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Sensor Encoder AS5600
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El AS5600 es un sensor magnético de posición angular, programable, que mide sin contacto. Usa el efecto Hall para leer el ángulo absoluto de un imán magnetizado diametralmente y montado en el eje. Entrega el ángulo por I2C, con una resolución de 4096 posiciones por vuelta, 0,088° por paso. Este módulo funciona con 3,3 V.
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El AS5600 lee el ángulo de un imán montado en el eje. La hoja de datos del fabricante lo indica para potenciómetros y perillas sin contacto, pedales y servos de radiocontrol, y también se usa como encoder rotatorio absoluto en el control de motores en lazo cerrado. Como el imán no toca el chip, no tiene el desgaste mecánico de un potenciómetro de pista. Por su interfaz I²C configuras el ángulo inicial y el final, con un rango angular programable de 18° a 360°. Tiene modos de bajo consumo, y su diseño elimina la influencia de campos magnéticos externos homogéneos.
Especificaciones técnicas
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Voltaje de alimentación (Vdd) | 3,3 V (de 3,0 a 3,6 V). No admite 5 V, porque R1 une VDD5V con VDD3V3 |
| Temperatura de operación | 40 °C bajo cero a 125 °C |
| Temperatura de almacenamiento | 55 °C bajo cero a 125 °C |
| Consumo máximo | 6,5 mA en modo normal. En bajo consumo, 3,4 mA (LPM1), 1,8 mA (LPM2) y 1,5 mA (LPM3) |
| Fuerza del campo magnético recomendada | 30 a 90 mT (componente perpendicular al chip) |
| Distancia vertical al imán (típica) | 0.5 mm a 3 mm |
Características principales
| Característica | Detalle |
|---|---|
| Resolución | 12 bits (4096 pasos por revolución) |
| Tecnología de detección | Efecto Hall, magnético, sin contacto |
| Salidas disponibles | I²C (digital). El pin OUT da PWM (digital) o analógica (ratiométrica a Vdd), y en este módulo depende de GPO (ver la pregunta de las salidas) |
| Programabilidad | Ángulo de inicio y fin (zero y max position), rango angular, modo de baja potencia y tipo de salida. El sentido de giro lo fija el pin DIR |
| Interfaz de programación | I²C, o por el pin OUT con GPO a GND (Opción B, solo el cero y el ángulo máximo, una sola vez) |
| Encapsulado | SOIC 8 |
| Error de no linealidad | Hasta ±1° en la vuelta completa, con el imán centrado |
| Protecciones | Inmunidad a campos magnéticos externos homogéneos |
| Detección de imán | Automática (fuerza del campo magnético) |
Contenido del paquete
- Módulo AS5600 de 23 x 23,5 x 3,3 mm (medida sin contar los pines ni el imán)
- Un imán de disco magnetizado diametralmente, de 4 mm de diámetro y 2 mm de espesor
- Una tira de 7 pines, sin soldar
Preguntas frecuentes
¿Lo puedo alimentar con 5 V?
No. Este módulo funciona con 3,3 V, en el rango de 3,0 a 3,6 V. En la placa, la resistencia R1 (de 0 Ω) une los pines VDD5V y VDD3V3 del chip, que es la conexión del modo de 3,3 V del AS5600. Si conectas VCC a 5 V, el pin VDD3V3 queda sobre su máximo absoluto de 4,0 V y el chip se puede quemar. La hoja de datos fija además un máximo de VDD + 0,3 V en los demás pines, así que SDA, SCL, DIR y GPO tampoco pueden recibir 5 V desde tu placa.
¿Qué imán necesito y a qué distancia va?
Un imán de disco magnetizado diametralmente, con el polo norte y el polo sur a cada lado del diámetro, centrado sobre el chip. El módulo trae uno de 4 mm de diámetro y 2 mm de espesor. Un imán magnetizado en el eje, con los polos en las caras planas, no sirve. La hoja de datos toma como referencia un imán de 6 mm de diámetro, con su eje desplazado como máximo 0,25 mm del centro del chip. Entre la cara del imán y la del chip van típicamente de 0,5 a 3 mm, según el imán. El campo en el chip tiene que quedar entre 30 y 90 mT. Para ajustar la distancia, lee el registro AGC por I2C y acerca o aleja el imán hasta que quede cerca de la mitad de su rango. Este módulo trabaja en el modo de 3,3 V, donde ese rango va de 0 a 128. El bit MD del registro STATUS indica si el chip detecta el imán, y los bits MH y ML avisan si está demasiado fuerte o demasiado débil.
