Magnetischer Absolutwert-Drehgeber AS5600

Abb. 1: Magnetischer Absolutwert-Drehgeber AS5600

Autoren: Marc Ebmeyer, Prof. Dr.-Ing. Schneider

AS5600 – Magnetischer Absolutwert-Drehgeber

Der AS5600 ist ein präziser, kontaktloser, magnetischer Drehwinkelsensor mit einer Auflösung von 12 Bit (4096 Schritte pro Umdrehung). Er misst den absoluten Winkel einer Magnetposition und gibt den Wert digital (I²C), als PWM oder analog aus.

Funktionsprinzip

Der Sensor enthält vier Hall-Elemente, die das Magnetfeld eines Permanentmagneten über der Chipoberfläche messen. Aus den magnetischen Feldkomponenten Bₓ und Bᵧ berechnet der interne DSP den Winkel:

$\text{Winkel}=\arctan \left(\frac{B_y}{B_x}\right)$

Das Ergebnis wird intern aufgelöst in einen 12-Bit-Wert (0 – 4095), der einem Drehwinkel von 0° – 360° entspricht.

Technische Daten

Parameter	Wert	Beschreibung
Auflösung	12 Bit (4096 Schritte)	≈ 0,088° pro Schritt
Messbereich	0 – 360 °	Absolutwert, kein Inkrementalgeber
Versorgungsspannung	3,3 V – 5,5 V	5 V-kompatibel
Schnittstellen	I²C, PWM, Analog	frei wählbar
I²C-Adresse	0x36 (7-Bit)	Standardadresse
Ausgangsform	Digital / PWM / Analog	wählbar per Konfiguration
Prellverhalten	keine Prellung	kontaktlos, Hall-basiert

Pinbelegung (typisches AS5600-Modul)

Pin	Funktion	Beschreibung
VCC	Versorgung	3.3 V – 5 V
GND	Masse	–
SDA	I²C Datenleitung	serielle Kommunikation
SCL	I²C Taktleitung	serielle Kommunikation
OUT	PWM oder Analogausgang	proportional zum Winkel
DIR	Richtungswahl	legt Drehrichtung (CW/CCW) fest

Kommunikationsmodi

I²C-Modus

• Registeradresse: 0x0C (ANGLE high byte), 0x0D (ANGLE low byte)
• Wertbereich: 0 – 4095 (12 Bit)
• Winkelberechnung:

$\text{Winkel [°]}=\frac{\text{angle}}{4096}\times 360$

PWM-Modus

• Ausgang: Pulsweite proportional zum Winkel
• Messung mit Mikrocontroller oder Simulink-Block (Pulse Width Measurement)
• Vorteil: keine Buskommunikation notwendig

Analogmodus

• Ausgang: 0 – Vref (V) entspricht 0 – 360°
• Direkt an analogen Eingang (ADC) anschließbar

Vorteile gegenüber mechanischen Drehgebern

Merkmal	KY-040 (mechanisch)	AS5600 (magnetisch)
Kontaktprellung	ja	nein
Absolute Position	nein	ja
Auflösung	ca. 20–24 Impulse/U	4096 Impulse/U
Lebensdauer	begrenzt	nahezu unbegrenzt
Schnittstelle	Digital (A/B)	I²C / PWM / Analog
Genauigkeit	mäßig	sehr hoch

Verwendung in Simulink mit Arduino

• **I²C-Kommunikation:**

 # I²C-Read-Block verwenden  
 # Adresse: 0x36  
 # Lese 2 Bytes ab Register 0x0C  
 # Berechne Winkel in Grad:  
   (byte1 * 256 + byte2) / 4096 * 360

• **Alternativ:**

 * PWM-Ausgang messen mit Digital-Input-Block
 * Analog-Ausgang lesen mit Analog-Input-Block

Zusammenfassung

Merkmal	Beschreibung
Typ	Magnetischer Absolutwertgeber
Auflösung	12 Bit (4096 Schritte)
Schnittstellen	I²C / PWM / Analog
Versorgung	3.3 V – 5 V
Besonderheit	Keine Entprellung nötig, kontaktlos
Kompatibel mit Simulink (Arduino Target)	Ja