Wraz z poprawą stopnia automatyzacji różnych branż znaczenie kontroli ćwiczeń jest coraz bardziej widoczne.Aby skutecznie napędzać silnik, niezbędne jest opisanie kontroli wejścia prędkości i pozycji.Istnieje jednak wiele technologii, które zdają sobie sprawę z tego wykrywania, a każda technologia ma inne cechy i scenariusze aplikacji.

Ten artykuł będzie bardziej różnie obracającą się technologią wykrywania i omówi powody ich wyboru.Następnie zrozumiemy niektóre z najnowszych urządzeń na rynku.

Aplikacja wykrywania pozycji

Aby poprawić dokładność, poprawić plony i zmniejszyć koszty operacyjne, zautomatyzowano wiele procesów wymagających ręcznego działania, co szybko zwiększyło aplikacje wykrywania lokalizacji.W rzeczywistości, dopóki istnieje pewna forma ćwiczeń, istnieje potrzeba dostarczenia kontrolera informacji o lokalizacji.

Industrial 4.0 poczyniło wiele postępów w dziedzinie automatyzacji.Technologia robotów staje się coraz bardziej popularna, a „bezzałogowa” operacja osiąga się wszystko -i nie będzie zmęczeni ani nie popełni błędów -wymaga, aby każdy szyb ruchowy był wyposażony w czujnik.To samo dotyczy „robotów współpracy” pracujących z ludźmi w tradycyjnych fabrykach.

Obecnie wiele części jest wytwarzanych przez maszynę do maszynowych narzędzi CNC (CNC), niektóre używają maszyn do cięcia laserowego, a niektóre używają drukarek 3D.Wszystkie te maszyny mają elementy aktywności, które wymagają dokładnej kontroli lokalizacji, aby osiągnąć cele jakości.Po przetworzeniu części jest zwykle transportowany przez zautomatyzowany pasek obsługi materiałów lub przenośnik, który wymaga również funkcji wykrywania pozycji.

W okazjach poza fabryką wiele miejsc wymaga również kontroli pozycji, takich jak duży sprzęt medyczny, który może przenosić pacjentów lub skanery.Ponadto roboty mogą teraz wykonywać operację, która również wymaga bardzo precyzyjnej kontroli.

W dziedzinie transportu każda aplikacja obejmuje ćwiczenia.Niezależnie od tego, czy jest to tradycyjny transport, taki jak pociągi, maszyny rolnicze, maszyny budowlane lub pojawiające się aplikacje, takie jak autonomiczne roboty mobilne (AMR) i tysiące dronów w magazynie, wymagane jest wykrywanie pozycji.

Z wszystkimi metodami jazdy (ICE) i mocy hybrydowej), wszystkie samochody napędzają kierunek elektryfikacji .Aby systemy te działały normalnie, informacje o lokalizacji pedału przepustnicy (akcelerator) muszą być przesyłane do elektronicznej jednostki sterującej (ECU) lub informacji o lokalizacji kierownicy do systemu sterowania kierownictwem.

W miarę jak kontrola elektroniczna rozszerza się na prawie wszystkie aspekty działania pojazdu, technologia wykrywania lokalizacji jest również szeroko stosowana w komponentach zawieszenia (do kontroli spłaszczania/jazdy), montażu zasilania i elektrycznych okien, szyberdach, zamkach drzwi i innych aspektach.

Porównanie technologii wykrywania pozycji

Rotacyjne wykrywanie pozycji wykorzystuje głównie trzy technologie technologii, magnetyzmu i technologii indukcyjnej.

Optyczny koder jest zwykle uważany za najdokładniejszy (choć nie we wszystkich przypadkach). .

Rysunek 1: Główne metody obracania położenia obejmują technologię optyczną, magnetyczną i indukcyjną

Zasadniczo tego rodzaju urządzenie jest używane do potrzebnych aplikacji o wysokiej zawartości, takich jak roboty precyzyjne i narzędzia maszynowe, takie jak tokarki CNC lub maszyny do cięcia laserowego.Chociaż są one bardzo dokładne i nie są wrażliwe na pola magnetyczne, łatwo wpływają na nie wibracje i brud na dysku, co może powodować, że nie powiedzie się.

Kodery magnetyczne są często niskie i są wykorzystywane głównie do stosowania bardzo wrażliwych kosztów.Dobrze działają przy braku wibracji i zanieczyszczenia, ale zewnętrzne pole magnetyczne będzie miało na niego znaczący wpływ, co ogranicza ich zakres zastosowania.

Dokładność enkodera indukcyjnego jest lepsza niż koder magnetyczny, który może wytrzymać wysokie stopnie wibracji i zanieczyszczenia, i nie jest wrażliwa na pole magnetyczne.Inne zalety obejmują: dobrą powtarzalność, nie wrażliwość na temperaturę, niewielką liczbę urządzeń, niewielki rozmiar i brak potrzeby materiałów ziem rzadkich (to znaczy magnes).

