【应用】角速度传感器MLX90609实现机械臂的角度检测

时间： 2018-06-10 来源：世强

技术问答

MLX90609是MELEXIS公司推出的一款角速度传感器。该传感器是一个完整的陀螺仪系统，MLX90609使用5V电源供电，工作温度范围为-40-85℃，可输出两个与垂直于装配表面的角速率成比例的输出信号，其中一路输出信号采用模拟电压格式（输出为2.5V，角速率为零，满量程角速率根据旋转方向产生4.5V或0.5V的输出），另一路输出为数字SPI 格式。可满足不同实际应用的使用需求。具有低加速度和角速率交叉敏感度，输出数据更为精确。使用SMD CLCC32封装，采用水平安装方式，可显著减小PCB的尺寸。

笔者曾用这个设计了一个机械臂的角度检测方案，请先看电路图：

图1 基于MLX90609的机械臂角度检测原理图

MLX90609共有32个管脚，笔者使用了其中13个管脚。SCLK,SS,MISO,MOSI是器件的SPI通信管脚，这4个管脚直接与主控MCU的SPI通信管脚相连。VDD为器件的供电端口，接入5V电源供电，使用100nF的C5电容与NC和TEST引脚相连，进行滤波处理。HVIN为高电压滤波输出接口，笔者直接使用100nF的C1电容串联接地。MLX90609有2个输出端口，OUTAR模拟信号输出端口和OUTTEMP温度输出端口，笔者只是用OUTAR端口输出角度信号，由于OUTAR输出的是小静态电压，所以需要后级加入放大器进行放大处理。经过4.7uF的C2滤波后接入放大器的正相输入，放大器的反相输入接VREF，串联R2后接入反相输入端口，输出端口需要接入R3和C3组成的RC滤波电路，第一个重要作用是滤波，第二个重要作用是进行反馈处理。接入C4对地滤波后可稳定输出位置信号。

当输出角速度为0时OUTAR输出的电压数值为1.35V，角速度每增加1°/s电压增加或减小（有正向速度和反向速度）0.67mv，通过角速度的变化即可求得机械臂的旋转角度。

注：由于角速度随时变化，无法输出定值进行精确控制。笔者在一个定时周期设置两个时间点A和B，通过计算2个点之间角度变化的大小即可求得平均速度。求取出的速度一定要进行软件滤波，否则误差系数较大，容易出现检测不精确的现象。

笔者在硬件设计结束之后进行了实验验证，结果如图2所示：

图2 实验验证结果

在笔者设计的上位机中，改变MLX90609的位置即可显示出系统的X,Y轴的角度变化及平面坐标，笔者的设计可行。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由karl提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（0）

暂无评论

【应用】MELEXIS霍尔位置传感器支持离轴方式检测角度，助力鼠标应用，工作电流低至1.5μA

MLX90392是一颗高精度的霍尔位置传感器，能够以离轴的方式检测传感器与磁铁之间的相对旋转。在鼠标滚轮的转动检测中，滚轮与磁铁的就是以离轴的方式摆放的。本文介绍MELEXIS霍尔位置传感器MLX90392在鼠标设计的应用。

应用方案发布时间 : 2022-10-13

【应用】迈来芯MLX90316绝对角度位置传感器用于电动阀门，采用霍尔技术，实现非接触式360°无死角位置测量

电动阀门等自动化工业设备系统智能控制的精确度，与信息反馈量的精确度密不可，迈来芯针对角度传感器的应用，推出的一款MLX90316绝对角度位置传感器，采用霍尔技术，非接触式360°无死角位置测量，是电动阀门等自动化工业设备的理想选择。

应用方案发布时间 : 2022-10-02

【应用】三轴霍尔传感器MLX90393采用非接触式霍尔原理不存在机械磨损，计算角度不累加，适用于手持云台角度检测

Melexis三轴霍尔传感器MLX90393采用非接触式霍尔原理不存在机械磨损，通过读取到的BX＆BY值来计算出来的角度不会随时间的累加而增加。尺寸仅为3×3mm，提供高达16位的数据输出，待机功耗2.4μA，工作电流46μA非常适用于手持云台项目。

应用方案发布时间 : 2020-10-22

【技术】浅析磁传感器HALL、AMR、GMR、TMR技术

磁传感器广泛用于现代工业、汽车和电子产品中以感应磁场强度来测量电流、位置、角度、速度等物理参数。

技术探讨发布时间 : 2017-12-19

EPS系统高精度方向盘角度传感器、扭矩传感器、磁编码推荐

EPS系统在方向盘位置有转角传感器及扭矩传感器；助力转向电机有编码器传感器等等。车速传感器有凸轮轴、曲轴传感器，车速传感器位于发动机内。方向盘角度传感器MLX90363结构设计简单；芯片精度高，温漂小；可选用便宜的磁铁；全工SPI通信协议；可通过MCU编程；扭矩传感器MLX90293芯片厚度薄，信噪比高，芯片精度高，满足检测扭矩的微小位置变化。磁编码器MLX90380专门为高速马达位置传感设计。

设计经验发布时间 : 2018-07-01

【电机】NIDEC研发出多传感器内置型精密减速机“Smart-FLEXWAVE”，多用于工业机械臂的关节驱动

尼得科研发的“Smart₋FLEXWAVE”在减速机中集成了扭矩传感器、温度传感器和角度传感器，可以无需留出传统减速机的空间即可检测出输出扭矩、减速机内部温度和输入轴。这将有助于使协作机器人变得更小、更轻，并且还可以通过网络远程监控机械臂碰撞和过载检测、螺丝紧固扭矩、过热、停止位置等，从而提高生产率。

