Firmware - Settembre 2014 / N°104 - (Page 38)

Analog sponibili componenti in grado di realizzare conversioni tra frequenza e tensione con buone caratteristiche, almeno a frequenze dell'ordine di qualche decina di kHz. I sensori basati su effetti induttivi esistono, ma richiedono una circuiteria di interfaccia più complessa (vedi Rif. 2). Oggetto di questo articolo è l'introduzione di LDC1000, il primo convertitore monolitico Induttanza-Dato Digitale, recentemente introdotto da Texas Instruments. LDC1000 Si tratta di un circuito integrato che realizza un sensore senza contatto, a corto raggio, capace di risoluzioni inferiori al micron (un millesimo di millimetro), quando viene usato come sensore di posizione. Non è influenzato dalla presenza di polvere, umidità, sporco, operando in modo affidabile anche in ambienti ostili. Non sono al momento disponibili informazioni circa il comportamento in ambienti caratterizzati da elevato rumore elettromagnetico. È probabile che maggiori informazioni in tal senso si possano avere con un contatto diretto con la rete di assistenza applicativa del costruttore. L'elemento sensore vero e proprio è una economica bobina che può essere realizzata in molti modi, anche stampata su PCB. L'assenza di parti in movimento e di contatto fisico on oggetti esterni contribuisce ad una elevata vita operativa. Il principio di fun- zionamento usato, descritto nel seguito, permette misure di posizione lineare ed angolare, spostamento, movimento, compressione, vibrazioni, tra l'altro, a costo estremamente basso. L'alimentazione può essere una singola sorgente 5V +/-5% anche se, per maggiore flessibilità, l'alimentazione dell'interfaccia digitale è separata e funziona tra 1,8V e 5,25V. Il consumo della porzione analogica del chip è tipicamente di 1,7mA, senza elemento sensore. La risoluzione offerta è molto elevata, va dai 16 ai 24 bit, quest'ultima è la risoluzione disponibile nella misura di induttanza. La precisione dichiarata è 0,1%. L'intervallo di frequenza in cui opera è compreso tra 5kHz e 5MHz, ovvero la frequenza di risonanza della rete LC necessaria al suo funzionamento. L'interfaccia digitale è costituita da una Serial Peripheral Interface, agevolando la connessione a qualsiasi microcontrollore. LDC1000 è offerto in un solo contenitore, il compatto SON16 a montaggio superficiale. Purtroppo questo non si presta bene al montaggio manuale, avendo scarsa accessibilità ai terminali di saldatura. Questo problema può essere aggirato almeno per la fase di prototipazione, ricorrendo al modulo di valutazione di cui parleremo in seguito (vedi Rif. 4). Il modulo è facilmente sezionabile in tre parti, bobina sensore, LDC1000, microcontrollore, mantenendo accessibili le piazzole di saldatura. Connettendo la sezione centrale al nostro prototipo ci troviamo quindi il circuito integrato pre-saldato, evitando ogni rischio connesso ad un'impropria saldatura. Il contenitore è descritto in dettaglio nel nel foglio specifiche di LDC1000, vedi Rif. 3. Possiamo vedere in figura 2 lo schema semplificato di una tipica applicazione di LDC1000. Tutto quanto necessario è un regolatore di tensione lineare, un microcontrollore che gestisce ed utilizza la misura ottenuta ed un sensore composto da una induttanza ed una capacità in parallelo ("sensor" in figura, sensore o "LC" nel seguito). Esempi di possibili applicazioni sono misuratori di flusso, sensori di posizione, misure di velocità e spostamento basate sul conteggio di denti di ingranaggi, sostituzione di pulsanti meccanici. I campi applicativi suggeriti comprendono notebook, game, stampanti multifunzione, macchine fotografiche digitali, automotive, dispositivi medici. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO Con un breve richiamo di elettrotecnica, ricordiamo che una corrente alternata circolante in un conduttore, una bobina in particolare, nel nostro caso, genera un campo elettromagnetico nello spazio circostante. Se un materiale conduttore viene avvicinato alla bobina, vedi figura 3, si crea una corrente indotta sulla superficie dell'oggetto. Queste correnti sono chia- Figura 2: Applicazione tipica FOCUS ON SKILLS INSIDE TOOLS ANALOG TIPS'N TRICKS MARKET NEWS SPOTLIGHT EVENTS ZAPPING MEMBERSHIP

Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Settembre 2014 / N°104

TIPS'n tricks LIN, Local Interconnect Network
FOCUS on Micro Python: arriva la Python board per i sistemi embedded
SKILLs
Più intelligenza nell’Illuminazione a LED
Lampada elettronica a LED con MSP430
INside
Termostati Evoluti da Freescale
Si7005: Sensore di Temperatura e Umidità I2C
ANALOG LDC1000 Inductance to Digital Converter
SPOTlight
“Surge Stopper” Serie LTC 436x da Linear: Alte Prestazioni in Spazi Ridotti
Soluzioni avanzate per la distribuzione del clock: domande e risposte
News
EVENTS zapping
Guida

Firmware - Settembre 2014 / N°104

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