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调试使用的 LDC1314传感器板 和 感应线圈 是笔者根据TI官方手册设计的
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我所使用的LDC1314传感器板 和 感应线圈
下面开始介绍调试的步骤
这次调试的标准是按照2016年江苏省大学生电子设计竞赛的寻铁丝小车的题目要求为准的。
要求能够检测出 细铁丝接近 和硬币靠近 产生的数值变化,笔者没有参加比赛,但是听说当时的比赛现场,有许多队伍的传感器器数值可以被手指接触干扰,于是在这 补充一下一个要求:手指接近对数值干扰小。
磨刀不误砍柴工,首先我们需要回顾一下这个传感器的检测原理,可以参考我的博客:LDC1314电感传感器中文手册与检测原理介绍
1314通过LC谐振频率的变化检测感应线圈的感值变化,通过DATAx寄存器(0x00,0x01,0x02,0x03)的低12位可以读出各通道的数据,也就是说用户能取回的数据范围为(0-4095),而实际上1314能测到的数值是一个16位数据,我们可以通过RESET_DEV寄存器(0x1C)的OUTPUT_GAIN[10:9]来设置偏移量
各种金属物体在靠近接入恒流源的感应线圈时,会感应出涡流,因而使得感应线圈的感值变化,金属物体的形状,大小,厚度以及与感应线圈的距离都会影响到读数,但是,每一种物体对感值的影响都有一个区间,并且大概率不会出现完全重合的区间 注意这点结论!这是我们找到合适区间的关键。我把这个区间称之为感应区间,我画一个图方便大家理解(图片只是抽象概念,没有具体数值意义!实际上区间也不仅仅由这三个参量构成,这三个参量在一定程度上还会耦合)
所以我们要做的就是是测量区间找到目标物体的区间,避开非目标物体的区间。
如何调整测量区间呢?主要有2类:
1.改变并联电容的容值
根据笔者的调试经验,总容值2000pF左右时可以实现上述所有分辨要求
2.修改1314相关的寄存器
很多寄存器都可以影响到检测区间的变化,我在这只列举几个关键的寄存器:
- CLOCK_DIVIDERSx(0x14,0x15,0x16,0x17)的FIN_DIVIDERx[15:12]和FREF_DIVIDERx[9:0] 这是信号的分频器设置,从手册中我们可以看到芯片的时钟树结构,红框框出的就是我们的信号分频器和参考时钟分频器。
- DRIVE_CURRENTx(0x1E,0x1F,0x20,0x21)的IDRIVE,这个寄存器是用来设置感应线圈中恒流源电流大小的设置的,较大的电流可以提高检测的敏度和距离,但同时也会引入干扰,电流值需要大家按需求自行取舍
补充技巧:
- 如果感应线圈距离LDC1314芯片距离较长(>10cm),建议在芯片端并联一个电容(推荐值330pF),感应线圈端也并联一个电容(容值根据待测物体的感应区间而定)
- 如果对于细小物体检测不够明显,LDC1314的Ch0(通道0)可以使用1.5mA以上的电流,具体设置参见CONFIG寄存器(0x1A)的HIGH_CURRENT_DRV[6]
- 如果数值变化不够大,可以加大线圈匝数和线圈直径。
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