精准高效 | 基于APM32F103xB的磁电式绝对值编码器参考方案

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描述

编码器有多种分类方式,其测量原理主要包括光电式和磁电式,而相对于光电式,磁电式拥有多种优势:
 
· 防尘、防油、抗震动
· 调试方便、安装简单
· 相同精度可以做到体积更小
· 适用于更加恶劣的环境
 
据Future Market Insights数据分析,预计2023年-2033年,全球编码器市场规模将以7.6%的复合年增长率,从23亿美元增长至48亿美元,未来工业磁电式编码器将是一个发展潜力巨大、空间广阔的市场。
 
 
极海磁电式绝对值编码器参考方案介绍
 
MCU作为编码器设计的核心部件,是系统整体性能的关键所在,极海APM32F103xB磁电式绝对值编码器参考方案,适用于16~21位角度分辨率的应用场景,主要应用于工业控制、消费电子领域,为系统控制提供准确的位置信息。
 
方案特点
• 高精度:17位单圈分辨率,校准前角度精度<±0.5°,校准后角度精度<±0.07°;
• 低功耗:16位多圈信息,电池供电期间,静态平均电流<20μA,1100mAh电池使用寿命>5年;
• 通信速率高:RS485通信速率高达4Mbit/s,有助于缩短通信时间、提高数据传输实时性;
• 小型化:电路板直径小至35mm,可应用于40mm法兰的伺服电机。
 

编码器
方案实现框图
 

 
电路板资源及基本功能
 
编码器

编码器
电路板实物图
 
编码器
电路板硬件系统框图

 
 
 
基本功能:
• APM32F103xB通过SPI接口,从单圈芯片读取单圈位置信息和单圈报警信息;
• 通过GPIO口读取两个定时器开关状态,再结合单圈位置,计算得到圈数;
• 通过I2C接口存储/读取主设备需要的数据;
• 通过USART接口实现编码器协议,与主设备进行通信;
• 通过ADC采样电池电压和主电电压,实现主电电压监测与异常报警功能。
 
注:由于APM32F103xB的FLASH的页(1KB)擦除时间和16位编程时间之和小于2ms,也可以使用FLASH模拟EEPROM存储/读取主设备需要的数据。
 
 
APM32F103xB工业级主流型MCU性能优势
• 低功耗模式:Stop模式电流低至12μA,Standby模式电流低至5μA;
• 小封装:最小可提供6×6mm QFN36封装,适用于有低功耗需求、紧凑型的方案设计;
• 高速UART:最高通信速率4.5Mbit/s,满足2.5Mbit/s或4Mbit/s的编码器协议应用;
• 高速SPI:最高通信速率18Mbit/s,可快速读写单圈编码器芯片的数据;
• 高可靠性:通过IEC60730 CLASS B、IEC61508 SIL3认证,工作温度覆盖-40℃~105℃;
• 高主频:搭载Cortex-M3内核,主频高达96MHz;
• 量产级软硬件生态:可提供磁电式绝对值编码器整个开发过程中的软硬件技术支持与demo板
 
编码器
 
面向编码器应用市场,极海凭借性能卓越的APM32工业级MCU产品线、丰富成熟经验的方案设计团队以及快速响应的技术支持,可满足工业控制和消费电子应用的多种编码器需求,目前已与多家终端厂商深度合作。极海将基于市场实际需求,继续在产品线布局、功能、性能上持续突破创新,助力编码器产业向更高精度、智能化、低成本发展。
 
编码器
 
目前极海APM32F103xB编码器参考方案已有完善的方案规格书、参考设计文档、方案例程、原理图及电路板设计文件可提供,欢迎咨询!
 
编码器
 
 

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