FH3D04 - Quad 3D Hall Sensor für 6D-Positionsmessung

Magnetfeldmessung in drei Dimensionen scheiterte bisher an der Physik – bis Fraunhofer IIS mit HallinOne® die Spielregeln neu schrieb. 

Klassische Hall-Sensoren messen eindimensional. Für echte 3D-Anwendungen brauchten Sie bisher drei orthogonal angeordnete Sensoren mit all den Problemen von Ausrichtung, Kalibrierung und Platzbedarf. Noch kritischer: Die meisten Sensoren nutzen magnetisierbare Materialien zur Feldverstärkung, die das Messergebnis verfälschen, temperaturabhängig reagieren und anfällig für Störfelder sind. Das Resultat waren ungenaue Messungen, aufwendige Kompensationen und unzuverlässige Systeme. 

Die HallinOne® Technologie des Fraunhofer Instituts für Integrierte Schaltungen IIS durchbricht diese Limitierungen fundamental. Der reine Hall-Effekt ohne magnetisierbare Materialien garantiert unverfälschte Messungen. Die planare IC-Technologie ermöglicht mehrere 3D-Sensoren auf einem Chip. Das Ergebnis: präzise 3D-Magnetfeldmessung an mehreren Punkten gleichzeitig, kompakt integriert, hochgenau – verfügbar in drei spezialisierten Varianten für unterschiedliche Anforderungen. 

Der FH3D02 – Intelligence trifft Präzision 

Der FH3D02 ist die intelligente Lösung für Anwendungen, die fertige Messwerte benötigen. Mit zwei 3D-Sensoren im 2,5mm-Abstand erfasst er Magnetfelder dreidimensional und berechnet Position oder Winkel direkt on-chip. Die vollständige Temperaturkompensation von Offset und Sensitivität garantiert stabile Messwerte von -40°C bis 105°C – ohne externe Kalibrierung, ohne Drift, ohne Nachbearbeitung. 

Der Standard-Messbereich von 70mT ist optimal auf typische Permanentmagnet-Anwendungen abgestimmt. Mit Messraten von 0,5kHz oder 1kHz liefert der Sensor präzise Daten für Regelungsaufgaben. Der zusätzliche PWM-Ausgang neben der SPI-Schnittstelle ermöglicht direkte Aktoransteuerung – Ihr Mikrocontroller wird entlastet, Ihr System vereinfacht. 

Das kompakte WLCSP-Gehäuse mit nur 3x2x0,6mm passt in kleinste Designs. Die Betriebstemperatur bis 105°C erschließt Automotive-Anwendungen. Die On-Chip-Intelligence macht aus rohen Magnetfelddaten verwertbare Informationen – ideal für Joysticks, Positionssensoren und alle Anwendungen, die kompensierte Messwerte brauchen. 

Der FH3D12 – Performance ohne Kompromisse 

Der FH3D12 definiert High-Performance neu. Mit zwei 3D-Sensoren im 2mm-Abstand und Messraten bis zu 20kHz bei 12Bit Auflösung erfasst er selbst schnellste magnetische Änderungen. Alternativ liefert er bei 1,8kHz volle 16Bit Auflösung – Sie wählen zwischen Geschwindigkeit und Präzision, je nach Anforderung. 

Der weite Messbereich von 10mT bis 1,5T deckt nahezu alle Anwendungen ab – von schwachen Erdmagnetfeldern bis zu starken Industriemagneten. Die software-definierte Architektur macht den Sensor zukunftssicher: Jeder der beiden 3D-Sensoren lässt sich individuell konfigurieren bezüglich Messbereich und Rate. Ändern sich Ihre Anforderungen, passen Sie die Konfiguration an – ohne Hardware-Wechsel. 

Die integrierten Erregerspulen ermöglichen magnetische Selbsttests während des Betriebs. Sie prüfen die Funktionsfähigkeit ohne externe Magnete – kritisch für sicherheitsrelevante Anwendungen. Das robuste MLF-16-Gehäuse mit 5x5x0,9mm und 0,8mm Pitch vereinfacht die automatische Bestückung. Der Temperaturbereich von -40°C bis 125°C qualifiziert den Sensor für härteste Industrieumgebungen. 

