電感式傳感設(shè)計(jì)器：輕松讓你完成接近開關(guān)的構(gòu)建與測試

當(dāng)客戶使用LDC0851等電感式傳感設(shè)備設(shè)計(jì)接近開關(guān)應(yīng)用時(shí)，他們經(jīng)常向我咨詢?nèi)绾卧O(shè)計(jì)出適合特定感應(yīng)距離的線圈。今天，我要向大家介紹如何利用TI的新型WEBENCH?工具來進(jìn)行這些計(jì)算，并繪制線圈布局計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）圖，然后通過三個(gè)簡單的步驟來構(gòu)建和測試接近應(yīng)用的原型。

我將使用此前博客中的打開/關(guān)閉蓋子應(yīng)用的示例。下方的簡圖可供參考。

圖1：采用LDC0851感測蓋子開/關(guān)

要訪問WEBENCH工具，請(qǐng)轉(zhuǎn)到LDC0851產(chǎn)品頁面，然后導(dǎo)航到右側(cè)的開/關(guān)感應(yīng)工具，如圖2所示?；蛘?，只需在瀏覽器中輸入。

圖2：用于接近開關(guān)應(yīng)用的電感式傳感WEBENCH工具

1. 輸入相關(guān)參數(shù)，然后單擊“開始設(shè)計(jì)”。

a. 感應(yīng)距離：這是您希望LDC0851在出現(xiàn)金屬目標(biāo)時(shí)改變輸出狀態(tài)的距離。對(duì)于此應(yīng)用，開關(guān)點(diǎn)應(yīng)發(fā)生在3mm處。

b. 最近目標(biāo)距離：由于這是一種非接觸式開關(guān)技術(shù)，堅(jiān)固的設(shè)計(jì)將可以讓金屬目標(biāo)在它越過開關(guān)點(diǎn)之后繼續(xù)移動(dòng)更靠近線圈。輸入此參數(shù)將確定傳感器線圈的最小電感。對(duì)于此應(yīng)用，蓋子完全關(guān)閉后，會(huì)停在1mm厚的塑料墊上。

c. 最大線圈直徑：這是您在印刷電路板（PCB）上可提供空間的最大直徑。更長的感應(yīng)距離將需要更大的線圈直徑。如果您想要查看更多的結(jié)果，請(qǐng)?jiān)黾哟藚?shù)。此應(yīng)用空間允許的線圈最大直徑為15mm。

d. 電源電壓：此參數(shù)影響可支持的最小電感。使用3.3V的電源可以支持低于1.8V的傳感器電感。本應(yīng)用支持使用3.3V電源。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見圖9和10 LDC0851數(shù)據(jù)表。在該電感式傳感設(shè)計(jì)計(jì)算工具的“LDC0851_calc”選項(xiàng)卡上還有一個(gè)設(shè)計(jì)空間計(jì)算器。

e. 單擊開始設(shè)計(jì)。

2. 通過篩選，然后點(diǎn)擊“打開設(shè)計(jì)”，選擇合適的線圈。按照?qǐng)D3中所示的編號(hào)框操作：

a. 解決方案類型：堆疊線圈可以提供更緊湊的布局，但是在相同直徑下通常比并排線圈提供更短的感應(yīng)距離。如果堆疊線圈設(shè)計(jì)沒有顯示結(jié)果，請(qǐng)選擇“并排”或“全選”，然后單擊“重新計(jì)算”。此應(yīng)用可支持四層PCB設(shè)計(jì)，但由于有限的可用PCB面積，需要堆疊線圈布局。

b. 請(qǐng)參見右上方的過濾器結(jié)果，以查看PCB供應(yīng)商可以支持的設(shè)置。對(duì)于選定的應(yīng)用，使用走線寬度為5mil和四層PCB。

c. 單擊打開設(shè)計(jì)。

圖3：選擇設(shè)計(jì)

3.導(dǎo)出CAD文件并發(fā)送PCB以供報(bào)價(jià)。

驗(yàn)證應(yīng)用的工作值是否正確，如圖4的左下方所示。

圖4：打開設(shè)計(jì)

b. 單擊CAD文件導(dǎo)出，如圖4右下方所示，并從各種CAD工具中進(jìn)行選擇以打開設(shè)計(jì)，如圖5所示。

圖5：CAD導(dǎo)出工具

c. 下載并打開文件。進(jìn)行最后的處理，如圖6所示。

圖6：打開線圈布局并進(jìn)行最后的處理

d. 最后，設(shè)計(jì)可進(jìn)行打包發(fā)送報(bào)價(jià)。

原型和測試階段

收到線圈設(shè)計(jì)后，就可以將其連接到如LDC0851EVM等我們的原型開發(fā)工具，開始原型開發(fā)，如圖7所示。

7.?

圖7：構(gòu)建設(shè)計(jì)和原型

為了測試感應(yīng)距離，我將平金屬目標(biāo)連接到線性位置電機(jī)，并且在我們的原型上來回晃動(dòng)目標(biāo)金屬以找到相對(duì)于調(diào)節(jié)（ADJ）代碼的感應(yīng)距離。圖8顯示，對(duì)于ADJ設(shè)置為1，我實(shí)現(xiàn)了3mm的感應(yīng)距離。設(shè)置此ADJ值的一種簡單方法是使用LDC0851數(shù)據(jù)表中的表1。對(duì)于ADJ設(shè)置為1，建議使用通用電阻值為49.9 kΩ和3.32 kΩ的電阻分壓器。

圖8：感應(yīng)距離曲線

該設(shè)計(jì)可以在我們的蓋子開/關(guān)應(yīng)用中使用，并滿足我們指定的PCB約束條件下3mm感應(yīng)距離的原始要求。

現(xiàn)在您明白，使用WEBENCH?開/關(guān)電感式設(shè)計(jì)器，接近開關(guān)應(yīng)用真的易如反掌。您在設(shè)計(jì)接近開關(guān)應(yīng)用方面有什么經(jīng)驗(yàn)？登錄并在下方評(píng)論。