La tercera dimensión
La tecnología de sensor Hall 3D combina sensores Hall laterales y verticales y, como resultado, puede detectar la fuerza de un campo magnético en las tres dimensiones.
Este tipo de sensor hace posible la comprobación de la posición giratoria o lineal absoluta de cada imán en movimiento.
El MLX92256, por ejemplo, está equipado con sensado lateral. Diseñado específicamente para uso en sistemas de elevalunas eléctricos, integra un regulador de tensión, dos sensores Hall – uno con IMC (integrated magnetic concentrator – concentrador magnético integrado) y ambos con un sistema avanzado de cancelación de compensación – y dos controladores de salida de drenaje abierto en un solo encapsulado. Se encuentra disponible en dos versiones.
- El MLX92256LSE-AAA-000 conmuta la señal de pulso cuando se produce un cambio en el componente lateral o vertical, mientras que el pin de dirección solo varía en caso de un cambio en la dirección.
- El MLX92256LSE-ABA-000, por su parte, dispone de dos salidas de alta velocidad, una para el campo perpendicular y otra para el campo lateral.
Los sensores de posición MLX90371/MLX90372 Triaxis de Melexis ahora se encuentran disponibles en la tercera generación. Combinan un front-end Hall Triaxis magnético, un acondicionador de señal analógica/digital, un DSP (digital signal processor – procesador de señal digital) para el procesamiento de señales y un controlador de fase de salida.
Son inmunes a los campos perdidos de hasta 4 kA/m (o 5 mT) que se producen a consecuencia de la creciente electrificación de los vehículos, especialmente los coches eléctricos e híbridos. Dado que también pueden trabajar con un campo magnético débil, los imanes de menores dimensiones y más baratos resultan suficientes. Esto no sólo se traduce en beneficios económicos, sin también en ahorro de espacio. El MLX90371 es un ASILB SEooC (safety element out of context – elemento de seguridad fuera de contexto) según ISO 26262 y ofrece una salida analógica o PWM.
El MLX90372 es un ASIL-C SEooC según ISO 26262 y posee una salida SENT o PWM. Ambos modelos satisfacen las necesidades de los requisitos de los OEM del sector del automóvil y están especificados para temperaturas operativas de hasta 160 °C. Para aquellas aplicaciones con requisitos de seguridad particularmente estrictos, como sensado de la posición del pedal del acelerador, el MLX90372 también se encuentra disponible en un encapsulado TSSOP-16 “die dual” (totalmente redundante) para un sensado redundante.
TDK-Micronas ofrece una familia de sensores 3D programables para el sensado de posición. Consta de tres miembros: el HAL 3900 con una interfaz SPI, el HAL 3930 con una interfaz PWM/SENT y una salida de conmutación (configurable como un interruptor high/low–side) y el HAL 3980 con una interfaz PSI5. Los sensores pueden suprimir los campos magnéticos externos perdidos al usar un conjunto de láminas Hall. Solo se requiere un imán de dos polos para medir un ángulo de rotación, idealmente colocado sobre el área sensible en una configuración de extremo de eje.
También se pueden utilizar en medidas fuera de eje. Pueden medir un rango angular de 360°, movimientos lineales y una posición 3D, siendo idóneos en el sensado de posición del ángulo del volante. Dependiendo del dispositivo, es posible transmitir valores compensados por temperatura de BX, BY y BZ o hasta dos ángulos calculados. Los sensores HAL-39xy operan en un rango de temperatura ambiente de -40 a +160 °C; son compatibles con ASIL B y están diseñados como SEooC de acuerdo con la ISO 26262 para aplicaciones de automoción.
Diseño robusto y fiable
Los ejemplos muestran que no sólo se han realizado grandes avances en la tecnología de sensores para responder a la creciente demanda de los automóviles, sino que también su diseño ha evolucionado.
Muchos de los últimos modelos también cumplen las directrices más estrictas de ISO 26262:2018, algunos como ASIL-C SEooCs. Las funciones de redundancia y seguridad contribuyen a esto, así como las medidas para mejorar la EMC.
Los encapsulados correspondientes garantizan que los sensores sean resistentes a la humedad, el polvo y la suciedad. Para uso en entornos de altas temperaturas, los sensores Hall están especificados para rendir con temperaturas operativas de hasta 170 °C. Como resultado de todas estas características, juegan un papel clave en el camino hacia la conducción autónoma.