Der FH3D04 – Die 6D-Revolution 

Der FH3D04 sprengt die Grenzen des Möglichen. Vier 3D-Sensoren im engen 1,5mm-Raster auf nur 2,5x2,5x0,6mm ermöglichen echte 6D-Positionsmessung – drei Translationen und drei Rotationen gleichzeitig erfassbar. Mit bis zu 80kHz Messrate bei 10Bit Auflösung trackt er ultraschnelle Bewegungen ohne Verzögerung. 

Die vier Messpunkte erschließen neue Anwendungen: Komplexe Joysticks und Gimbals mit vollständiger Raumerfassung. Hochauflösendes Magnetfeld-Mapping für Qualitätskontrolle. Multi-Punkt-Strommessung in der Leistungselektronik. Die äquidistante Anordnung mit 1,5mm Pitch harmoniert perfekt mit Kamera-Systemen für kombinierte magnetisch-optische Sensorik. 

Jeder der vier 3D-Sensoren ist unabhängig konfigurierbar – unterschiedliche Messbereiche und Raten für verschiedene Aufgaben gleichzeitig. Der OTP-Speicher enthält nicht nur elektrische Trimmwerte, sondern bietet auch Platz für Kundendaten. Die magnetische Kalibrierung erfolgt ohne externes Setup direkt über die integrierten Spulen. 

Technologie, die verbindet 

Alle drei Varianten basieren auf der gleichen revolutionären HallinOne® Technologie. Der reine Hall-Effekt ohne magnetisierbare Materialien garantiert unverfälschte, reproduzierbare Messungen. Die Versorgungsspannung von 3,0V bis 3,6V passt zu modernen Low-Power-Systemen. Die SPI-Schnittstelle integriert sich nahtlos in bestehende Designs. 

Die Gradientenmessung zwischen den Sensorpunkten eliminiert homogene Störfelder effektiv – nur das Nutzsignal bleibt. Die integrierten Temperatursensoren ermöglichen System-Level Drift-Tracking. Die Diagnose-Features detektieren Fehler sofort und erhöhen die Systemsicherheit. 

Evaluation Boards für schnellen Start 

Zu jedem Sensor bieten wir optional ein passendes Evaluation Board. Diese fertig bestückten Boards ersparen das eigene PCB-Design und ermöglichen sofortige Tests. Alle notwendigen Anschlüsse sind herausgeführt, die mitgelieferten Arduino-Beispiele laufen direkt. So validieren Sie Ihre Anwendung in kürzester Zeit. 

Die Wahl der richtigen Variante 

Wählen Sie den FH3D02 für Anwendungen, die fertige, temperaturkompensierte Messwerte benötigen – ideal für Automotive und sicherheitskritische Systeme. Der FH3D12 ist Ihre Wahl für höchste Performance und Flexibilität – perfekt für dynamische Messaufgaben und Forschung. Der FH3D04 erschließt neue Dimensionen mit vier Sensoren für 6D-Positionierung und hochauflösendes Mapping. 

Das Fraunhofer IIS als Entwickler garantiert höchste Qualität und kontinuierliche Weiterentwicklung. Mit der umfangreichen Dokumentation – Datenblätter, Fact Sheets, Breakout-Board-Anleitungen und Arduino-Code – verkürzen Sie Ihre Entwicklungszeit drastisch. 

Revolutionieren Sie Ihre Magnetfeldmessung mit HallinOne®. Drei Varianten, eine Vision: präzise 3D-Sensorik ohne Kompromisse. 

Wichtiger Hinweis zur Early-Access-Teilnahme: Diese Produkte sind Early-Access-Produkte im Rahmen eines Entwicklungsprojekts gemäß unseren Allgemeinen Geschäftsbedingungen. Der angezeigte Betrag stellt keine Kaufpreiszahlung dar, sondern eine Teilnahmegebühr für die Einbindung in den Entwicklungsprozess. Durch die Zahlung dieser Gebühr erwerben Sie kein Eigentum am Produkt – das Eigentum verbleibt bei der LZE GmbH. Das Produkt wird Ihnen ausschließlich zu Testzwecken zeitlich befristet zur Verfügung gestellt. Bitte beachten Sie unserer AGB für die vollständigen Nutzungsbedingungen.