NCS32100 Podwójny indukcyjny czujnik pozycji

Podwójny indukcyjny czujnik pozycji NCS32100 Onsemi osiąga doskonałą dokładność pozycji niekonaktowej poprzez dwa proste i innowacyjne dyski PCB, z dokładnością +50 centów lub obrotem mechanicznym 0,0138 stopni.Jedna płytka drukowana jest ustalona na stojanie silnikowym (część statyczna), podczas gdy kolejna płytka z pojedynczą warstwą warstwa jest ustalona na wirniku lub wale.Dwie PCB umieszczone równolegle, oddzielone od 0,1 mm do 2,5 mm pośrodku.NCS32100 znajduje się na PCB stojana.

Grubość (podwójne) przewody przewodzące lub drukowanie cewki na dwóch dyskach.Artykuł 3 przewodząca linia śledzenia nazywana jest cewką wzbudzenia, wydrukowaną na płytce stojowej.NCS32100 wysyła fala sinusoidalną 4 MHz do cewki wzbudzenia, aby wygenerować pola elektromagnetyczne wokół cewki wzbudzenia stojana.Zgodnie z prawem interakcji Faradaya gruba cewka wirnika przecina pole elektromagnetyczne, a energia jest sprzężona z cewką wirnika w celu utworzenia wiru.

Jednocześnie cewka grubości stojana łączy do ośmiu wejściowych odbiorników NCS32100.Gdy wirnik się obraca, wir wirnika będzie zakłócać stojar, aby odebrać cewkę.NCS32100 przetwarza te zakłócenia poprzez swój wewnętrzny algorytm własny DSP (cyfrowy procesor sygnału), mierząc w ten sposób położenie wirnika.

Rysunek 2: Podwójna technologia indukcyjna zapewnia wysoką wydajność poprzez proste rozwiązania

Z czujnikiem PCB 40 mm NCS32100 może osiągnąć dokładność pozycji ± 50 centów z prędkością 6000 obr./min.W oparciu o większy czujnik PCB lub dokładny wirnik i stojan, może osiągnąć wyższą dokładność w obrębie +/- 10 narożników.

To proste rozwiązanie musi tylko użyć niewielkiej ilości urządzeń elektronicznych, aby zapewnić niewielki rozmiar i niski koszt.Ponadto jest całkowicie wrażliwy na fluktuacje temperatury, zanieczyszczenie i zewnętrzne pola magnetyczne.

Podwójne rozwiązanie integracji technologii indukcyjnej

NCS32100 Ansonami obsługuje czujniki pozycji o wysokiej zawartości rotacji zaprojektowane do zastosowań i środowiska przemysłowego.Jest to bezwzględne urządzenie położenia, które może określić lokalizację bez ćwiczeń.NCS32100 może również obliczyć prędkość z prędkością 45 000 obr / min.

Przy prędkości do 6000 obr./min NCS32100 zapewnia całkowitą dokładność ± 50 centów, co jest porównywalne z wydajnością wielu enkoderów optycznych.To urządzenie integruje również RAM?

Zbudowana kalibracja NCS32100 pozwala czujnikowi osiągnąć samookalizację za pośrednictwem pojedynczego polecenia.Nie musi odnosić się do enkodera.Wszystkie współczynniki kalibracji są przechowywane w pamięci niełatnej -To -Loss (NVM).

Typowe roztwory optyczne wymagają w sumie trzech płyt PCB, płytki drukowanej stojany i płytki LED, a wszystkie funkcje wymagają około 100 urządzeń.

Rysunek 3: Podwójna technologia indukcyjna jest porównywalna z technologią optyczną pod względem dokładności, a złożoność i koszty są niższe niż te ostatnie

Natomiast tylko dwa PCB oparte na rozwiązaniu NC32100: Rotor to pojedyncza płytka PCB, która nie zawiera żadnego urządzenia, a połączona PCB zawiera tylko 12 urządzeń.

W aplikacjach motoryzacyjnych, chociaż koszt i niezawodność są ważne, bezpieczeństwo jest jeszcze ważniejsze, szczególnie w zastosowaniach takich jak sterowanie lub hamowanie.Ansonmi's Car -poziom bezwzględny czujnik pozycji NCV77320 spełnia standard ISO26262 i jest zaprojektowany specjalnie dla tych kluczowych scenariuszy aplikacji.Dokładność pozycji NCV77320 wynosi 194,3 narożników lub obrót mechaniczny o 0,0539 stopni (w szczególności zależy od kształtu geometrycznego PCB), głównie dlatego, że ma tylko 3 wejście odbiorników, a NCS32100 ma 8 wejściowych odbiorników, a NCV77320 nie obsługuje. Konfiguracja PCB esencji konfiguracji PCB grubej cewkiZarówno NCV77320, jak i NCS32100 można uruchomić jako enkoder obrotowy lub enkoder liniowy.

Zastosowania NCV77320 obejmują czujniki pedału hamulca, czujniki pedału przepustnicy, czujniki lokalizacji silnika, czujniki układu hamulcowego, poziome czujniki pojazdu, czujniki przekładni skrzyni biegów, czujniki położenia przepustnicy i czujniki wzmocnienia gazu spalin.

Podobnie jak NCS32100, NCV77320 nie jest wrażliwy na zanieczyszczenie, zmiany temperatury i zakłócenia pola magnetycznego i może być stosowany w środowisku motoryzacyjnym od -40oC do +150oC.

NCV77320 może działać z prędkością do 10800 obr./min i komunikować się z MCU podtrzymującym za pośrednictwem interfejsu SPI, SPI lub analogowego.