Sensorverkabelung
Diese Seite behandelt die elektrische Schnittstelle der FG-3+, FG-3C und FG-4 Sensoren – einschließlich Ausgangstypen, Versorgungsanforderungen und Verkabelungsempfehlungen.
Sensorvergleich
| Sensor | Achsen | Ausgangstyp | Versorgungsspannung | Typische Integration |
|---|---|---|---|---|
| FG-3+ | 1 | 5-V-Rechteckimpuls (Frequenz) | Geregelte 5 V | Frequenzzählung am MCU oder Converter Board → ADC |
| FG-3C | 1 | UART / Analog / PWM (wählbar) | Geregelte 5 V | UART RX am MCU, Analogeingang oder DAQ |
| FG-4 | 3 | 5-V-Rechteckimpuls (Frequenz) pro Achse | Geregelte 5 V | Frequenzzählung (3 Kanäle) am MCU |
FG-3+
Der FG-3+ gibt einen 5-V-Rechteckimpuls aus, dessen Periodendauer proportional zur magnetischen Feldstärke entlang der Sensorachse ist. Eine höhere Feldstärke entlang der empfindlichen Achse führt zu einer kürzeren Impulsdauer.
Verkabelung
Der FG-3+ wird über eine 3-Draht-Schnittstelle angeschlossen:
| Verbindung | Beschreibung |
|---|---|
| VCC | Geregelte 5-V-Stromversorgung |
| GND | Signal- und Versorgungsmasse |
| OUT | 5-V-Impulsausgang — an MCU-Timer/Zählereingang anschließen |
Die genaue Stecker-Pinnummerierung ist nicht öffentlich dokumentiert. Für die Identifikation von VCC / GND / OUT siehe die Beschriftung oder den Aufdruck auf Ihrer spezifischen Sensoreinheit.
Praktische Hinweise
- Frequenzzählung: Der MCU muss die Periodendauer des eingehenden Impulses mit einem Timer im Eingangs-Erfassungsmodus oder durch Zählen von Flanken messen. Verwenden Sie kein einfaches
digitalRead()-Polling für genaue Ergebnisse. - Pegelwandlung: Der Ausgang ist 5-V-Logik. Wenn Ihr MCU mit 3,3 V arbeitet (z. B. ESP32, Arduino Due), verwenden Sie einen Spannungsteiler oder einen dedizierten Pegelwandler an der OUT-Leitung.
- Kabellänge: Verwenden Sie bei längeren Kabelstrecken geschirmtes Kabel, um eingekoppelte Störungen zu reduzieren. Schließen Sie den Schirm nur an einem Ende an GND an.
- Versorgungsentkopplung: Platzieren Sie einen 100-nF-Keramikkondensator nahe am VCC-Pin des Sensors, um Versorgungsrauschen zu unterdrücken.
FG-3C
Der FG-3C ist ein einachsiges Fluxgate-Magnetometer mit einem konfigurierbaren Ausgangsmodus. Der Ausgangsmodus wird durch die Pinkonfiguration beim Start gewählt.
Ausgangsmodi
| Modus | Ausgang | Hinweise |
|---|---|---|
| UART | Digitaler serieller Text bei 115200 Baud | Feldwert in nT als ASCII-Text |
| Analog | Spannung proportional zum Feld | Geeignet für ADC oder Oszilloskop |
| PWM | PWM-Tastverhältnis proportional zum Feld | Geeignet für einfache MCU-Erfassung |
Dokumentierte Pinbelegung
| Pin | Funktion |
|---|---|
| 1 | VCC (geregelte 5 V) |
| 2 | GND |
| 3 | Moduswahl / Analogausgang |
| 4 | UART TX (im UART-Modus) / PWM-Ausgang |
| 5 | Moduswahl |
Pinfunktionen für Nicht-UART-Modi sind nicht vollständig öffentlich dokumentiert. Für die vollständige Konfigurationstabelle siehe das FG-3C-Datenblatt oder wenden Sie sich an FG Sensors.
UART-Modus Verkabelung
Verbinden Sie Pin 4 (UART TX) des FG-3C mit dem RX-Pin Ihres MCU oder USB-UART-Bridges.
FG-3C Pin 4 (TX) ──────► MCU RX
FG-3C Pin 1 (VCC) ─────► 5 V
FG-3C Pin 2 (GND) ─────► GND
- Baudrate: 115200
- Daten: 8N1
- Ausgabe: ASCII-Text, Feldwert in nT
Pin 4 ist ein 5-V-UART-Signal. Für 3,3-V-MCUs nur über einen Pegelwandler oder Spannungsteiler anschließen.
FG-4
Der FG-4 ist ein 3-Achsen-Fluxgate-Magnetometer, das drei unabhängige Frequenzausgangskanäle bietet – einen pro Achse (X, Y, Z).
Pinfunktionen
| Pin | Funktion |
|---|---|
| VCC | Geregelte 5-V-Stromversorgung |
| GND | Masse |
| OUT_X | Frequenzimpulsausgang, X-Achse |
| OUT_Y | Frequenzimpulsausgang, Y-Achse |
| OUT_Z | Frequenzimpulsausgang, Z-Achse |
Genaue Steckernummerierung und zusätzliche Pin-Details sind nicht öffentlich dokumentiert. Für weitere Informationen siehe die Beschriftung auf Ihrer Sensoreinheit oder das FG-4-Datenblatt.
Praktische Hinweise
- Auf dem MCU sind drei unabhängige Timer/Zähler-Kanäle erforderlich – einer pro Achse
- Alle drei Ausgänge sind 5-V-Logik; für 3,3-V-Systeme Pegelwandlung anwenden
- Die drei Achsen sind orthogonal und werkseitig ausgerichtet — den Sensorkörper nicht relativ zum Messrahmen drehen
- Die Stromversorgung muss sauber und geregelt sein; alle drei Achsen teilen eine gemeinsame Versorgung
Allgemeine Verkabelungs-Best Practices
- Verwenden Sie immer eine geregelte 5-V-Versorgung — die Sensorgenauigkeit wird durch Versorgungsrauschen beeinträchtigt
- Halten Sie die Sensorverdrahtung von Hochstrompfaden oder Schaltnetzteilen fern
- Verwenden Sie bei Mehrsensorsystemen (Gradiometern) separate geschirmte Kabel für jeden Sensor und stellen Sie eine gemeinsame GND-Referenz sicher
- Beschriften Sie alle Sensorkabel an beiden Enden, um Achsenverwechslungen bei Mehrachsen- oder Mehrsensor-Setups zu vermeiden