产品发布时间 : 2023-11-21

磁阻式的角度传感器和霍尔式以及基于3D霍尔传感器方案的角度传感器，各有和优缺点？如何进行选型？

磁阻式角度传感器，例如TE AMR sensor，具有可重复性高、反应时间短和开关频率高等特点。2D霍尔式传感器，例如MLX90365，可以用在角度检测。3D霍尔传感器可以检测任意三维分量，例如MLX90333，实现真正的3D检测，也可以用在二维角度检测。【技术】浅析磁传感器HALL、AMR、GMR、TMR技术

技术问答发布时间 : 2019-04-22

【应用】无人机摇杆的心脏：高性价比的超小体积角度传感器

由于传统遥控器中电位器的体积大，易磨损，Melexis专门推出一款体积小、线性灵敏度高的角度传感器MLX90393，用户可以随意选择X、Y、Z轴的磁通密度测量数据以及温度数据输出，在定位传感领域显示出了突出优势。

新应用发布时间 : 2019-09-05

动力系统恒温器中的角度传感器MLX90324在做TL81000标准测试时，要求的ESD性能是在工作状态达到±15KV的标准，实际测试的结果是ESD的耐压±8KV，请问，如何在现有基础上提高ESD性能？

角度传感器MLX90324使用推荐电路设计成成品传感器后，抗ESD的能力是工作状态±8KV，非工作状态±20KV，如果要在工作状态达±15KV的ESD，需要在VDD及OUT端加上22nF、±15KV的电容。

技术问答发布时间 : 2016-10-25

【产品】Melexis推出面向汽车应用的首款支持PSI5接口的Triaxis®角度传感器IC MLX90373

Melexis的Triaxis®霍尔效应传感器IC MLX90373采用坚固耐用的设计方案，提供旋转和线性位置感应有效简化制造厂商的磁路设计。该产品的设计融合了更广泛的适用环境温度 (-40°C - +125°C)、片上诊断功能和外部传感器网关输入，带来 PSI5 接口的全部优势。

新产品发布时间 : 2019-06-29

红外温度传感器MLX90614测温角度及距离对测温有影响吗？如何设定测量距离跟角度？

红外温度传感器MLX90614测温角度及距离对测温有影响。测量距离和角度的要求是受测目标最好全覆盖传感器的视角FOV（Field of view）。

技术问答发布时间 : 2016-10-25

【选型】带开关量输出的位置传感器MLX90324用于汽车上角度测量，支持360°角度输出

汽车上有很多的基于旋转的应用，例如节气门的开度，各种阀的开度等基本都是基于旋转运动的位置检测，一般在0-360°的范围内，需要整个一周的角度位置输出。MELEXIS的MLX90324位置传感器是一款基于磁旋转应用的360°角度输出+ 一路开关量输出的芯片。

器件选型发布时间 : 2022-07-28

Melexis（迈来芯） MLX90316磁性角度传感器快速入门编程指南设计指南

型号- MLX90316EGO-BDG-100-RE,MLX90316KDC-BDG-100-TU,MLX90316KGO-BCG-200-TU,MLX90316LDC-BCS-000-TU,MLX90316KDC-BCG-300-RE,MLX90316KDC-BCG-200-SP,MLX90316KGO-BDG-100-RE,MLX90316EDC-BCG-000-RE,MLX90316,MLX90316LDC-BDG-100-RE,MLX90316KDC-BDG-100-RE,MLX90316EDC-BCG-000-TU,MLX90316KGO-BCG-000-TU,MLX90316KGO-BCG-300-TU,MLX90316SDC-BCG-000-RE,MLX90316LGO-BCG-000-TU,MLX90316LGO-BDG-100-RE,MLX90316KDC-BCG-000-SP,MLX90316EGO-BCG-000-RE,MLX90316LDC-BDG-100-TU,MLX90316LDC-BDG-102-TU,MLX90316SDC-BCG-000-TU,MLX90316KDC-BCG-200-RE,MLX90316KGO-BCG-300-RE,MLX90316EDC-BDG-100-RE,MLX90316EGO-BCG-000-TU,MLX90316KDC-BCG-000-TU,MLX90316LGO-BDG-100-TU,MLX90316LGO-BCG-000-RE,MLX90316KDC-BCG-200-TU,MLX90316LDC-BDG-102-RE,MLX90316KGO-BCG-000-RE,MLX90316EGO-BDG-100-TU,MLX90316LDC-BCS-000-RE,MLX90316KDC-BCG-300-TU,MLX90316LDC-BCG-000-RE,MLX90316EDC-BDG-100-TU,MLX90316KGO-BDG-100-TU,MLX90316KGO-BCG-200-RE,MLX90316KDC-BCG-000-RE,MLX90316LDC-BCG-000-TU

应用笔记或设计指南 - MELEXIS - 2005年08月27日 PDF 英文下载

角度传感器MLX90316与角度传感器MLX90360的区别是什么？

角度传感器MLX90316与角度传感器MLX90360是有区别的，首先是输出方式种类不同，MLX90316的输出模式有模拟量、SPI、PWM等，MLX90360的输出模式只有模拟量和PWM；其次是功能不同，MLX90316用于测量角度，MLX90360用于测量角度还可以用于测量直线位移。用作角度传感器模拟量输出，两者都是可行的。

技术问答发布时间 : 2016-10-25