TI представила TMAG5170: высокоточный 3D датчик Холла для реального времени управления в фабричной автоматизации

Texas Instruments анонсировала запуск TMAG5170 — первого члена нового семейства 3D датчиков положения Холла, спроектированных для управления в реальном времени в фабричной автоматизации и системах моторных приводов.

TMAG5170 доставляет интегрированную диагностику и передовые фичи, улучшающие гибкость дизайна, повышающие системную безопасность и снижающие энергопотребление.

Датчики Холла, как все магнитные преобразователи, подразумевают компромисс между ультра-высокой точностью и высокой пропускной способностью. Наиправда стабильный сенсор сохраняет свою производительность через температурные колебания, окружающие условия и внешние магнитные поля, тем не менее достижение обоей экстремальной точности и быстрых скоростей данных — вызов.

TI заявляет, что TMAG5170 преодолевает этот разрыв, предлагая и высокую точность, и более высокую пропускную способность. «Увеличенная пропускная способность переводится в более низкое потребление энергии, когда полная скорость не требуется», — говорит Стивен Лавлес, менеджер по маркетингу и приложениям TI для продуктов позиционного сенсирования.

Автоматизированные складские роботы. (Источник: TI)

Датчики позиции

Позиционное сенсирование интегрально для высокопроизводительных автоматизированных систем, регулирующих движение. Выбор сенсора напрямую влияет на стоимость, производительность и надежность. Абсолютные измерения позиции с использованием линейных многоосевых датчиков Холла должны быть точными, быстрыми и надежными — обеспечивая точное управление в реальном времени.

Критическое дизайнерское соображение для 3D датчиков Холла — способность детектировать свободно движущийся магнит и надежно отслеживать его позицию. Поскольку магнитное поле вокруг полюса магнита обычно симметрично, тот же ввод может возникнуть из множественных локаций. Точное абсолютное расположение поэтому требует тщательного дизайна, эксплуатирующего тонкие изменения в плотности магнитного потока для дифференциации движения магнита.

Управление в реальном времени

В умных заводах, высокоавтоматизированные системы должны бесшовно оперировать в интегрированном производственном потоке, в то время как непрерывно собирая данные для оптимизации операций. Реальное-время 3D позиционное сенсирование критично для высокоэффективной, низко-простоевой автоматизации.

«Системы, полагающиеся на позиционную или движенческую обратную связь, высокодинамичны и должны быстро реагировать на вариации нагрузки, скорости и других параметров», — говорит Лавлес. Новый TI сенсор спроектирован для захвата этих динамических условий с большей точностью, обеспечивая более быстрые системные отклики.

TI сообщает, что TMAG5170 достигает 2,6-процентной полной шкалы общей ошибки при комнатной температуре, с дрейфом общей ошибки всего 3 процента. Это устраняет необходимость в конце-линейной калибровке и off-chip компенсации ошибок, упрощая дизайн и производство. Сенсор поддерживает частоты дискретизации до 20 кSPS, обеспечивая низколатентную пропускную способность для высокоскоростного механического движения.

Он также устраняет необходимость в off-chip вычислениях и позволяет переменные ориентации сенсор-магнит через фичи такие как движок расчета угла, усреднение измерений и коррекция gain/offset. Независимо от размещения, эти характеристики упрощают дизайн, улучшают системную адаптивность, снижают латентность контура управления и облегчают разработку ПО. Интегрированный расчетный движок может снизить нагрузку на обработку системы до 25 процентов, позволяя инженерам использовать общего назначения микроконтроллеры — такие как низкоэнергопотребляющие MSP430 TM MCU от TI — сохраняя затраты низкими.

Диаграмма ниже показывает TMAG5170 мониторящий точную угловую позицию вала мотора. Сенсор, способный на высокополосные измерения, улучшает скорость обратного контура, повышая общую системную производительность.

Пример приложения TMAG5170. (Источник: TI)

Потребление энергии — ключевой фактор при выборе позиционного сенсора, особенно для батарейных или низкоэнергопотребляющих платформ. Сенсоры с низкоэнергопотребляющими режимами — такими как wake-up, sleep и deep-sleep — распространены в энергийно-ограниченных системах. TI заявляет, что множественные режимы работы TMAG5170 и частоты дискретизации могут повысить энергоэффективность до 70 процентов, доставляя оптимальное использование энергии по 1-до-20 кГц диапазону дискретизации для батарейных устройств или низко-используемых режимов когда эффективность первостепенна.

Магнитная и механическая дизайн-гибкость также выигрывает от 3D линейных датчиков Холла, поддерживающих переменные уровни магнитной чувствительности и опции температурной коррекции. Безопасность и диагностика все более жизненно важны для предотвращения простоя оборудования и обеспечения высокого производственного качества, поскольку автоматизированные системы работают рядом с людьми. Следовательно, точность, скорость, мощность и адаптивность — первостепенные дизайнерские соображения.

>> Эта статья была изначально опубликована на нашем сестринском сайте, EE Times.

---

Связанные материалы:

• Стандарты критичны для безопасной связности в промышленном IoT
• Ransomware катализирует промышленную революцию безопасности
• Использование open source IIoT шлюза для ускорения Modbus интеграции устройств
• Интерфейсинг Modbus промышленных сенсоров с open source IIoT шлюзом
• Полностью-управляемое IIoT шлюз решение упрощает разработку

Для большего Embedded, подпишитесь на еженедельную email-рассылку Embedded.