Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Nowy czujnik Halla 3D firmy TI do kontroli w czasie rzeczywistym

ghost666 23 Oct 2021 13:25 468 0
Tespol
  • Nowy czujnik Halla 3D firmy TI do kontroli w czasie rzeczywistym
    Firma Texas Instruments wprowadziła do swojej oferty układ TMAG5170, jest to pierwszy element z nowej rodziny czujników położenia 3D wykorzystujących efekt Halla. Układ dedykowany jest do systemów sterowania w czasie rzeczywistym w aplikacjach automatyki przemysłowej i napędów silnikowych. Czujnik jest promowany jako zapewniający zintegrowane funkcje oraz diagnostykę, aby zmaksymalizować elastyczność projektowania i bezpieczeństwo systemu przy jednoczesnej oszczędności energii.

    Czujniki magnetyczne, w tym czujniki z efektem Halla i inne technologie, mają swoje zalety jak i wady. Jednym z ograniczeń jest kompromis między uzyskaniem bardzo wysokiej dokładności a przepustowością urządzenia 3D. Na przykład stabilne czujniki nie zmieniają swoich parametrów w odpowiedzi na zmiany temperatury, warunków otoczenia, a nawet pól magnetycznych. Zwykle łatwo jest ulepszyć jeden z tych czynników, ale nigdy oba.

    Firma TI poinformowała, że ​​jej czujnik położenia 3D z efektem Halla TMAG5170 ma na celu wzmocnienie tej relacji, oferując wysoką precyzję i większą przepustowość. "Wyższa przepustowość ma dodatkowe efekty, takie jak znacznie niższe zużycie energii, gdy nie jest wymagana pełna prędkość urządzenia" powiedział Steven Loveless, kierownik ds. Marketingu i aplikacji w Texas Instruments, zajmujący się gamą produktów do wykrywania położenia.

    Nowy czujnik Halla 3D firmy TI do kontroli w czasie rzeczywistym


    Czujniki pozycji

    Wykrywanie położenia jest stosowane praktycznie we wszystkich wysokowydajnych zautomatyzowanych systemach regulujących ruch, a technologia pomiaru położenia bezpośrednio wpływa na koszt i wydajność systemu. Dokładność czujnika, jego prędkość, pobór mocy i zdolność do adaptacji są jednymi z czynników branych pod uwagę przy wyborze optymalnego systemu detekcji położenia. Pomiary bezwzględne położenia przy użyciu liniowych wieloosiowych czujników położenia z efektem Halla powinny być dokładne, szybkie i niezawodne. Rezultatem jest precyzyjna kontrola w czasie rzeczywistym.

    Kluczową kwestią przy wdrażaniu czujnika 3D z efektem Halla jest to, że każdy magnes poruszający się w wolnej przestrzeni otaczającej czujnik musi być łatwo rozpoznawany i monitorowany. Pole magnetyczne otaczające biegun magnesu jest zazwyczaj symetryczne, co oznacza, że ​​identyczne warunki wejściowe mogą być wytwarzane w wielu miejscach. Aby właściwie zidentyfikować położenie bezwzględne, funkcja ta wymaga starannego zaprojektowania, zapewniając, że każda zmiana gęstości strumienia magnetycznego może być wykorzystana do rozróżnienia ruchu magnesu.

    Kontrola w czasie rzeczywistym

    W inteligentnych fabrykach wysoce zautomatyzowane systemy muszą działać w ramach zintegrowanego przepływu produkcji, jednocześnie gromadząc dane w celu regulacji prowadzonych operacji. Aby zapewnić kontrolę w czasie rzeczywistym w celu zwiększenia wydajności i skrócenia przestojów, zautomatyzowany sprzęt wymaga technologii wykrywania położenia 3D. "Systemy wykorzystujące sprzężenie zwrotne pozycji lub ruchu w automatyce często mają bardzo dynamiczny charakter i muszą szybko i skutecznie reagować na zmieniające się zmiany obciążenia, prędkości i inne czynniki" powiedział Loveless. Nowy czujnik TI został zaprojektowany tak, aby dokładniej mierzyć te w dynamicznie zmiennym otoczeniu "i pomagać systemom szybciej reagować na zmiany w czasie rzeczywistym" dodał.

