Développement du circuit intégré spécifique (ASIC) pour capteur à effet Hall 3D :
L’équipe de Marquardt, en étroite collaboration avec l’Institut Fraunhofer pour les circuits intégrés, a développé un nouveau circuit intégré spécifique (ASIC) pour un capteur à effet Hall 3D mesurant les trois composantes vectorielles d’un champ magnétique dipolaire. Le système de mesure complet se compose d’un aimant fixé au tambour du lave-linge et du circuit intégré spécifique (ASIC) pour capteur à effet Hall 3D, connecté au boîtier de l’appareil. Le capteur à effet Hall mesure la direction et l’intensité du champ magnétique, déterminant ainsi le mouvement relatif de l’aimant dans les trois dimensions. Ces informations sont ensuite transmises au microcontrôleur embarqué, qui applique un algorithme propriétaire pour déterminer le mode de commande du mouvement du tambour.

Pour développer l'algorithme, l'équipe de Marquardt a utilisé Maple™. Le Dr Allmendinger a trouvé en Maple un outil précieux qui lui a permis de travailler sur des problèmes complexes tels que la modélisation du champ magnétique, l'estimation des tolérances admissibles pour l'aimant et la vérification de l'inclinaison du module de capteur à effet Hall 3D, qui respectait une tolérance très faible d'environ deux degrés. L'algorithme obtenu a ensuite été converti en code C pour piloter le contrôleur.
Le Dr Allmendinger a découvert Maple lorsqu'il était étudiant. Il a été impressionné par la capacité de Maple à gérer les mathématiques symboliques, ses puissants outils graphiques, son interface de documentation technique et sa possibilité d'exporter vers d'autres langages (tels que C, MATLAB® et Java™). Le Dr Allmendinger a déclaré : « Maple s’est avéré très facile à utiliser, même avec les mathématiques complexes impliquées. Nous avons trouvé assez simple de saisir et de modifier des équations, de déterminer si elles avaient une solution, puis de revenir en arrière et d’apporter les modifications nécessaires. J’ai trouvé l’interface utilisateur de Maple très facile et agréable à utiliser ; en particulier, les capacités d’exportation et l’interopérabilité avec d’autres programmes techniques se sont considérablement améliorées et sont désormais indispensables au développement rapide de la solution. »

Le nouveau système de positionnement 3D du capteur à effet Hall offre plusieurs avantages. Tout d'abord, son assemblage est simple puisqu'il n'y a pas de liaison mécanique entre l'aimant et le capteur. Grâce à l'enregistrement simultané des valeurs mesurées des trois composantes du champ magnétique, le système permet également le calcul de la vitesse. Globalement, sa conception favorise une gestion plus responsable des ressources naturelles. L'utilisation de la modélisation mathématique du champ élimine le recours aux techniques de planification 3D traditionnelles et permet l'utilisation d'un microcontrôleur plus petit et plus économique. La
réduction de la taille de l'aimant contribue également à diminuer la consommation de ressources.

Marquardt explore actuellement d'autres applications pour son capteur 3D avec d'autres clients de renom. Ces applications incluent la détection de position générale dans les technologies de production et d'automatisation, ainsi que les interfaces multimédias dans l'industrie automobile, comme le système iDrive des véhicules BMW™. L'entreprise étudie également le développement de ce concept de capteur innovant, en étendant sa capacité à déterminer non seulement la distance 3D entre un capteur à effet Hall et un aimant, mais aussi l'angle solide 3D. Ce concept de capteur nécessitera la mesure du champ magnétique en deux points. Ce problème nécessitera un système d'équations à six dimensions, et le logiciel Maplesoft sera également utilisé pour le développement de ce projet.
Maplesoft est représenté en Espagne par Addlink Scientific Software.

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