Çeşitli endüstrilerin otomasyon derecesinin iyileştirilmesiyle, egzersiz kontrolünün önemi giderek daha belirgindir.Motoru etkili bir şekilde sürmek için hız ve konumun kontrol girişini tanımlamak önemlidir.Bununla birlikte, bu algılamayı gerçekleştiren birçok teknoloji vardır ve her teknolojinin farklı özellikleri ve uygulama senaryoları vardır.

Bu makale daha farklı dönen algılama teknolojisi olacak ve bunları seçme nedenlerini tartışacaktır.Daha sonra piyasadaki en son cihazlardan bazılarını anlayacağız.

Pozisyon Algılama Uygulaması

Doğruluğu artırmak, verimleri artırmak ve işletme maliyetlerini azaltmak için, manuel işlem gerektiren birçok işlem otomatikleştirilmiştir, bu da konum algılama uygulamalarını hızla artırmıştır.Aslında, belirli bir egzersiz biçimi olduğu sürece, denetleyiciye konum bilgisi sağlamak için bir sensöre ihtiyaç vardır.

Endüstriyel 4.0 otomasyon alanında birçok ilerleme kaydetmiştir.Robot teknolojisi gittikçe daha popüler hale geliyor ve "insansız" işlem tüm -weather'a ulaşılıyor ve yorgunluk olmayacak veya hata yapmayacak -bu her hareket şaftının bir sensörle donatılmasını gerektiriyor.Aynı şey geleneksel fabrikalarda insanlarla çalışan "işbirlikçi robotlar" için de geçerlidir.

Günümüzde, birçok parça makine -bazı kullanım CNC (CNC) takım tezgahları, bazıları lazer kesme makineleri kullanıyor ve bazıları 3D yazıcılar kullanıyor.Bu makinelerin hepsinde kalite hedeflerine ulaşmak için doğru konum kontrolü gerektiren etkinlik bileşenleri vardır.Parçalar işlendikten sonra, genellikle konum algılama fonksiyonu gerektiren otomatik malzeme taşıma veya konveyör bant ile taşınır.

Fabrika dışındaki durumlarda, birçok yerde, hastaları veya tarayıcıları hareket ettirebilen büyük tıbbi ekipman gibi pozisyon kontrolüne de ihtiyaç duyar.Buna ek olarak, robotlar şimdi ameliyat yapabilir, bu da çok hassas kontrol gerektirir.

Ulaşım alanında, her uygulama egzersizi içerir.İster trenler, tarım makineleri, inşaat makineleri veya otonom mobil robotlar (AMR) ve depolamada binlerce dron gibi gelişmekte olan uygulamalar olsun, konum algılama gereklidir.

Tüm sürüş yöntemleri (EV) ve hibrid güç), tüm sürüş otomobilleri elektrifikasyon yönünde gelişmektedir. .Bu sistemlerin normal çalışmasını sağlamak için, gaz kelebeği pedalının (hızlandırıcı) konum bilgileri elektronik kontrol ünitesine (ECU) veya direksiyon simidinin konum bilgilerine direksiyon kontrol sistemine iletilmelidir.

Elektronik kontrol araç operasyonunun neredeyse tüm yönlerine genişledikçe, konum algılama teknolojisi de süspansiyon bileşenlerinde (düzleştirme/sürüş kontrolü için), güç montajında ​​ve elektrikli pencereler, sunroof, kapı kilitleri ve diğer yönlerde de yaygın olarak kullanılır.

Pozisyon Algılama Teknolojisi Karşılaştırması

Dönen pozisyon algılama esas olarak üç teknoloji kullanır -her teknolojinin farklı çalışma modları, avantajları, dezavantajları ve uygulama senaryoları vardır.

Optik kodlayıcı genellikle en doğru olarak kabul edilir (tüm durumlarda olmasa da), ışığın bir delikli bir delikle geçmesine izin vermektir. .

Şekil 1: Dönen pozisyon algılamasının ana yöntemleri optik, manyetik ve endüktif teknolojiyi içerir

Genel olarak, bu tür bir cihaz, hassas robotlar ve CNC tornaları veya lazer kesme makineleri gibi takım tezgahları gibi yüksek önleyici uygulamalara ihtiyaç duyulmak için kullanılır.Oldukça doğru olmalarına ve manyetik alanlara duyarlı olmasalar da, diskteki titreşim ve kirlerden kolayca etkilenirler, bu da başarısız olmalarına neden olabilir.

Manyetik kodlayıcılar genellikle düşüktür ve esas olarak çok hassas maliyetler uygulamak için kullanılır.Titreşim ve kirlilik yokluğunda iyi performans gösterirler, ancak dış manyetik alanın uygulama kapsamlarını sınırlayan önemli bir etkisi olacaktır.

İndüktör kodlayıcının doğruluğu, yüksek derecede titreşim ve kirliliğe dayanabilen ve manyetik alana duyarlı olmayan manyetik kodlayıcıdan daha iyidir.Diğer avantajlar şunlardır: sıcaklığa duyarlı olmayan iyi tekrarlılık, az sayıda cihaz, küçük boyut ve nadir toprak malzemelerine (yani mıknatıs) gerek yok.

