Com a melhoria do grau de automação de várias indústrias, a importância do controle do exercício é cada vez mais proeminente.Para acionar efetivamente o motor, é essencial descrever a entrada de controle de velocidade e posição.No entanto, existem muitas tecnologias que percebem esse sentido, e cada tecnologia tem diferentes características e cenários de aplicação.

Este artigo será uma tecnologia de detecção rotativa de maneira mais diferente e discutirá as razões para escolhê -las.Em seguida, entenderemos alguns dos dispositivos mais recentes do mercado.

Aplicação de detecção de posição

Para melhorar a precisão, melhorar os rendimentos e reduzir os custos operacionais, muitos processos que precisavam de operação manual foram automatizados, o que aumentou rapidamente as aplicações de detecção de localização.De fato, enquanto houver uma certa forma de exercício, é necessário um sensor para fornecer informações de localização ao controlador.

O Industrial 4.0 fez muitos progressos no campo da automação.A tecnologia de robô está se tornando cada vez mais popular, e a operação "não tripulada" é alcançada em todo o mundo, e não será fadiga ou cometer erros -isso exige que cada eixo de movimento esteja equipado com um sensor.O mesmo se aplica aos "robôs colaborativos" trabalhando com humanos nas fábricas tradicionais.

Hoje, muitas peças são fabricadas pela Machine -algumas máquinas -ferramentas CNC (CNC), algumas usam máquinas de corte a laser e outras usam impressoras 3D.Todas essas máquinas têm componentes de atividade, que exigem controle preciso de localização para atingir as metas de qualidade.Depois que as peças são processadas, geralmente é transportada por manuseio de material automatizado ou correia transportadora, o que também requer a função de detecção de posição.

Em ocasiões fora da fábrica, muitos lugares também precisam de controle de posição, como os grandes equipamentos médicos que podem mover pacientes ou scanners.Além disso, os robôs podem realizar uma cirurgia agora, o que também requer controle muito preciso.

No campo do transporte, cada aplicação envolve exercícios.Seja transporte tradicional, como trens, máquinas agrícolas, máquinas de construção ou aplicações emergentes, como robôs móveis autônomos (AMR) e milhares de drones em armazenamento, é necessária uma detecção de posição.

Com todos os métodos de acionamento (gelo), acionamento elétrico puro (EV) e energia híbrida), todos os carros que dirigem estão se desenvolvendo na direção da eletrificação .Para fazer com que esses sistemas operem normalmente, as informações de localização do pedal do acelerador (acelerador) devem ser transmitidas à unidade de controle eletrônico (ECU) ou às informações de localização do volante para o sistema de controle de direção.

À medida que o controle eletrônico se expande para quase todos os aspectos da operação do veículo, a tecnologia de detecção de localização também é amplamente utilizada em componentes de suspensão (para controle de achatamento/direção), montagem de energia e janelas elétricas, teto solar, fechaduras e outros aspectos.

Comparação de tecnologia de detecção de posição

A sensação de posição rotativa usa principalmente três tecnologias -ópticas, magnetismo e tecnologia de indutância.

O codificador óptico é geralmente considerado o mais preciso (embora não em todos os casos). .

Figura 1: Os principais métodos de detecção de posição rotativa incluem tecnologia óptica, magnética e indutiva

Geralmente, esse tipo de dispositivo é usado para precisar de aplicações de alta precisão, como robôs de precisão e máquinas -ferramentas, como tornos CNC ou máquinas de corte a laser.Embora sejam altamente precisos e não sejam sensíveis aos campos magnéticos, eles são facilmente afetados pela vibração e sujeira no disco, o que pode causar a falha.

Os codificadores magnéticos são frequentemente baixa precisão e são usados ​​principalmente para aplicar custos muito sensíveis.Eles têm um bom desempenho na ausência de vibração e poluição, mas o campo magnético externo terá um impacto significativo, o que limita seu escopo de aplicação.

A precisão do codificador do indutor é melhor que o codificador magnético, que pode suportar altos graus de vibração e poluição e não é sensível ao campo magnético.Outras vantagens incluem: boa repetitividade, não sensível à temperatura, número pequeno de dispositivos, tamanho pequeno e sem necessidade de materiais de terras raras (ou seja, ímã).

