In-System Programmierbarer Hall-Schalter
Kurzbeschreibung
Der HAL 1002 ist der verbesserte Nachfolger des HAL 1000 Hall-Schalters. Die Hauptmerkmale des Sensors, die beiden Schaltpunkte BON und BOFF und das Ausgangsverhalten sind für den spezifischen Anwendungsfall programmierbar.
Der HAL 1002 besitzt ein temperaturkompensiertes Hall-Element mit getakteter Offsetkompensation, einen A/D-Wandler, digitale Signalverarbeitung, eine Gegentakt-Ausgangsstufe, ein EEPROM mit Redundanz- und Verriegelungsfunktion für die Kalibrierdaten, eine serielle Schnittstelle zur Programmierung des EEPROMs und Schutzschaltungen an allen Pins.
Aufgrund der digitalen Signalverarbeitung wird die Sensor-Genauigkeit nicht durch analoge Offsets, Temperaturschwankungen und mechanischen Stress beeinträchtigt.
Der HAL 1002 ist durch Modulation der Versorgungsspannung programmierbar, d.h., es ist kein zusätzlicher Programmier-Pin erforderlich. Für den Sensor, den Magneten und die mechanische Positionierung können die Toleranzen für den endgültigen Aufbau durch Programmierung kompensiert werden. Dies bietet eine kostengünstige Alternative für alle Anwendungen, die derzeit noch mechanische Einstellungen erfordern.
Die Toleranzen von Sensor, Magnet und mechanischer Positionierung können durch Programmierung in der Fertigung kompensiert werden.
Der Sensor ist für den Einsatz in rauen automotiven und industriellen Anwendungen ausgelegt und wird mit einer nominellen Versorgungsspannung von 5 V im Sperrschichttemperaturbereich von –40 °C bis 170 °C betrieben. Der HAL 1002 ist im bedrahteten TO92UT-Gehäuse erhältlich.
Blockdiagramm – Systemarchitektur
Der HAL 1000 ist eine monolithische integrierte Schaltung, die ein digitales Ausgangssignal liefert. Der Sensor basiert auf dem Design des HAL 8xx. Alle Blöcke vor dem Komparator sind identisch mit denen des HAL 810 und die Signalverarbeitung ist sehr ähnlich.
Das Hall-Element ist empfindlich gegenüber magnetischem Nord- und Südpol. Die externe magnetische Feldkomponente senkrecht zu der beschrifteten Seite des Gehäuses erzeugt eine Hall-Spannung. Diese Spannung wird in einen digitalen Wert gewandelt und in der digitalen Signalverarbeitungseinheit (DSP) entsprechend den Einstellungen der EEPROM-Registern verarbeitet.
Das Setzten des LOCK-Bits deaktiviert permanent die Programmierbarkeit des EEPROMs. Dieses Register kann nicht zurückgesetzt werden.
Solange das LOCK-Bit nicht gesetzt ist, kann die Ausgangskennlinie durch Programmierung der EEPROM-Register eingestellt werden. Das IC wird durch Modulation der Versorgungsspannung adressiert. Im Versorgungsspannungsbereich von 4,5 V bis 5,5 V liefert der Sensor eine analoge Ausgangsspannung. Nach Erhalt eines Befehls liest oder beschreibt der Sensor den Speicher und antwortet mit einem digitalen Signal am Ausgang. Der digitale Ausgang wird während der Daten-Kommunikation abgeschaltet.
Interne Temperaturkompensationsschaltungen und die getaktete Offset-Kompensation ermöglichen den Betrieb über den gesamten Temperaturbereich bei minimalen Abweichungen der Schaltpunkte. Die Schaltung verhindert ebenso Offsetverschiebungen durch mechanischen Stress des Gehäuses. Der nichtflüchtige Speicher umfasst redundante EEPROM-Zellen; darüber hinaus ist der HAL 1000 mit Schaltungen für den Überspannungs- und Verpolungs-Schutz an allen Pins ausgestattet.