Micropower lineaire Hall-sensoren voor batterijgevoede bewegingsdetectie

Melexis heeft de MLX90296 geïntroduceerd, een micropower lineaire Hall-effectsensor die is ontwikkeld voor batterijgevoede systemen waar nauwkeurige en herhaalbare bewegings- of positieterugkoppeling vereist is, met een minimaal energieverbruik en zonder mechanische slijtage.

Grenzen van bewegingsdetectie in energiezuinige systemen
Lineaire positiesensoren worden breed toegepast in consumentenelektronica, slimme interfaces en industriële automatisering om fysieke beweging om te zetten in elektrische signalen. Toepassingen variëren van gamingtriggers, joysticks en toetsenborden tot HMI-knoppen, koffiemachines, sabotagebeveiliging, magneetventielen, liftuitlijning en vloeistofniveaumeting. In deze omgevingen worden ontwerpers steeds vaker geconfronteerd met afwegingen tussen energieverbruik, nauwkeurigheid, afmetingen en betrouwbaarheid op lange termijn.

Mechanische potentiometers zijn onderhevig aan slijtage en drift, terwijl veel bestaande Hall-effectoplossingen moeite hebben om te voldoen aan recente eisen op het gebied van ultralaag energieverbruik, miniaturisatie en consistente nauwkeurigheid over een breed temperatuurbereik. De MLX90296 is ontwikkeld om deze beperkingen aan te pakken met een volledig digitaal signaalpad en een energieprofiel dat is geoptimaliseerd voor intermitterende en duty-cycled werking.

Energieverbruik afgestemd op batterijgebruik
De MLX90296 is ontworpen rond micropower-bedrijfsmodi die aansluiten bij gangbare scan- of wake-on-event-architecturen. Het stroomverbruik bedraagt circa 5 µA bij een inschakelfrequentie van 100 Hz en 50 µA bij 1 kHz, met een standby-stroom van 7 nA. Bij continue werking loopt het stroomverbruik op tot 1,9 mA. Een snelle activeringstijd van 25 µs maakt frequente activering mogelijk zonder een onevenredige energiekost, wat vooral relevant is voor draadloze controllers, draagbare apparaten en compacte IoT-nodes.

Digitaal signaalpad en instelbare gevoeligheid
In tegenstelling tot analoge Hall-sensoren met vaste eigenschappen integreert de MLX90296 DSP-gebaseerde digitale filtering om de signaal-ruisverhouding en meetstabiliteit te verbeteren. Het apparaat ondersteunt vijf selecteerbare gevoeligheidsbereiken, van 3,5 mV/mT tot 60 mV/mT, waardoor ontwerpers een balans kunnen vinden tussen resolutie, magnetische veldsterkte en meetafstand. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk om kleinere magneten te gebruiken of grotere luchtspleten toe te staan zonder verlies aan lineariteit en herhaalbaarheid.

De sensor ondersteunt zowel bipolaire werking, waarbij positieve en negatieve magnetische velden over het volledige bereik worden gemeten, als unipolaire werking, die zich richt op één magnetische pool. Deze modi vergroten de ontwerpvrijheid bij magneetplaatsing en maken optimalisatie van gevoeligheid en mechanische integratie in compacte assemblages mogelijk.

Elektrische en mechanische integratie
De IC werkt op een voedingsspanning van 1,8 V of 3,3 V en is ondergebracht in een DFN-4L-behuizing met afmetingen van 1,6 mm × 1,2 mm × 0,4 mm. Pin-compatibiliteit met andere micropower eendimensionale lineaire Hall-sensoren vereenvoudigt vervanging en upgrades in bestaande ontwerpen. Een geïntegreerde spanningsregelaar, tri-state uitgang en ratiometrische analoge uitgangsdriver verminderen de noodzaak van externe componenten op systeemniveau.

De thermische stabiliteit is gespecificeerd voor een temperatuurbereik van –40 °C tot 105 °C, waardoor toepassing mogelijk is in zowel consumentenelektronica als industriële omgevingen waar temperatuurschommelingen anders de meetnauwkeurigheid zouden beïnvloeden.

Toepassingsbereik en betrouwbaarheid over de levensduur
Door digitale configureerbaarheid, ultralaag stroomverbruik en een compacte behuizing te combineren, maakt de MLX90296 contactloze lineaire detectie mogelijk in ruimtebeperkte producten die langdurig moeten functioneren met beperkte energiebronnen. Typische toepassingen zijn gamecontrollers, draagbare gebruikersinterfaces, slimme IoT-bedieningselementen en industriële actuatoren die consistente positiemetingen vereisen zonder mechanische slijtage gedurende de volledige levensduur van het product.

Het apparaat weerspiegelt een bredere verschuiving richting digitaal configureerbare en energie-efficiënte sensorcomponenten in embedded systemen, waarin nauwkeurige bewegingsdata betrouwbaar moeten worden geleverd binnen strikte beperkingen op het gebied van energie en ruimte.

www.melexis.com