Jste zde

Novinka - Miniaturní snímač zatížení/síly MAXREFDES82

Antonín Vojáček, 10. Srpen 2016 - 20:43

Zajímavou novinku představila společnost Maxim Integrated. Je jí miniaturní váhový senzor / senzor síly MAXREFDES82, který se dá využít nejen pro konstrukci malinkých přesných vah, ale i tzv. 3D dotykových ovládacích ploch.

Popis senzoru Maxim MAXREFDES82

Chytrý senzor Maxim MAXREFDES82 je novou generací průmyslových chytrých snímačů síly. Čtveřice miniaturních tenzometrických snímačů namontovaných v rozích snímací plastové plošinky je připojena na 6-kanálový 24-bitový analogově-digitální delta-sigma převodník ADC MAX11254 s rychlostí 64ksps. Společně měří zatížení (tíhu) předmětu umístěného na snímací plochu senzoru o hmotnosti až do 780 gramů s citlivostí 0,8 mV/V, nelinearitou 0,05% rozsahu a chybou opakovatelnosti 0,05% rozsahu (tj. v obou případech 0,39 g). Výrobce také uvádí, že lze senzor po dobu do 10 sekund přetížit až na 2,0 kg.

Pro zajímavost je možné si z uváděné citlivosti tenzometrických snímačů 0,8 mV/V a při znalosti napájení tenzometrických snímačů z integrovaného referenčního zdroje napětí 4,096V spočítat, že napěťový výstup každého tenzometru přivedeného na ADC při celkovém zatížení 780 g ve středu plošinky je cca 0,328 V.

Fotografie reálného provedení a blokové schéma zapojení senzoru Maxim MAXREFDES82.

Uživatelský displej 3,5" TFT LCD (thin-film-transistor liquid crystal display) integrovaný přímo na modulu pod snímací plošinkou má rozlišení 240x320 pixelů, přičemž v jeho horní části 240x120 pixelů se zobrazují hodnota aktuální hmotnosti, zatímco ve spodní částí 240x240 pixelů se graficky plným kruhem zobrazuje pozice středu zatížení. Ta se vyhodnocuje z poměru rozložení zatížení na jednotlivých tenzometrických snímačích. V sekci zobrazování hodnoty zatížení se pak v základním režimu uvádí celková aktuální hmotnost působící na plošinku počítanou jako průměr zatížení všech snímačů, zatímco v rozšířeném zobrazovacím režimu se zobrazují i jednotlivá zatížení všech 4 snímačů. Skenovací rychlost / rychlost vyhodnocení (reakce) je udávána 10 ms, což je v podobné aplikaci velmi krátký čas.

3D výkres provedení senzoru Maxim MAXREFDES82 s popisem základních částí.

Pro rychlé komunikační datové připojení na nadřazené zařízení slouží MicroUSB rozhraní. V případě napojení na PC je výrobcem poskytován v balíčku "MAXREFDES82SW10.zip" poskytován pro OS Windows USB driver i základní GUI program pro jednoduché přímé nastavení, ovládání a příjem dat. Primárně je samozřejmě modul hlavně určen pro zástavbu do různých vyvíjených vážících a ovládacích dotykových zařízení. Proto výrobce poskytuje zdrojový kód v jazyku C pro rychlé vložení do programu nadřazeného zařízení (CPU, mikrokontroléru).

Celý senzor během běžného provozu při napájení napětím 5V přímo z USB spotřebovává méně než 50 mA. Není tedy problém jej napájet z akumulátorového zdroje.

Pro senzor Maxim MAXREFDES82 výrobce dodává nejen zdrojový kód v jazyce C pro implementaci do softwaru vlastní aplikace, ale také USB driver a jednoduchou hotovou GUI utilitu pro možnost okamžitého zprovoznění na PC.

Použití senzoru Maxim MAXREFDES82

Celkové minimalizované a kompaktní provedení je ideální nejen pro konstrukci velmi malých ale současně přesných vah, ale i pro vytvoření tzv. 3D dotykového rozhraní snímající dotyk na základě vynaložené síly na k tomu určenou plastovou podložku. Proti běžným zvyklostem se zde totiž může získávat nejen hodnot o X/Y pozici doteku, ale také o síla doteku, což je onen "3. rozměr". To může být užitečné například v aplikaci kreslení na displeji, kdy podobně jako o kreslení tužkou jejím zatížením se mění parametry čáry, tak i zde může různým přitlačením prstu například měnit tloušťku nebo kontrast čáry. Jde tak snadno vytvořit další alternativní způsob dotykové plochy k známým a již používané kapacitní a rezistivní technologii.