Sensor hall-effect mendukung aplikasi industri real-time
Texas Instruments meluncurkan yang pertama dari keluarga baru 3D Sensor posisi efek hall yang ditujukan untuk kontrol waktu nyata dalam otomatisasi pabrik dan aplikasi penggerak motor.
Texas Instruments telah memperkenalkan TMAG5170, perangkat pertama dalam keluarga baru sensor posisi efek Hall 3D untuk kontrol waktu nyata dalam otomatisasi pabrik dan aplikasi penggerak motor. Sensor ini dipromosikan sebagai penyedia fungsi dan diagnostik terintegrasi untuk memaksimalkan fleksibilitas desain dan keamanan sistem sekaligus menghemat energi.
Sensor magnetik, termasuk sensor efek Hall dan teknologi lainnya, memiliki kelebihan dan kekurangan desain. Salah satu kendala adalah trade-off antara mendapatkan akurasi yang sangat tinggi dan throughput perangkat 3D. Sensor yang stabil, misalnya, tidak berkeliaran sebagai respons terhadap perubahan suhu, kondisi sekitar, atau bahkan medan magnet. Biasanya mudah untuk meningkatkan salah satu dari dua cara, tetapi tidak keduanya.
TI mengatakan sensor posisi efek Hall TMAG5170 3D bertujuan untuk meningkatkan hubungan itu dengan menawarkan presisi tinggi bersama dengan throughput yang lebih besar. “Troughput yang lebih tinggi ini memiliki efek tambahan, seperti pengoperasian daya yang jauh lebih rendah saat kecepatan penuh perangkat tidak diperlukan,” kata Steven Loveless, manajer pemasaran dan aplikasi TI untuk produk penginderaan posisi.
Robot gudang otomatis. (Sumber:TI)
Sensor Posisi Penginderaan posisi hampir universal dalam sistem otomatis berkinerja tinggi yang mengatur gerakan, dan teknologi penginderaan posisi secara langsung memengaruhi biaya dan kinerja sistem. Akurasi sensor, kecepatan, daya, dan kemampuan beradaptasi adalah beberapa faktor yang dipertimbangkan saat memilih sistem penginderaan posisi yang optimal. Pengukuran posisi absolut menggunakan sensor posisi multi-sumbu linear efek Hall harus tepat, cepat, dan dapat diandalkan. Hasilnya adalah kontrol real-time yang presisi.
Pertimbangan utama saat menerapkan sensor efek Hall 3D adalah bahwa setiap magnet yang bergerak di ruang bebas di sekitar sensor harus mudah dikenali dan dipantau. Medan magnet yang mengelilingi kutub magnet biasanya simetris, artinya kondisi input yang identik dapat dihasilkan di berbagai lokasi. Untuk mengidentifikasi lokasi absolut dengan tepat, fitur tersebut memerlukan desain yang cermat, memastikan bahwa setiap perubahan kerapatan fluks magnet dapat digunakan untuk membedakan pergerakan magnet.
Kontrol Waktu Nyata Di pabrik pintar, sistem yang sangat otomatis harus berfungsi dalam aliran manufaktur terintegrasi sekaligus mengumpulkan data untuk mengatur operasi. Dalam menyediakan kontrol waktu nyata untuk efisiensi yang lebih tinggi dan mengurangi waktu henti, peralatan otomatis memerlukan teknologi penginderaan posisi 3D.
“Sistem yang memanfaatkan umpan balik posisi atau gerakan dalam otomatisasi seringkali bersifat sangat dinamis, dan mereka harus merespons dengan cepat dan efisien terhadap berbagai perubahan beban, kecepatan, dan faktor lainnya” kata Loveless. Sensor TI baru dirancang untuk mengukur kondisi dinamis tersebut dengan lebih tepat, “dan membantu sistem merespons lebih cepat terhadap perubahan waktu nyata tersebut,” tambahnya.
TI mengatakan TMAG5170-nya menyediakan 2,6 persen kesalahan total skala penuh pada suhu kamar, dengan penyimpangan kesalahan total hanya 3 persen, menghilangkan kebutuhan untuk kalibrasi akhir-baris dan kompensasi kesalahan off-chip sementara juga menyederhanakan desain sistem dan manufaktur. Sensor mendukung pengukuran hingga 20 kSPS untuk throughput latensi rendah dari gerakan mekanis berkecepatan tinggi.
Ini juga menghilangkan kebutuhan untuk komputasi off-chip dan memungkinkan sensor variabel dan orientasi magnet dengan memasukkan fitur-fitur seperti mesin kalkulasi sudut, rata-rata pengukuran serta koreksi penguatan dan offset. Terlepas dari penempatan sensor, TI mengatakan karakteristik tersebut menyederhanakan desain dan meningkatkan kemampuan beradaptasi sistem, memungkinkan loop kontrol yang lebih cepat, latensi sistem yang lebih rendah, dan pengembangan perangkat lunak yang lebih mudah. Kemampuan penghitungan sensor yang terintegrasi juga menurunkan beban pemrosesan sistem hingga 25 persen, memungkinkan para insinyur mengurangi biaya menggunakan mikrokontroler serba guna seperti MCU MSP430TM TI berdaya rendah.
Dalam diagram di bawah, posisi sudut yang tepat dari poros motor dipantau oleh sensor posisi linier 3D efek Hall, yang secara langsung memengaruhi bandwidth dan latensi sistem saat mengevaluasi elemen umpan balik. Kecepatan keseluruhan loop umpan balik dapat ditingkatkan dengan menggunakan sensor yang mampu membaca bandwidth tinggi, sehingga meningkatkan kinerja sistem.
Contoh aplikasi TMAG5170. (Sumber:TI)
Konsumsi daya adalah pertimbangan utama saat memilih sensor posisi, termasuk baterai atau sistem manajemen dayanya. Sensor dengan mode pengoperasian berdaya rendah, seperti mode bangun, tidur, dan tidur nyenyak, biasanya digunakan dalam sistem atau platform bertenaga baterai yang menggunakan sumber daya rendah untuk mengoptimalkan konsumsi daya versus keluaran. Berbagai mode kerja dan laju pengambilan sampel TMAG5170, klaim TI, meningkatkan efisiensi energi hingga 70 persen, memungkinkan penggunaan daya yang optimal di seluruh rentang pengambilan sampel 1 hingga 20-kHz untuk perangkat bertenaga baterai atau mode penggunaan ringan saat efisiensi sistem pertimbangan utama.
Desain magnetik dan mekanis juga dapat memanfaatkan penggunaan sensor efek Hall linier 3D yang fleksibel dengan tingkat sensitivitas magnetik variabel dan opsi koreksi suhu. Keselamatan dan peningkatan diagnostik menjadi semakin penting dalam mencegah waktu henti peralatan dan meningkatkan kualitas manufaktur karena sistem otomatis semakin beroperasi bersama manusia. Oleh karena itu, presisi, kecepatan, kekuatan, dan kemampuan beradaptasi dari sensor posisi dan data yang dihasilkannya merupakan pertimbangan desain utama.
>> Artikel ini awalnya diterbitkan di situs saudara kami, EE Times.
Konten Terkait:
Standar sangat penting untuk konektivitas yang aman di IoT industri
Ransomware mengkatalisasi revolusi keamanan industri
Menggunakan gateway IIoT open source untuk mempercepat integrasi perangkat Modbus
Menghubungkan sensor industri Modbus dengan gerbang IIoT open source
Solusi gateway IoT yang terkelola sepenuhnya menyederhanakan pengembangan
Untuk lebih banyak Tertanam, berlangganan buletin email mingguan Tertanam.
