SAMR34_Xplained 회로도 설명 (3.MIC23031 레귤레이터, SI7201 홀센서 설명)

이번 시간에는 MIC23031 (Buck regulator), SI7201(Switch/Latch Hall Effect Magnetic Position Sensor) 에 대해 설명드리도록 하겠습니다. 우선 Buck regulator에 대해 설명드리겠습니다. 사실 Buck regulator에 대한 정보가 사실 잘 나오지 않아서 정확한 동작 원리는 알기 힘들지만 레귤레이터의 일종이라고 생각하시면 될 것 같습니다. 

 

레귤레이터에 대한 설명을 넣었습니다. buck regulator X 

특징으로는 동작 전압은 2.7V에서 5.5V 사이이며 0.4A가 출력 전류로 나옵니다. 위의 그래프는 데이터 시트에 있는 자료를 따온 것입니다. 첫 번째 그래프를 보면 2.7V에서 5.7V로 입력 전압을 변화시킬 때의 출력전압 값에 대한 그래프인데 1.78V에서 1.81V 사이의 전압이 나오는 것을 알 수 있습니다. 두 번째 그래프는 출력 전류에 따른 출력전압 값에 대한 그래프입니다. 세 번째 그래프는 입력 전압에 따른 제한 전류 값을 나타낸 것입니다.

 

Fixed Option 일 때와 Adjustable Option 일 때 핀 이 조금 다른데 1번 핀은 VIN으로 전압을 인가하는 핀이고 2번 핀은 SW으로 OUTPUT핀으로 보면 됩니다. 3번 핀은 SNS으로 제어 회로에 피드백을 제공하기 위해 장치의 출력에 연결됩니다. 4번은 EN으로 출력 전압을 활성화시키는 핀입니다. 5번부터 Fixed Option 일 때와 Adjustable Option 일 때의 역할이 조금 다른데 핀에 대해 설명하기 전에 이 두 옵션에 대해 간단히 설명하자면

AGND(Fixed Output Only)는 고정된 출력을 쓸 때 사용하고 FB(Adjustable Output Only)는 외부 저항기를 이용해서 출력 전압을 설정할 수 있도록 합니다. FB 일 때 출력전압은 위의 Vout 식과 같습니다.

위의 Vout 식을 보고 실제 회로도는 무슨 옵션인지 보았습니다. 5번 핀에 외부 저항기가 달려있는 것을 보아 FB인 것을 알 수 있었고 위의 Vout 식을 이용해 출력전압을 계산해보니 3.3V라는 것을 알 수 있었습니다.

 

다음으로 SI7201(Switch/Latch Hall Effect Magnetic Position Sensor) 홀센서 설명에 대해 설명드리도록 하겠습니다. 

 

우선 센서에 대해 본격적으로 알아보기 전에 홀 효과에 대해 간단히 알아보도록 하겠습니다.

 

 

홀 센서는 전류가 흐르는 도체에 자기장을 걸어 주면 전류와 자기장에 수직 방향으로 전압이 발생하는 홀 효과를 이용하여 자기장의 방향과 크기를 알아냅니다. 주로 물체의 회전속도를 측정하기 위해 사용하고 홀센서 주위로 자석이 움직이거나 자기장의 방향이 바뀔 때는 홀센서에서 감지하는 홀 전압에 변화가 생깁니다. 이런 과정에서 변화하는 아날로그 신호는 디지털 신호로 변환되고 이 신호의 변환 주기를 이용해서 홀센서 주위를 움직이는 자성 물체의 속도를 측정할 수 있습니다.

 

이제 본격적으로 홀 센서에 대해 알아보도록 하겠습니다.

홀 효과를 이용하여 측정한 아날로그 값을 온도, 오프셋, 기계적 응답 등의 보상해준 뒤 이 아날로그 신호를 ADC(아날로그 디지털 컨버터)를 이용하여 디지털 신호로 변환해 줍니다.

 

2. Functional Description을 보면 장치의 z 축에 있는 자기장의 성분을 디지털화 시키는 것을 알 수 있습니다.
디지털화된 값은 사전 프로그래밍된 임곗값과 비교되며, 임곗값을 넘으면 출력값이 HIGH(1) 또는 LOW(0)으로 갑니다.
또한 이 부품은 근처에 자석의 유무를 감지하는 데 사용된다고 적혀있습니다.


우리가 사용하는 회로도에는 Si7201을 사용하고 설명을 보시면 낮은 전압의 스위치로 작용하는 것을 알 수 있습니다. 하단 오른쪽의 그래프를 보시면 Brp는 출력이 꺼지는 자기장의 강도이고 Bop는 출력이 켜지는 자기장인데 이 임곗값으로 출력이 HIGH 또는 LOW로 가는 것을 알 수 있습니다.


이상으로 MIC23031 (Buck regulator), SI7201(Switch/Latch Hall Effect Magnetic Position Sensor)에 대해 알아보았습니다. 읽어주셔서 감사합니다.