NCS32100 Çift endüktif konum sensörü

Onsemi'nin NCS32100 çift endüktif konum sensörü, iki basit ve yenilikçi PCB diski aracılığıyla, +50 sent veya 0.0138 derecelik mekanik rotasyon ile mükemmel temassız konum doğruluğu elde eder.Bir PCB motor statoruna (statik kısım) sabitlenirken, başka bir tek katmanlı PCB bir rotor veya şaft üzerine sabitlenir.İki PCB, ortada 0.1 mm ila 2.5 mm arasında ayrılmış paralel olarak yerleştirilir.NCS32100, stator PCB'de bulunur.

İki diskte kalınlık (çift) iletken kablolama veya bobin baskısı.MADDE 3 İletken İzleme çizgisine Stator PCB'ye basılmış bir uyarma bobini denir.NCS32100, stator uyarma bobininin etrafında elektromanyetik alanlar üretmek için uyarma bobine 4MHz sinüs dalgası gönderir.Faraday'ın etkileşimi yasasına göre, rotorun kaba bobini elektromanyetik alanı keser ve enerji bir girdap oluşturmak için rotor bobine bağlanır.

Aynı zamanda, statorun kalınlık bobini, sekiz NCS32100 alıcı girişini bağlar.Rotor döndüğünde, rotorun girdabı bobini almak için statora müdahale edecektir.NCS32100, bu paraziti dahili DSP (dijital sinyal işlemcisi) özel algoritması yoluyla işler, böylece rotorun konumunu ölçer.

Şekil 2: Çift endüktif teknoloji, basit çözümlerle yüksek performans sağlar

40mm PCB sensörü ile NCS32100, 6.000 RPM hızında ± 50 sent konum doğruluğunu elde edebilir.Daha büyük bir PCB sensörüne veya rotoru ve statörü doğru bir şekilde, +/- 10 köşelerde daha yüksek doğruluk elde edebilir.

Bu basit çözümün sadece küçük boyut ve düşük maliyet sağlamak için az miktarda elektronik cihaz kullanması gerekmektedir.Ek olarak, sıcaklık dalgalanmalarına, kirliliğe ve dış manyetik alanlara tamamen duyarlıdır.

Çift endüktif teknoloji entegrasyon çözümü

Ansonami'nin NCS32100'ü, endüstriyel uygulamalar ve çevre için tasarlanmış yüksek güvensiz rotasyon konum sensörlerini destekler.Egzersiz yapmadan konumu belirleyebilen mutlak bir konum cihazıdır.NCS32100, hızı 45.000 rpm hızda hesaplayabilir.

6.000 rpm'ye kadar bir hızda, NCS32100, birçok optik kodlayıcının performansı ile karşılaştırılabilir olan ± 50 sent tam bir doğruluk sağlar.Bu cihaz aynı zamanda yüksek yapılandırılabilir ve dahili sıcaklık sensörleri sağlayan M0+ MCU.

NCS32100'ün üretim kalibrasyonu, sensörün tek bir komutla kendi kalibrasyonu elde etmesini sağlar.Rotor hızı 100 ila 1000 rpm arasında olduğu sürece kodlayıcıya başvurmanız gerekmez.Tüm kalibrasyon katsayıları -Asy -to -lOSS bellek (NVM) içinde saklanır.

Tipik optik çözeltiler toplam üç PCB -optik disk, stator PCB ve LED Drive PCB gerektirir ve tüm fonksiyonlar yaklaşık 100 cihaz gerektirir.

Şekil 3: Çift endüktif teknoloji, doğrulukta optik teknoloji ile karşılaştırılabilir ve karmaşıklık ve maliyet ikincisinden daha düşük

Buna karşılık, NC32100 çözümüne dayanan yalnızca iki PCB: Rotor, herhangi bir cihaz içermeyen tek bir katman PCB'dir ve bağlantılı PCB sadece 12 cihaz içerir.

Otomotiv uygulamalarında, maliyet ve güvenilirlik önemli olsa da, özellikle direksiyon veya frenleme gibi uygulamalarda güvenlik daha da önemlidir.Ansonmi'nin Arabası Mutlak Konum Sensörü NCV77320, ISO26262 standardını karşılıyor ve bu temel uygulama senaryoları için özel olarak tasarlanmıştır.NCV77320'nin konum doğruluğu 194.3 köşelerdir veya 0.0539 derecelik bir mekanik dönüştür (özellikle PCB geometrik şekle bağlıdır), esas olarak sadece 3 alıcı girişine sahip olduğu ve NCS32100'ün 8 alıcı girişine sahip olmadığı ve NCV77320 Kaba ince bobin PCB yapılandırma özünün PCB yapılandırmasıHem NCV77320 hem de NCS32100, döner kodlayıcı veya doğrusal kodlayıcı olarak çalıştırılabilir.

NCV77320'nin uygulamaları arasında fren pedalı sensörleri, gaz kelebeği pedal sensörleri, motor konum sensörleri, fren sistemi sensörleri, araç yatay sensörleri, şanzıman dişli sensörleri, gaz kelebeği konum sensörleri ve egzoz gazı takviye sensörleri bulunur.

NCS32100 gibi, NCV77320 kirliliğe, sıcaklık değişikliklerine ve manyetik alan parazitine duyarlı değildir ve -40oc ila +150OC otomotiv ortamında kullanılabilir.

NCV77320, 10.800 rpm'ye kadar bir hızda çalışabilir ve gönderilen, SPI veya analog arayüz aracılığıyla destekleyici MCU ile iletişim kurabilir.