Sensor de posição indutiva dupla NCS32100

O sensor de posição indutiva dupla NCS32100 da Onsemi atinge excelente precisão de posição não -contato através de dois discos de PCB simples e inovadores, com precisão de +50 centavos ou uma rotação mecânica de 0,0138 graus.Um PCB é fixado no estator do motor (parte estática), enquanto outro PCB de camada única é fixada em um rotor ou eixo.Dois PCB colocados em paralelo, separados de 0,1 mm a 2,5 mm no meio.O NCS32100 está localizado na PCB do Stator.

Espessura (dupla) fiação condutiva ou impressão de bobina em dois discos.Artigo 3 A linha de rastreamento condutora é chamada de bobina de excitação, impressa na PCB do Stator.O NCS32100 envia uma onda senoidal de 4MHz para a bobina de excitação para gerar campos eletromagnéticos ao redor da bobina de excitação do estator.De acordo com a lei da interação de Faraday, a bobina grossa do rotor cruza o campo eletromagnético, e a energia é acoplada na bobina do rotor para formar um vórtice.

Ao mesmo tempo, a bobina de espessura do estator se conecta até oito entrada de receptores NCS32100.Quando o rotor gira, o vórtice do rotor interfere no estator para receber a bobina.O NCS32100 processa essas interferências por meio de seu algoritmo proprietário interno do DSP (processador de sinal digital), medindo assim a posição do rotor.

Figura 2: Tecnologia indutiva dupla fornece alto desempenho por meio de soluções simples

Com um sensor de PCB de 40 mm, o NCS32100 pode atingir a precisão da posição de ± 50 centavos a uma velocidade de 6.000 rpm.Com base em um sensor de PCB maior ou preciso do rotor e do estator, ele pode obter maior precisão dentro de +/- 10 cantos.

Essa solução simples precisa apenas usar uma pequena quantidade de dispositivos eletrônicos para garantir tamanho pequeno e baixo custo.Além disso, é completamente sensível a flutuações de temperatura, poluição e campos magnéticos externos.

Solução de integração de tecnologia indutiva dupla

O NCS32100 da Ansonami suporta sensores de posição de rotação de alta precisão projetados para aplicações e meio ambiente industriais.É um dispositivo de posição absoluto que pode determinar o local sem exercício.O NCS32100 também pode calcular a velocidade a uma velocidade de 45.000 rpm.

A uma velocidade de até 6.000 rpm, o NCS32100 fornece uma precisão completa de ± 50 centavos, o que é comparável ao desempenho de muitos codificadores ópticos.Este dispositivo também integra o ARM?

A calibração -in construída do NCS32100 permite que o sensor alcance a auto -calibração por meio de um único comando.Ele não precisa se referir ao codificador.Todos os coeficientes de calibração são armazenados na memória não -easy -to -loss (NVM).

As soluções ópticas típicas requerem um total de três discos ópticos de PCB, PCB do estator e PCB de unidade de LED, e todas as funções requerem cerca de 100 dispositivos.

Figura 3: A tecnologia indutiva dupla é comparável à tecnologia óptica em precisão, e a complexidade e o custo são inferiores aos últimos

Por outro lado, apenas dois PCBs com base na solução NC32100: o rotor é um PCB de camada única que não contém nenhum dispositivo e o PCB vinculado contém apenas 12 dispositivos.

Em aplicações automotivas, embora o custo e a confiabilidade sejam importantes, a segurança é ainda mais importante, especialmente em aplicações como direção ou frenagem.O sensor de posição absoluto de Ansonmi no nível do nível NCV77320 atende ao padrão ISO26262 e foi projetado especificamente para esses principais cenários de aplicação.A precisão da posição do NCV77320 é de 194,3 cantos ou uma rotação mecânica de 0,0539 graus (especificamente depende da forma geométrica do PCB), principalmente porque possui apenas 3 receptores de entrada, e o NCS32100 possui 8 receptores de entrada, e a NCV77320 não suporta Configuração de PCB da essência de configuração de PCB de bobina fina grossaNCV77320 e NCS32100 podem ser executados como codificador rotativo ou codificador linear.

As aplicações do NCV77320 incluem sensores de pedal de freio, sensores de pedal do acelerador, sensores de localização do motor, sensores do sistema de freio, sensores horizontais de veículo, sensores de engrenagem da caixa de engrenagens, sensores de posição do acelerador e sensores de válvula de reforço de gases de escape.

Como o NCS32100, o NCV77320 não é sensível à poluição, alterações de temperatura e interferência de campo magnético e pode ser usado no ambiente automotivo de -40oC a +150oC.

O NCV77320 pode ser executado a uma velocidade de até 10.800 rpm e se comunicar com o MCU de suporte através da interface enviada, SPI ou analógica.