¿Qué diferencia hay entre las salidas I2C, PWM y analógica?
Por I2C lees el ángulo directo del chip y cambias su configuración. El registro RAW ANGLE trae la lectura sin escalar, y ANGLE aplica el cero y el rango que hayas programado. El pin OUT entrega el mismo ángulo de una de dos formas, que eliges en el registro CONF. Puede ser un voltaje analógico proporcional a la alimentación, de 0 a 100% o de 10 a 90% de VDD. También puede ser una señal PWM de 115, 230, 460 o 920 Hz, con un ciclo de trabajo de 2,9 a 97,1%. La analógica se lee con una entrada ADC y el PWM se lee midiendo el ancho del pulso en una entrada digital.
En este módulo hay 1 kΩ entre GPO y GND. La hoja de datos llama PGO a ese pin y dice que, conectado a GND, activa la Opción B de programación y mantiene el pin OUT en alto hasta que termina esa programación, que se hace una sola vez. Si OUT se queda fijo en alto, lee el ángulo por I2C.
¿Sabe en qué posición está al encenderlo?
Sí. El AS5600 mide el ángulo absoluto del imán y entrega la posición real al arrancar, sin dar una vuelta para buscar el cero. La hoja de datos fija un tiempo de arranque de 10 ms como máximo. Para mover el cero a otra posición, lee el registro RAW ANGLE y escribe ese valor en el registro ZPOS por I2C. Ese cambio se pierde al apagar, salvo que lo grabes en la memoria OTP, que acepta hasta 3 grabaciones del cero y el ángulo máximo. La otra opción es guardar el cero en la memoria de tu microcontrolador y restarlo de cada lectura.
¿Puedo usar el AS5600 para medir más de 360 grados?
El sensor entrega la posición dentro de una sola vuelta, con valores de 0 a 4095. Para contar vueltas, tu programa detecta cuando la lectura salta de 4095 a 0 o de 0 a 4095, y suma o resta una vuelta. Entre dos lecturas el eje tiene que girar menos de media vuelta, o tu programa no sabrá hacia qué lado pasó. El sentido en que sube la lectura lo fija el pin DIR. Conectado a GND sube en sentido horario, mirando el chip desde arriba, y conectado a VDD sube en sentido antihorario. DIR es una entrada digital, así que conéctalo a GND o a VDD según el sentido que necesites.
¿Puedo conectar dos o más AS5600 al mismo Arduino o ESP32?
En el mismo bus I2C no. La dirección del AS5600 es 0x36 y viene fija de fábrica, así que dos sensores en los mismos SDA y SCL responden a la vez. Para usar varios tienes dos caminos. Pon un multiplexor I2C entre el microcontrolador y los sensores, o conecta cada uno a un bus I2C distinto si tu placa tiene más de uno. El bus funciona hasta 1 MHz, y la hoja de datos indica resistencias pull up opcionales de 4,7 kΩ en SDA y SCL. El módulo ya trae las suyas, R2 entre VCC y SDA y R3 entre VCC y SCL.
¿Necesito un programador especial para configurar el AS5600?
No. Cualquier microcontrolador con I2C, como un Arduino o un ESP32, escribe los registros de cero (ZPOS), ángulo máximo (MPOS), rango (MANG) y configuración (CONF). Esos valores se borran al apagar. Grabarlos en la memoria OTP los deja fijos y no se puede deshacer. ZPOS y MPOS se graban hasta 3 veces. MANG y CONF se graban juntos una sola vez, y MANG solo queda grabado si antes no grabaste ZPOS ni MPOS. Sin I2C existe la Opción B, que graba el cero y el máximo a través del pin OUT con GPO (PGO en la hoja de datos) conectado a GND. Se puede hacer una sola vez. Para grabar el cero y el máximo, el chip tiene que detectar el imán. Toda grabación se hace entre 20 y 30 °C. Este módulo viene en el modo de 3,3 V, así que la grabación pide además 3,3 V en VDD3V3 y un condensador de 10 µF entre VDD3V3 y GND mientras dura. Prueba tu configuración con los registros antes de grabarla.
¿En qué aplicaciones se usa el AS5600?
La hoja de datos del fabricante lo indica para potenciómetros y perillas sin contacto, pedales, servos de radiocontrol y otras mediciones de posición angular. Como el imán no toca el chip, no tiene el desgaste de un potenciómetro de pista. También se usa como encoder absoluto de un motor en lazo cerrado, por ejemplo en un mecanismo con motor DC y Arduino que vuelve a posiciones fijas.
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