    Firma Texas Instruments wskazuje, że układ TMAG5170 zapewnia całkowity błąd na poziomie 2,6 procenta w pełnej skali w temperaturze pokojowej, z całkowitym dryftem błędu wynoszącym zaledwie 3 procent, eliminując potrzebę kalibracji i kompensacji błędów poza układem scalonym, a także upraszczając projektowanie i produkcję całego systemu. Czujnik obsługuje pomiary do 20 kSPS, zapewniając dużą przepustowość dla szybkiego ruchu mechanicznego o niskiej latencji.

    Eliminuje również potrzebę obliczeń poza chipem i umożliwia zmienną orientację czujnika i magnesu poprzez włączenie takich funkcji, jak wsparcie obliczania kąta, uśrednianie pomiarów oraz korekcja wzmocnienia i przesunięcia. Producent wskazuje, że niezależnie od umiejscowienia czujnika te cechy upraszczają projektowanie i zwiększają adaptacyjność systemu, umożliwiając szybsze pętle sterowania, mniejsze opóźnienia systemu i łatwiejsze tworzenie oprogramowania. Zintegrowane możliwości obliczeniowe czujnika zmniejszają również obciążenie przetwarzania systemu - nawet o 25 procent - pozwalając inżynierom na obniżenie kosztów przy użyciu mikrokontrolerów ogólnego przeznaczenia, takich jak energooszczędne mikrokontrolery z rodziny MSP430TM firmy TI.

    Na poniższym schemacie dokładne położenie kątowe wału silnika jest monitorowane przez liniowy czujnik położenia 3D z efektem Halla. Wpływa on na szerokość pasma i opóźnienie systemu podczas oceny elementów sprzężenia zwrotnego. Ogólną prędkość pętli sprzężenia zwrotnego można zwiększyć, stosując czujnik zdolny do odczytów o dużej przepustowości, co zapewnia lepszą wydajność całego systemu.

    Nowy czujnik Halla 3D firmy TI do kontroli w czasie rzeczywistym


    Pobór mocy jest kluczową kwestią przy wyborze czujnika położenia, w tym jego w systemach o niskim poborze mocy czy zasilanych z akumulatora. Czujniki z trybami pracy o niskim poborze energii, takimi jak tryb wybudzania, uśpienia czy głębokiego uśpienia, są powszechnie stosowane w systemach lub platformach zasilanych bateryjnie wykorzystujących energooszczędne podzespoły, aby zoptymalizować zużycie energii w stosunku do przepustowości. Różne tryby pracy i częstotliwości próbkowania TMAG5170, zwiększają wydajność energetyczną systemu nawet o 70 procent, pozwalając na optymalne zużycie energii w zakresie próbkowania od 1 do 20 kHz dla urządzeń zasilanych bateryjnie lub trybów lekkiego użycia, gdy sprawność energetyczna systemu jest kluczowa.

    Projekty magnetyczne i mechaniczne również mogą skorzystać na zastosowaniu elastycznych liniowych czujników 3D z efektem Halla ze zmiennymi poziomami czułości magnetycznej i opcjami korekcji temperatury. Bezpieczeństwo i ulepszona diagnostyka stają się coraz ważniejsze w zapobieganiu przestojom sprzętu i poprawie jakości produkcji, ponieważ zautomatyzowane systemy coraz częściej działają obok ludzi. Stąd precyzja, prędkość, moc i zdolność adaptacji czujników położenia i generowanych przez nie danych są kluczowymi względami projektowymi.

    Źródło: https://www.eetimes.com/ti-rolls-3d-hall-sensor-for-real-time-control/

    Cool? Ranking DIY
    Kamery 3D Time of Flight - zastosowania w przemyśle. Darmowe szkolenie 16.12.2021r. g. 10.00 Zarejestruj się
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10673 posts with rating 8999, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • Tespol