システム、モーター アクチュエータ、サーボ ドライブで TI の誘導性センサを使用すると、高い分解能と高精度を実現できます
家電製品の設計に適した誘導性センサ AFE を使用すると、性能、耐久性、安全性を最適化可能
TI の誘導性センサ AFE (アナログ フロント エンド) を採用すると、ロボット型掃除機、コードレス電動工具、洗濯機 / 乾燥機、調理台、冷蔵庫などの家電製品で、配置検出、グリップ検出、ギア検出、釘検出、ダイヤルとノブの回転、ボタン押下などの機能を実現できます。
利点：
- 磁気部品を使用しない誘導性センシングのため、磁気干渉が生じません。
- 手袋着用時も、過酷な環境や汚れの多い環境でも動作可能です。
- 金属の近接検出に使用できます。
- 開発中システムに適したシンプルな実装。
- LDC0851 採用で実現できるスイッチ機能。
主なリソース
最終製品 / サブシステム
製品
ハードウェア開発
- BOOST-LDC3114EVM – LDC3114 誘導性センシングの評価基板
- LDC0851EVM – LDC0851EVM 高精度インダクタンス・スイッチ、スタック・コイル付評価基板
- LDC1314EVM – LDC1314 評価モジュール
技術資料
- 家電製品向けの革新的なセンシング・ソリューション (Rev. A 翻訳版) – アプリケーション概要
- Common Inductive and Capacitive Sensing Applications (Rev. B) – アプリケーション・ノート
誘導性センサ AFE (アナログ フロント エンド) を活用すると、高性能の達成と同時に、コストやシンプルさの最適化を実現可能
電子スマート ロック、ワイヤレス セキュリティ カメラ、ドア センサや窓センサなどの各種アプリケーションで、改ざん検出や開閉検出などのセンシングを効率的に実行できます。
利点：
- 改ざんの可能性がある外部の金属の存在、強度、近接性を検出できます。
- 高額な磁気部品が不要です。
- 開発中システムに適したシンプルな実装。
- LDC0851 採用で実現できるスイッチ機能。
主なリソース
最終製品 / サブシステム
リファレンス・デザイン
- TIDA-01377 – 誘導性センシングを使用したケース不正開封検出のリファレンス デザイン
製品
ハードウェア開発
- LDC0851EVM – LDC0851EVM 高精度インダクタンス・スイッチ、スタック・コイル付評価基板
技術資料
トラクション インバータ、ブレーキ システム、モーター アクチュエータ、サーボ ドライブで TI の誘導性センサを使用すると、高い分解能と高精度を実現できます
車載と産業用の各市場に適した誘導性位置センサを使用すると、回転式変位とリニア変位の各ソリューションにまたがって、絶対角度測定と高精度角度測定を実現できます。
利点：
- 磁気部品が不要になります。
- 浮遊磁界に対する耐性があります。
- 正弦入力と余弦入力を使用する位置センシング向けの設計を採用した各種システムとの統合が容易です。
- かさばる高額なリゾルバを置き換えできます。
- 設計で適切なセンス コイルを採用すると、非常に高い回転速度に対応でき、480,000RPM のときに誤差 1 度未満という優れた直線性を達成できます。
- プリント基板をベースとする、コスト最適化済みのソリューション。
- 機能安全の冗長システム設計に対応します。
主なリソース
最終製品 / サブシステム
製品
- LDC5072-Q1 – 車載、サイン / コサイン インターフェイス搭載、誘導性位置センサのフロント エンド
- LDC5071-Q1 – 車載、サイン / コサイン インターフェイス搭載、誘導性位置センサの AFE (アナログ フロント エンド)
ハードウェア開発
- LDC5072Q1EVM – LDC5072-Q1 サイン / コサイン出力、誘導性位置センサ インターフェイスの評価基板
技術資料
設計ツールとシミュレーション
- LDC507X-SENSOR-DESIGN-TOOL – モーター位置を推定する PCB センサのための LDC507x 設計ツール
技術リソース
アプリケーション・ノート
Common Inductive and Capacitive Sensing Applications (Rev. B)
誘導性と容量性の各センシング テクノロジーの使用に伴う利点、および利用可能な設計リソースをご確認ください。
アプリケーション・ノート
LDC Device Selection Guide (Rev. D)
このセレクション ガイドをご覧になると、開発中の設計に最適な誘導性センシング (LDC：インダクタンス/デジタル コンバータ) デバイスを選定できます。
ビデオ・シリーズ
TI プレシジョンラボ - 超音波センシングで専門知識を蓄積
このオンデマンド カリキュラムはモジュール形式の実践的トレーニング ビデオで構成されており、理論と応用形式の演習を組み合わせています。また、重要な一般的アプリケーションと各種リソースを網羅しているので、誘導性センシング設計の迅速化に役立ちます。