Couverture ElectroniqueS n°127

Memsic lance un capteur magnétique biaxial destiné à améliorer la précision des compas, systèmes de navigation GPS, et autres capteurs de position. Les capteurs angulaires commencent à exploiter les bénéfices de la magnétorésistivité, phénomène bien connu dans le domaine des disques durs. Après Infineon et ses capteurs à magnétorésistivité géante ou GMR (voir EI N° 662), c'est au tour du fabricant d'accéléromètres Memsic de se lancer dans la production de capteurs magnétiques exploitant la magnétorésistivité dite anisotropique ou AMR. Des capteurs économiques et précis destinés aux compas électroniques, aux systèmes de navigation GPS et aux détecteurs de position et de champ magnétique. Rappelons que l'effet principal de l'AMR est une variation de résistance électrique au sein de fines couches de matériaux magnétiques Permalloy (fer/nickel) sous l'influence d'un champ magnétique externe. Moins sensible que la GMR dont elle est « l'ancêtre », cette technologie s'avère tout à fait suffisante pour de nombreuses applications. Ici, les matériaux sont déposés sur un substrat silicium classique et prémagnétisés dans une orientation donnée, par application d'un fort champ lors de la phase de fabrication. Référencé MMC212x, le capteur de Memsic est taillé pour les champs magnétiques réduits (typiquement ± 2 gauss) et convient donc aux applications d'orientation impliquant le champ magnétique terrestre (environ 0,5 gauss) comme référence. Lorsqu'un champ externe trop élevé (5,5 gauss et au-delà) est appliqué sur le capteur, la polarité prédéfinie du film peut être bouleversée, et le capteur doit être réinitialisé. Cette fonction de réinitialisation est embarquée dans le MMC212x, puisqu'une commande automatique dite IHC (Intelligent Heading Correction) permet d'envoyer un fort courant pulsé autour de l'élément sensible pour lui redonner ses propriétés originelles.Loin d'être un simple capteur, le MMC212x embarque également le traitement du signal nécessaire. Les variations de résistance sont récupérées au niveau d'un pont de Wheatstone, qui les transforment en variations de tension différentielle, puis les signaux sont filtrés, numérisés à l'aide d'un convertisseur analogique-numérique intégré et enfin transmis à travers un port I2C permettant une connexion directe avec un microcontrôleur externe. Un bloc de synchronisation et un régulateur de tension internes augmentent encore l'autonomie du capteur.Consommation réduite à 1 µA en mode veilleAlimenté entre 2,7 V et 5,25 V, le MMC212x ne consomme que 400 µA sous 3 V à cinquante mesures par seconde (le courant est directement proportionnel à la fréquence de mesure), un mode veille pouvant être déclenché via l'interface I2C, afin d'abaisser encore cette consommation à 1 µA. Du côté des performances de mesure, on relèvera une non-linéarité limitée à 0,1 % de la pleine échelle entre - 1 gauss et 1 gauss, une densité de bruit de 600 µgauss entre 1 et 25 Hz (soit la bande passante du capteur), une précision globale de ± 2 ° et une dérive en température typique de ± 1 100 ppm/°C. Le MMC212x supporte un champ de 10 000 gauss. Encapsulé en boîtier LGA mesurant seulement 5 x 5 x 0,9 mm, le MMC212x est disponible en volume et vendu au prix de 3,85 dollars par quantités de 1 000 pièces. D'autres modèles viendront rapidement agrémenter cette gamme de capteurs magnétiques ; parmi eux, un MMC312x encore mystérieux, mais dont la nomenclature et les applications visées, étendues aux jeux vidéo et aux outils de pointage (souris et autres), laisse à penser une capacité de localisation sur trois axes (le troisième axe évite en fait d'avoir à maintenir l'appareil en position horizontale pendant la mesure). Une capacité néanmoins déjà offerte par d'autres capteurs AMR du marché, certes généralement plus coûteux, à l'image du HMC5843 que vient de lancer Honeywell à un prix avoisinant les quinze dollars en petites quantités. Ce capteur triaxial vise également à affiner les données fournies par un GPS embarqué dans un véhicule ou un téléphone por table. Le HMC5843 comprend trois éléments sensibles, un convertisseur analogique-numérique 12 bits et un bus série I2C dans un boîtier-puce mesurant 4 x 4 x 1,3 mm. A l'instar de Memsic, Honeywell a recours à une technique de recalibrage par strap métallique à courant pulsé (jusqu'à 800 mA). Plus gourmand (800 µA en mode mesure, 2,5 µA en mode veille), il bénéficie d'une pleine échelle plus large (- 4 gauss à 4 gauss) à l'instar de la bande passante qui atteint ici 10 kHz.

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